CN109450171A - 一种高效冷却方式的电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高效冷却方式的电机，由前端盖、定子、转子、后端盖等组成。前端盖及后端盖安装在壳体上。前端盖、壳体及后端盖都内设冷却流道，所有冷却流道连接在一起，冷却流道内部充有冷却液。定子绕组的端部用灌封胶灌封处理，前端盖及后端盖的冷却流道外壁涂有导热硅脂，并与灌封后的定子绕组端部相接触。

Description

一种高效冷却方式的电机
技术领域
本发明涉及一种高效冷却方式的电机，属于电机冷却技术。
背景技术
目前电机的冷却方式主要由以下几种：自然冷却、强迫风冷、液冷，与其他冷却方式相比，在相同功率等级下，使用液冷方式冷却的电机具有体积小，重量轻的优点，材料的利用率更高。
电机在运行过程中，由于铜损、铁损及机械损耗等损耗会产生不少的热量，为了散热，现有技术一般在电机的壳体中设置循环水路，通过循环水路的冷却水进行散热。
目前市场的大部分水冷电机都是壳体带循环水路，定子铁芯与壳体接触，电机产生的热量通过定子铁芯传给壳体循环水路的冷却水，通过冷却水的循环带走热量。上述的电机冷却系统结构，主要产生热量的定子绕组端部并不直接与带有水道的壳体接触，电机产生的热量先是从绕组传递给铁芯，再通过铁芯传递给循环水路的冷却水，存在热量传递次数多、散热慢等缺点，使得散热效率较低，特别是对功率密度比较高的电机，散热条件如若不好，会直接影响电机的使用寿命和额定功率，严重的还会造成电机烧损。
中国专利CN101764454A提供了一种水冷电动机，涉及矿用隔爆型小体积大功率三相异步电动机，具体说是一种电动机水冷结构。电机前、后端盖和机座均设置冷却水道，所述电机前、后端盖水道和机座水道相串连，形成一条冷却水路。所述机座冷却水道包括各自封闭的三部分，分别为与前端盖冷却水道相连的部分，与后端盖冷却水道相连的部分，及机座冷却水道部分。然而该电机前端盖与后端盖的冷却水只冷却轴承，并且前、后端盖冷却流道的外壁与定子绕组端部相距太远，冷却不了发热量最大的定子绕组端部。
发明内容
本发明技术解决问题：克服现有技术的电机散热慢的缺点，提供一种高效冷却方式的电机，改善电机的散热条件，提高电机转矩密度和功率密度。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高效冷却方式的电机，由前端盖(8)、定子(6)、转子(7)、后端盖(1)等组成。前端盖(8)及后端盖(1)安装在壳体(5)上。前端盖(8)、壳体(5)及后端盖(1)都内设冷却流道，所有的冷却流道连通在一起，冷却流道内部充有冷却液。定子绕组(3)的两端部均用灌封胶(4)进行灌封处理，灌封胶(4)不仅填充了定子绕组(3)与壳体(5)之间的缝隙，并对整个定子绕组(3)端部进行了彻底的包裹。前端盖(8)及后端盖(1)的冷却流道外壁，凡是要与灌封后的定子绕组(3)端部接触的部位，都涂上1mm至2mm厚度的导热硅脂(2)。保证了电机装配完成后前端盖(8)及后端盖(1)的冷却流道外壁与灌封后的定子绕组(3)端部的良好接触。
所述采用的灌封胶(4)为阻燃型有机硅高导热灌封胶，对金属无腐蚀，耐温性，耐高温老化性好。固化后在很宽的温度范围(-60～280℃)内保持橡胶弹性，绝缘性能优异。固化过程中不收缩，具有更优的防水防潮和抗老化性能。具有阻燃性，阻燃性能达到UL94-V0级，介电强度高，大于27(kV/mm)，绝缘阻抗(Ω·cm)≥1.0×1016。
所述灌封后的定子绕组(3)两个端部都与前端盖(8)及后端盖(1)的冷却流道的外壁相接触，并且在接触面涂了导热硅脂(2)，导热硅脂的涂层为1mm至2mm厚，保证电机装配完成后冷却流道的外壁与灌封后的定子绕组(3)端部能良好接触。
本发明与现有技术相比的优点在于：
本发明电机产生的热量由定子铁芯和定子绕组端部同时传递给壳体及前、后端盖，通过壳体及前、后端盖的内部冷却流道的冷却液快速将热量带走，该结构使得电机的散热能力得到很大的提升。电机中发热量最大的部分是定子绕组的两个端部，本发明电机的前端盖与后端盖的循环流道外壁刚好与定子绕组端部相接触，并且还涂了一层导热硅脂，所以本发明电机的冷却速度快。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例的前端盖与灌封后的定子绕组端部接触的局部放大示意图；
图3为本发明实施例的后端盖与灌封后的定子绕组端部接触的局部放大示意图；
图中：1后端盖、2导热硅脂、3定子绕组、4灌封胶、5壳体、6定子、7转子、8前端盖。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
如图1、图2、图3所示，本发明的电机包括：后端盖1、导热硅脂2、定子绕组3、灌封胶4、壳体5、定子6、转子7及前端盖8；前端盖8与后端盖1分别位于电机的前端和后端，与壳体5相连接；定子6内置于壳体5的内圆处；前端盖8、壳体5及后端盖1都内设冷却流道，通过前端盖8、后端盖1及壳体5的安装连接，所有的冷却流道连通在一起。
对定子绕组3的两端部用灌封胶4进行灌封，灌封胶4不仅要填充定子绕组3与壳体5之间的缝隙，还要对整个定子绕组3端部进行彻底的包裹。进行灌封时必须严格的控制灌封层的厚度，预留好灌封后定子绕组3端部与前端盖8及后端盖1的冷却流道外壁之间的合理距离。然后在要与灌封后的定子绕组3端部接触的前端盖8及后端盖1的冷却流道外壁部位都涂上1mm至2mm厚度的导热硅脂2。将前端盖8通过螺栓紧固在壳体5上，再装入转子7，最后装上后端盖1，完成电机的总装配。如此可保证电机装配完成后前端盖8及后端盖1的冷却流道外壁与灌封后的定子绕组3端部能良好的接触。
电机的主要发热部件为定子绕组3，定子绕组3温度最高部分一般都在定子绕组3端部。本发明实施例的定子6外壁与壳体5内壁接触，定子绕组3端部直接与前端盖8及后端盖1的冷却流道外壁接触。电机运行过程中产生的热量从定子6及定子绕组3端部传递给壳体5以及前端盖8与后端盖1的冷却流道外壁，并通过壳体5以及前端盖8与后端盖1的冷却流道内的冷却液快速将热量带走，极大地提高了电机的散热能力，降低了电机温升，保证了电机的长时稳定运行。
本发明使用某工厂生产的HP-55电机做试验，将原电机安装在试验台架上，并在原电机的绕组端部埋置了2个PT100温度传感器。由试验人员进行温升试验及数据采集。试验结束后将原电机分解，使用改装后的前端盖、后端盖、壳体，并对定子绕组进行灌封，再次组装后由试验人员进行试验及温度数据采集。环境温度27℃，原电机与应用了本发明的电机温升对比如表1所示。
表1：
A--原电机，B--使用本发明的电机。
从本表可以看出，使用本发明的电机定子绕组温升明显低于原电机的定子绕组温升。

Claims (2)

1.一种高效冷却方式的电机，包括：前端盖(8)、壳体(5)、定子(6)、转子(7)和后端盖(1)；其特征在于：所述定子(6)置于壳体(5)内部，定子(6)的外壁与壳体(5)内壁接触；所述前端盖(8)、壳体(5)及后端盖(8)内均设有冷却流道，并且所有冷却流道连通在一起，冷却流道内部充有冷却液；所述定子绕组(3)的两端部均用灌封胶(4)进行灌封处理，灌封胶(4)包裹住定子绕组(3)端部。
2.根据权利要求1所述的一种高效冷却方式的电机，其特征在于：所述灌封后的定子绕组(3)两个端部分别与前端盖(8)及后端盖(1)的冷却流道的外壁相接触，并且在接触面涂了导热硅脂(2)，导热硅脂(2)的涂层为1mm至2mm厚，保证电机装配完成后冷却流道的外壁与灌封后的定子绕组(3)端部能良好接触。
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