CN108880022A - 一种外转子自循环液冷永磁电机 - Google Patents

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Abstract

一种外转子自循环液冷永磁电机，包括轴，在轴上设置有铁芯支架，铁芯支架外侧设置有定子铁芯，定子铁芯上设置有绕组，轴、铁芯支架、定子铁芯和绕组为不转动结构；铁芯上设置有与绕组进行热交换的空心导热装置，空心导热装置与轴通过冷却液管相连，轴内部设置有螺旋驱动装置，螺旋驱动装置与小端盖相连，不转动结构外侧设置有外转子部分，包括转子铁芯，转子铁芯上贴有磁钢，转子铁芯固定于机壳上，轴上设置有用于散热的大端盖，轴内部流有冷却液，本发明可省去额外的冷却液循环驱动装置，可有效减小设备体积和重量，完成循环散热。

Description

一种外转子自循环液冷永磁电机
技术领域
本发明涉及电动机技术领域，特别涉及一种外转子自循环液冷永磁电机。
背景技术
目前的外转子永磁电机散热结构较为简单，散热效果一般；现有的水冷导热结构与绕组接触面积较小，也无法充分利用外转子的散热面积，且需外加推动冷却液循环的动力装置，整体结构不够紧凑。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种外转子自循环液冷永磁电机，可省去额外的冷却液循环驱动装置，有效减小设备体积和重量，完成循环散热。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种外转子自循环液冷永磁电机，包括轴1，在轴1上设置有铁芯支架2，铁芯支架2外侧设置有定子铁芯3，定子铁芯3上设置有绕组4，所述的轴1、铁芯支架 2、定子铁芯3和绕组4为不转动结构；所述的铁芯3上设置有与绕组4进行热交换的空心导热装置14，空心导热装置14与轴1通过冷却液管相连，所述的轴1内部设置有螺旋驱动装置10，螺旋驱动装置10与小端盖8相连，所述的不转动结构外侧设置有外转子部分，包括转子铁芯5，转子铁芯5上贴有磁钢6，转子铁芯5固定于机壳7上，所述的轴1上设置有用于散热的大端盖9，轴1内部流有冷却液18，所述的轴1、冷却液管和空心导热装置14形成循环系统。
所述的轴1包括安装铁芯支架2的轴头1.1，轴头1.1一侧的轴1内部开有第一空腔1.2，轴1表面开有第二冷却液通道1.5，所述的轴头1.1内侧开有第二空腔1.3，轴头1.1与轴1相接处开有第一冷却液通道1.4，所述的轴头1.1另一侧的轴1内部设置有第三冷却液通道1.7与第四冷却液通道1.8，外侧设置有第二密封槽1.9，端部设置有用于固定电机的轴颈1.10。
所述的冷却液管包括与第一冷却液通道1.4相连的第一冷却液管11，所述的第一冷却液管11出口端与空心导热装置14入口端相连，空心导热装置14与绕组4配合设置，空心导热装置14的液体出口端通过第三冷却液管12连接第三冷却液通道 1.7，第三冷却液通道1.7与大端盖9液体入口相连通，大端盖9液体出口通过第二冷却液管13连接第二冷却液通道1.5并与第一空腔1.2连通。
所述的空心导热装置14为空心结构，空心导热装置14包括相对设置相同的第一空心环14.2与第二空心环14.5，所述的第一空心环14.2与第二空心环14.5上加工有孔一14.3与孔二14.4，所述的第一空心环14.2与第二空心环14.5之间环绕设置有若干个空心导热片14.1；
所述的第一冷却液管11与孔一14.3相连，孔二14.4连接第三冷却液管12。
所述的铁芯3上开有槽，空心导热片14.1嵌置于定子铁芯3的槽中。
所述的螺旋驱动装置10置于轴1的第一空腔1.2内；螺旋驱动装置10包括螺旋驱动装置轴10.1和设置在螺旋驱动装置轴10.1上的螺旋结构10.2；所述螺旋驱动装置轴10.1一端加工有外螺纹，通过螺纹与小端盖8连接，所述螺旋驱动装置轴10.1 另一端与铜套15松配合；所述铜套15与轴1的第二空腔1.3紧配合。
所述的小端盖8有辐板结构8.1，中心凸台结构8.2；所述中心凸台结构8.2上加工有螺纹孔8.3；所述螺纹孔8.3与所述螺旋驱动装置轴10.1上的外螺纹相旋合，电机正常工作时的外转子旋转方向为所述螺纹的旋紧方向。
所述的大端盖9内有第一空心层9.1，第二空心层9.2；沿大端盖9的圆周方向均布有若干个连通了第一空心层9.1与第二空心层9.2的通道9.3；大端盖9的外端面上有若干散热肋片9.4；
所述的第一空心层9.1设置在冷却液通道1.7上，第二空心层9.2设置在第四冷却液通道1.8上，第四冷却液通道1.8与第三冷却液管12相连通。
所述的大端盖9与轴1之间流体密封的密封圈组17，由3个密封圈构成。
所述的轴1一侧的端部设置有第一密封槽1.6。
本发明的有益效果：
由小端盖8通过螺纹连接驱动置于轴1空腔1.2内的螺旋驱动装置10，进而推动冷却液18的流动，并完成循环，可省去额外的冷却液循环驱动装置，可有效减小设备体积和重量。
通过在轴1内设置第一冷却液通道1.4，第二冷却液通道1.5，有效利用了轴1 内的空间，节省了冷却液管道的使用，使得电机的冷却结构紧凑，并可有效减轻电机重量。
空心导热装置14嵌置于定子铁芯3的槽中，大大增加了空心导热片14.1与绕组 4的接触面积，可使电机的冷却性能大幅提升。
在大端盖9内设置了第一空心层9.1，第二空心层9.2以及连通了第一空心层9.1与第二空心层9.2的通道9.3，在大端盖9的外端面还设置了散热肋片9.4，冷却液 18将热量带入大端盖9，并通过散热肋片9.4将热量交换至外界空气中，且所述外转子自循环液冷永磁电机的大端盖9的旋转，可加强与空气的换热效果，即充分利用了外转子电机的散热优势。
附图说明
图1为本发明一种外转子自循环液冷永磁电机结构示意图。
图2为本发明轴半剖后的内部立体结构示意图。
图3为本发明空心导热装置结构示意图。
图4为本发明螺旋驱动装置结构示意图。
图5为本发明小端盖结构示意图。
图6为本发明大端盖剖去四分之三的立体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明：
本发明提供了一种外转子自循环液冷永磁电机。其特征是轴1，铁芯支架2，定子铁芯3，绕组4是不转动的，铁芯支架2固定于轴1上，定子铁芯3固定于铁芯支架2上；转子铁芯5，磁钢6，机壳7，小端盖8，大端盖9是转动的，构成了电机的外转子部分，磁钢6表贴于转子铁芯5上，转子铁芯5固定于机壳7上；螺旋驱动装置10置于轴1的空腔1.2内，空心导热装置14嵌置于定子铁芯3的槽中，第一冷却液管11和第三冷却液管12连接轴1与空心导热装置14，第二冷却液管13连接轴1的第二冷却液通道1.5和冷却液通道1.8，密封圈16用于轴1与小端盖8之间的流体密封，密封圈组17用于轴1与大端盖9之间的流体密封。
铁芯支架2安装于轴1的轴头1.1上；轴1内加工有第一空腔1.2，第二空腔1.3，第一冷却液通道1.4，第二冷却液通道1.5，第一密封槽1.6，第三冷却液通道1.7，第四冷却液通道1.8，第二密封槽1.9；所述第二密封槽1.9由密封槽一1.9.1，密封槽二1.9.2，密封槽三1.9.3组成；轴1的轴颈1.10用于电机的固定。
第二冷却液管13穿过铁芯支架2。
空心导热装置14为空心结构；空心导热装置14包括空心导热片14.1，第一空心环14.2，第二空心环14.5；所述空心导热装置14根据电机的实际槽数，包含若干个空心导热片14.1；空心导热装置14的第一空心环14.2上加工有孔一14.3与孔二 14.4；对于所述空心导热装置14，空心导热片14.1焊接在第一空心环14.2上，并将空心导热片14.1嵌置于定子铁芯3的槽中，再将第二空心环14.5与空心导热片14.1 焊接在一起。
螺旋驱动装置10置于轴1的第一空腔1.2内；螺旋驱动装置10包括螺旋驱动装置轴10.1和螺旋结构10.2；所述螺旋驱动装置轴10.1一端加工有外螺纹，通过螺纹与小端盖8连接，所述螺旋驱动装置轴10.1另一端与铜套15松配合；所述铜套15 与轴1的第二空腔1.3紧配合。
小端盖8有辐板结构8.1，中心凸台结构8.2；所述中心凸台结构8.2上加工有螺纹孔8.3；所述螺纹孔8.3与所述螺旋驱动装置轴10.1上的外螺纹相旋合，电机正常工作时的外转子旋转方向为所述螺纹的旋紧方向。
大端盖9内有第一空心层9.1，第二空心层9.2；沿大端盖9的圆周方向均布有若干个连通了第一空心层9.1与第二空心层9.2的通道9.3；大端盖9的外端面上有若干散热肋片9.4。
大端盖9与轴1之间流体密封的密封圈组17，由3个密封圈构成。
本发明的工作原理：
本发明提供了一种外转子自循环液冷永磁电机。电机由轴1，铁芯支架2，定子铁芯3，绕组4，转子铁芯5，磁钢6，机壳7，小端盖8，大端盖9，螺旋驱动装置 10，第一冷却液管11，第三冷却液管12，第二冷却液管13，空心导热装置14，铜套15，密封圈16，密封圈组17，冷却液18组成。轴1，铁芯支架2，定子铁芯3，绕组4是不转动的，铁芯支架2固定于轴1上，定子铁芯3固定于铁芯支架2上；转子铁芯5，磁钢6，机壳7，小端盖8，大端盖9是转动的，构成了电机的外转子部分，磁钢6表贴于转子铁芯5上，转子铁芯5固定于机壳7上。
冷却液18充满了电机冷却结构的各流道内。电机正常工作时，外转子转动，因小端盖8与螺旋驱动装置10之间通过螺纹连接，因此小端盖8带动螺旋驱动装置10 一起转动，且旋转方向为使得该螺纹连接旋紧的方向；螺旋驱动装置10的转动，会推动轴1空腔1.2内的冷却液18流动，并通过冷却液通道1.4，第一冷却液管11；冷却液18从第一冷却液管11，经空心导热装置14的孔一14.3流入第一空心环14.2，继而流入空心导热片14.1，在此处，绕组4与空心导热片14.1进行热交换，绕组4 产生的热量传入空心导热片14.1中的冷却液18；冷却液18经空心导热片14.1流入第二空心环14.5，经孔二14.4流入第三冷却液管12，进而流入轴1的第三冷却液通道1.7；冷却液18经轴1的第三冷却液通道1.7流入大端盖9的第一空心层9.1，经通道9.3流入第二空心层9.2，在此处，冷却液18携带的热量经大端盖9以及大端盖 9的散热肋片9.4传入周围的空气中；之后冷却液18由大端盖9的第二空心层9.2流入轴1的第四冷却液通道1.8，继而流入第二冷却液管13，并通过轴1的第二冷却液通道1.5流入轴1的第一空腔1.2，至此，完成了一个冷却液自循环过程。轴1与小端盖8之间通过密封圈16进行流体密封，轴1与大端盖9之间通过密封圈组17进行流体密封，密封圈组17由三个密封圈组成。
应当指出，本发明提供的一种外转子自循环液冷永磁电机，在机壳7与轴1之间，大端盖9与轴1之间均需使用轴承，因为电机的轴承为基础通用技术，因此本发明不对轴承安装部分的结构进行单独说明。
凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种外转子自循环液冷永磁电机，其特征在于，包括轴(1)，在轴(1)上设置有铁芯支架(2)，铁芯支架(2)外侧设置有定子铁芯(3)，定子铁芯(3)上设置有绕组(4)，所述的轴(1)、铁芯支架(2)、定子铁芯(3)和绕组(4)为不转动结构；所述的铁芯(3)上设置有与绕组(4)进行热交换的空心导热装置(14)，空心导热装置(14)与轴(1)通过冷却液管相连，所述的轴(1)内部设置有螺旋驱动装置(10)，螺旋驱动装置(10)与小端盖(8)相连，所述的不转动结构外侧设置有外转子部分，包括转子铁芯(5)，转子铁芯(5)上贴有磁钢(6)，转子铁芯(5)固定于机壳(7)上，所述的轴(1)上设置有用于散热的大端盖(9)，轴(1)内部流有冷却液(18)，所述的轴(1)、冷却液管、空心导热装置(14)和大端盖(9)形成循环系统。
2.根据权利要求1所述的一种外转子自循环液冷永磁电机，其特征在于，所述的轴(1)包括安装铁芯支架(2)的轴头(1.1)，轴头(1.1)一侧的轴(1)内部开有第一空腔(1.2)，轴(1)表面开有第二冷却液通道(1.5)，所述的轴头(1.1)内侧开有第二空腔(1.3)，轴头(1.1)与轴(1)相接处开有第一冷却液通道(1.4)，所述的轴头(1.1)另一侧的轴(1)内部设置有第三冷却液通道(1.7)与第四冷却液通道(1.8)，外侧设置有第二密封槽(1.9)，端部设置有用于固定电机的轴颈(1.10)。
3.根据权利要求2所述的一种外转子自循环液冷永磁电机，其特征在于，所述的冷却液管包括与第一冷却液通道(1.4)相连的第一冷却液管(11)，所述的第一冷却液管(11)出口端与空心导热装置(14)入口端相连，空心导热装置(14)与绕组(4)配合设置，空心导热装置(14)的液体出口端通过第三冷却液管(12)连接第三冷却液通道(1.7)，第三冷却液通道(1.7)与大端盖(9)液体入口相连通，大端盖(9)液体出口通过第二冷却液管(13)连接第二冷却液通道(1.5)并与第一空腔(1.2)连通。
4.根据权利要求2所述的一种外转子自循环液冷永磁电机，其特征在于，所述的空心导热装置(14)为空心结构，空心导热装置(14)包括相对设置相同的第一空心环(14.2)与第二空心环(14.5)，所述的第一空心环(14.2)与第二空心环(14.5)上加工有孔一(14.3)与孔二(14.4)，所述的第一空心环(14.2)与第二空心环(14.5)之间环绕设置有若干个空心导热片(14.1)；
所述的第一冷却液管(11)与孔一(14.3)相连，孔二(14.4)连接第三冷却液管(12)。
5.根据权利要求4所述的一种外转子自循环液冷永磁电机，其特征在于，所述的铁芯(3)上开有槽，空心导热片(14.1)嵌置于定子铁芯(3)的槽中。
6.根据权利要求2所述的一种外转子自循环液冷永磁电机，其特征在于，所述的螺旋驱动装置(10)置于轴1的第一空腔(1.2)内；螺旋驱动装置(10)包括螺旋驱动装置轴(10.1)和设置在螺旋驱动装置轴(10.1)上的螺旋结构(10.2)；所述螺旋驱动装置轴(10.1)一端加工有外螺纹，通过螺纹与小端盖(8)连接，所述螺旋驱动装置轴(10.1)另一端与铜套(15)松配合；所述铜套(15)与轴(1)的第二空腔(1.3)紧配合。
7.根据权利要求2所述的一种外转子自循环液冷永磁电机，其特征在于，所述的小端盖(8)有辐板结构(8.1)，中心凸台结构(8.2)；所述中心凸台结构(8.2)上加工有螺纹孔(8.3)；所述螺纹孔(8.3)与所述螺旋驱动装置轴(10.1)上的外螺纹相旋合，电机正常工作时的外转子旋转方向为所述螺纹的旋紧方向。
8.根据权利要求2所述的一种外转子自循环液冷永磁电机，其特征在于，所述的大端盖(9)内有第一空心层(9.1)，第二空心层(9.2)；沿大端盖(9)的圆周方向均布有若干个连通了第一空心层(9.1)与第二空心层(9.2)的通道(9.3)；大端盖(9)的外端面上有若干散热肋片(9.4)；
所述的第一空心层(9.1)设置在冷却液通道(1.7)上，第二空心层(9.2)设置在第四冷却液通道(1.8)上，第四冷却液通道(1.8)与第三冷却液管(12)相连通。
9.根据权利要求1所述的一种外转子自循环液冷永磁电机，其特征在于，所述的大端盖(9)与轴(1)之间流体密封的密封圈组(17)，由3个密封圈构成。
10.根据权利要求1所述的一种外转子自循环液冷永磁电机，其特征在于，所述的轴(1)一侧的端部设置有第一密封槽(1.6)。
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