CN109546806A - 一种水冷电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水冷电机。包括定子线圈组件和转子组件，包括内筒和外筒，定子线圈组件和转子组件安装在内筒内，内筒安装在外筒内，冷却水路位于内筒和外筒之间；所述冷却水路由内筒、外筒以及水路构件形成；内筒外壁与外筒内壁之间形成腔体，水路构件上设置有连续的S形沟道，水路构件安装在内筒与外筒之间，且水路构件内外壁分别与内筒外壁和外筒内壁密封配合，从而在内筒外壁与外筒内壁之间形成由S形沟道限定的冷却水路。本发明具有结构简单、水冷效果好、可靠性高的优点，且降低了制造和装配成本，延长了电机使用寿命。

Description

一种水冷电机

技术领域

本发明属于电机技术领域，具体涉及一种水冷电机。

背景技术

电机在工作的过程中会产生一定的热量，该热量会造成电机内部的温度升高，从而在长时间工作的时候，如果电机的热量大，会造成电机内的温度过高而导致电机的电路发生损坏，因此需要对电机进行散热。现有技术一般采用风冷位电机降温，但风冷电机制造成本高、噪音大。少数电机也采用水冷方式降温，但结构复杂、寿命短、稳定性差，造价高。例如申请号为201810704338.3的发明专利申请公开了一种水冷电机，其用于带走电机壳体上热量水冷部件包括设于所述壳体上的水冷腔、与所述水冷腔相连通的进水管件及与所述水冷腔相连通的出水管件，水体输入至水冷腔内以吸收壳体的热量。在该技术方案中，起吸热作用的是水冷腔，水冷腔与电机壳体仅是局部接触，散热效果和速度有效，S形出水管件在该技术方案中主要的作用仍在于作为水管本身使用，虽然也承担一定的散热作用，但S形出水管件不与电机壳体直接接触，即S形出水管件中的水不直接与壳体进行热交换，且S形出水管件中的水已经是从水冷腔中流出的热水，通过加强筋传导壳体热量并由S形出水管件散热的作用更加有限。同时，水冷腔以及S形出水管件均是在电机基础上增加的大型部件，使得电机结构复杂。

发明内容

本发明提出一种水冷电机，具有结构简单、水冷效果好、可靠性高的优点，且降低了制造和装配成本，延长了电机使用寿命。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种水冷电机，包括定子线圈组件和转子组件，包括内筒和外筒，定子线圈组件和转子组件安装在内筒内，内筒安装在外筒内，冷却水路位于内筒和外筒之间。

作为一种实施方式，所述冷却水路由内筒、外筒以及水路构件形成；内筒外壁与外筒内壁之间形成腔体，水路构件上设置有连续的S形沟道，水路构件安装在内筒与外筒之间，且水路构件内外壁分别与内筒外壁和外筒内壁密封配合，从而在内筒外壁与外筒内壁之间形成由S形沟道限定的冷却水路。

作为一种实施方式，所述水路构件由两个具有筋条的箍圈构件组成，所述箍圈构件包括箍圈以及沿箍圈一侧轴向延申的若干筋条，箍圈构件套装在内筒外壁上，箍圈内壁以及筋条内壁与内筒外壁密封配合；箍圈外壁以及筋条外壁与外筒内壁密封配合；两个箍圈构件分别安装在内筒外壁的两端，两个箍圈构件的筋条相向并交错设置，从而在筋条与筋条之间形成连续的S形沟道。

作为一种实施方式，还包括前端盖和后端盖，前端盖和后端盖上均设置有电机壳体安装槽，内筒、水路构件以及外筒装配到位后，形成电机壳体，电机壳体两端的端部分别安装在前端盖和后端盖的电机壳体安装槽内。

作为一种实施方式，所述电机壳体安装槽与电机壳体通过盈余配合将电机壳体两端压紧在壳体安装槽内。

作为一种实施方式，在前端盖和后端盖上与内筒配合的部位分别设置有安装槽，该安装槽内放置有内筒密封圈；在前端盖和后端盖上与箍圈构件配合的部位分别设置有安装槽，该安装槽内放置有底面密封圈。

作为一种实施方式，在箍圈和外筒的端部分别设置有相互配合的凹槽和凸台，外筒端部设置的凸台安装在箍圈侧面设置的凹槽内。

作为一种实施方式，在所述凸台的顶面设置有安装槽，该安装槽内放置有外筒密封圈。

作为一种实施方式，定子线圈组件通过工装与内筒内壁紧配固定；所述转子组件包括转轴和铸铝转子，两者铆接在一起；

前端盖开设有通孔，滚珠轴承安装在通孔上，滚珠轴承用于支撑转轴，转轴穿过滚珠轴承和通孔；

后端盖上安装有滚珠轴承，用于支撑转轴后端。

作为一种实施方式，内筒为不锈钢材料制作，外筒和水路构件均为塑料材质制作

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：

1、本发明采用水冷结构，消除了传统风冷结构中风叶转动时产生的噪音，结构简单，降低了制造和装配成本；具有水冷效果好，可靠性高的优点；

2、本发明通过采用S型水路，冷却水通过S型水路将全部旧的冷却后发热的水带出电机，达到比较彻底的替换旧冷却水作用，且冷却结构稳定；

3、本发明通过不锈钢内筒来达到整体装配限位的效果，再通过圆周均布螺栓来锁紧，以此达到装配结构的稳定。

4、本发明与冷却水接触部分均采用不锈钢材质和尼龙塑料材质，有效的避免了水的锈蚀，以此达到了材质的稳定。

5、通过冷却结构、装配、材质等方面的稳定来达到使用寿命长的优点。

附图说明

图1为本发明水冷电机的立体图。

图2为本发明水冷电机的剖视图。

图3为本发明水冷电机的局部视图Ⅰ。

图4为本发明水冷电机的局部视图Ⅱ。

图5为本发明水冷电机的水路局部立体图。

图6为本发明水冷电机的水路构件立体图。

图中：1：定子组件；2：转子组件；3：前端盖组件；4：后端盖组件；5：外筒组件；6：螺栓；1-1：内筒；1-2：定子线圈组件；2-1：转轴；2-2：铸铝转子；3-1：前端盖；3-2：内筒密封圈；3-3：底面密封圈；3-4：滚珠轴承；4-1：后端盖；5-1：外筒；5-2：水路构件；5-3：外筒密封圈；5-4：电容器；5-5：接线盒后盖。

具体实施方式

容易理解，依据本发明的技术方案，在不变更本发明的实质精神的情况下，本领域的一般技术人员可以想象出本发明的多种实施方式。因此，以下具体实施方式和附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限制或限定。

结合图1，本实施例所示水冷电机包括定子组件1、转子组件2、前端盖组件3、后端盖组件4、外筒组件5、螺栓6。

所述定子组件1包括内筒1-1和位于内筒1-1内部的定子线圈组件1-2，两者通过工装紧配固定；

所述转子组件2包括转轴2-1和铸铝转子2-2，两者铆接在一起；

所述前端盖组件3包括前端盖3-1、内筒密封圈3-2、底面密封圈3-3、滚珠轴承3-4，前端盖3-1用于从电机前端输出转轴方向密封内筒1-1和外筒5-1，在前端盖组件3开设有通孔，滚珠轴承3-4安装在通孔上，滚珠轴承3-4用于支撑转轴2-1，转轴2-1穿过滚珠轴承3-4和通孔，伸出电机壳体作为输出轴。

所述后端盖组件4包括后端盖4-1、内筒密封圈3-2、底面密封圈3-3、滚珠轴承3-4，后端盖4-1用于从电机后端密封密封内筒1-1和外筒5-1，滚珠轴承3-4安装在后端盖4-1上用于支撑转轴2-1后端部。

所述外筒组件5包括外筒5-1、水路构件5-2、外筒密封圈5-3、电容器5-4、接线盒后盖5-5。水路构件5-2与外筒5-1和内筒1-1一起构成冷却水路。电容器5-4为启动电容，通过相位差来实现感应电机的启动，此种结构控制简单，可靠性好，制造成本降低。

内筒1-1为不锈钢材料，其内壁与定子线圈组件1-2紧配并吸收电机运作过程中产生的热量，其外壁与冷却水接触，起到很好的传递降温的作用；不锈钢材质能有效的防止内筒1-1与水长时间接触产生的锈蚀。

外筒5-1和水路构件5-2均为塑料材质，能有效的防止与水接触时产生的锈蚀现象，也能大大的降低零件成本。

冷却水路由内筒1-1、外筒5-1以及安装于内筒1-1和外筒5-1之间的水路构件5-2形成。内筒1-1位于外筒5-1内部，内筒1-1外壁与外筒5-1内壁之间形成腔体，水路构件5-2上设置有连续的S形沟道，水路构件5-2安装在内筒1-1与外筒5-1之间，且水路构件5-2上下两侧分别与内筒1-1外壁和外筒5-1内壁密封配合，从而在内筒1-1外壁与外筒5-1内壁之间形成由S形沟道限定的冷却水路。如此，由于S形沟道限定的冷却水路直接形成在内筒1-1外壁上，冷却水直接带走内筒1-1热量，而内筒1-1整体将电机定子、转子等发热部件包围在内，因此，充分利用了内筒1-1整体面积进行散热，且S形沟道沿内筒1-1外壁蜿蜒分布，吸热效果更均匀。进一步，又由于外筒5-1内壁可以看作是冷却水路的一部分，其直接与冷却水接触，因而，如果使用散热性能较强的金属材料制作，则冷却水会借助外筒5-1的大面积散热功能加速热交换，从而提高散热效果。当然，在保证散热效果的前提下，外筒5-1可以使用塑料材质制作，以减轻重量、降低成本。本发明使用水路构件形成连续的S形沟道，充分利用了电机壳体的现有空间，结构简单、便于装配。

作为一个优选的实施例，如图6所示，水路构件5-2由两个具有筋条的箍圈构件组成，箍圈构件包括箍圈以及沿箍圈一侧轴向延申的若干筋条，箍圈构件套装在内筒1-1外壁上，箍圈内壁以及筋条内壁与内筒1-1外壁密封配合；箍圈外壁以及筋条外壁与外筒5-1内壁密封配合。两个箍圈构件分别安装在内筒1-1外壁的两端，。两个箍圈构件的筋条相向并交错设置，从而在筋条与筋条之间形成连续的S形沟道。两个箍圈构件的设置方式，使得电机各部件更容易加工和装配。

作为一个优选的实施例，如图3和图4所示，在箍圈和外筒5-1的端部分别社会只有相互配合的凹槽和凸台，外筒5-1端部设置的凸台安装在箍圈侧面设置的凹槽内，一方面其迷宫密封作用，另一方面对箍圈构件进行轴向定位。进一步，在所述凸台的顶面设置有密封圈安装槽，外筒密封圈5-3安装在所述安装槽内，进一步密封外筒5-1和水路构件5-2。

在前端盖3-1和后端盖4-1上均设置有电机壳体安装槽，内筒1-1、箍圈构件以及外筒5-1装配到位后，形成电机壳体，电机壳体两端的端部安装在电机壳体安装槽内，通过盈余配合将电机壳体两端的端部压紧在壳体安装槽内。进一步，在前端盖3-1和后端盖4-1上与内筒1-1配合的部位分别设置有安装槽，内筒密封圈3-2放置在该安装槽内用以密封前端盖3-1和后端盖4-1与内筒1-1；在前端盖3-1和后端盖4-1上与箍圈构件5-1配合的部位分别设置有安装槽，底面密封圈3-3放置在该安装槽内用以密封前端盖3-1和后端盖4-1与水路构件5-2。内筒密封圈3-2、底面密封圈3-3、外筒密封圈5-3均为橡胶密封圈，内筒密封圈3-2起到密封内筒1-1的作用，防止冷却水进入电机内部；底面密封圈3-3和外筒密封圈5-3起到密封外筒5-1的作用，防止冷却水溢出电机外部。通过此三种密封圈能有效的对电机整个冷却水起到密封作用。

本发明改善了传统风冷电机的制造成本高，噪音大的缺点和传统水冷电机的结构复杂，寿命稳定性差，造价高的缺点；实现了结构简单，降低了制造和装配成本；具有水冷效果好，可靠性高，使用寿命长的优点。

Claims (10)

1.一种水冷电机，包括定子线圈组件(1-2)和转子组件(2)，其特征在于，包括内筒(1-1)和外筒(5-1)，定子线圈组件(1-2)和转子组件(2)安装在内筒(1-1)内，内筒(1-1)安装在外筒(5-1)内，冷却水路位于内筒(1-1)和外筒(5-1)之间。

2.如权利要求1所述的水冷电机，其特征在于，所述冷却水路由内筒(1-1)、外筒(5-1)以及水路构件(5-2)形成；内筒(1-1)外壁与外筒(5-1)内壁之间形成腔体，水路构件(5-2)上设置有连续的S形沟道，水路构件(5-2)安装在内筒(1-1)与外筒(5-1)之间，且水路构件(5-2)内外壁分别与内筒(1-1)外壁和外筒(5-1)内壁密封配合，从而在内筒(1-1)外壁与外筒(5-1)内壁之间形成由S形沟道限定的冷却水路。

3.如权利要求1所述的水冷电机，其特征在于，所述水路构件(5-2)由两个具有筋条的箍圈构件组成，所述箍圈构件包括箍圈以及沿箍圈一侧轴向延申的若干筋条，箍圈构件套装在内筒(1-1)外壁上，箍圈内壁以及筋条内壁与内筒(1-1)外壁密封配合；箍圈外壁以及筋条外壁与外筒(5-1)内壁密封配合；两个箍圈构件分别安装在内筒(1-1)外壁的两端，两个箍圈构件的筋条相向并交错设置，从而在筋条与筋条之间形成连续的S形沟道。

4.如权利要求1至3所述任意一水冷电机，其特征在于，还包括前端盖(3-1)和后端盖(4-1)，前端盖(3-1)和后端盖(4-1)上均设置有电机壳体安装槽，内筒(1-1)、水路构件(5-2)以及外筒(5-1)装配到位后，形成电机壳体，电机壳体两端的端部分别安装在前端盖(3-1)和后端盖(4-1)的电机壳体安装槽内。

5.如权利要求4所述的水冷电机，其特征在于，所述电机壳体安装槽与电机壳体通过盈余配合将电机壳体两端压紧在壳体安装槽内。

6.如权利要求4所述的水冷电机，其特征在于，在前端盖(3-1)和后端盖(4-1)上与内筒(1-1)配合的部位分别设置有安装槽，该安装槽内放置有内筒密封圈(3-2)；在前端盖(3-1)和后端盖(4-1)上与箍圈构件配合的部位分别设置有安装槽，该安装槽内放置有底面密封圈(3-3)。

7.如权利要求4所述的水冷电机，其特征在于，在箍圈和外筒(5-1)的端部分别设置有相互配合的凹槽和凸台，外筒(5-1)端部设置的凸台安装在箍圈侧面设置的凹槽内。

8.如权利要求7所述的水冷电机，其特征在于，在所述凸台的顶面设置有安装槽，该安装槽内放置有外筒密封圈(5-3)。

9.如权利要求4所述的水冷电机，其特征在于，定子线圈组件(1-2)通过工装与内筒(1-1)内壁紧配固定；所述转子组件(2)包括转轴(2-1)和铸铝转子(2-2)，两者铆接在一起；

前端盖(3-1)开设有通孔，滚珠轴承(3-4)安装在通孔上，滚珠轴承(3-4)用于支撑转轴(2-1)，转轴(2-1)穿过滚珠轴承(3-4)和通孔；

后端盖(4-1)上安装有滚珠轴承(3-4)，用于支撑转轴(2-1)后端。

10.如权利要求4所述的水冷电机，其特征在于，内筒(1-1)为不锈钢材料制作，外筒(5-1)和水路构件(5-2)均为塑料材质制作。