CN109586511B - 一种带控制器冷却的液冷永磁电机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了带控制器冷却的液冷永磁电机，涉及水冷永磁电机领域。一般的永磁电机需要配置控制器才能运行，大部分电机的控制器采用散热风扇或者散热模块表贴在控制器外壳进行散热，导致电机和控制器结构不紧凑，噪音大，大功率运行时出现散热不足的问题。本发明包括机座、前端盖、后端盖、前轴承、后轴承、线定子、转子、设于前端盖和后端盖之间的机座，后端盖外侧设有盖板，盖板外侧设有控制器，后端盖和机座中均设有冷却水道，通过前端盖上的冷却液进出口和后端盖的冷却液过孔形成冷却水道回路，形成对电机本体和控制器进行冷却的冷却系统回路，可有效的为控制器进行散热，使电机运行更加稳定可靠，有效降低电机成本。
Description
技术领域
本发明涉及水冷永磁电机领域，尤其涉及一种带控制器冷却的液冷永磁电机。
背景技术
目前，一般的永磁电机需要配置控制器才能运行，同时控制器发热模块的散热是电机结构设计和控制器散热结构设计过程中必须考虑的问题，大部分电机采用增加散热风扇的，或者散热模块表贴在控制器外壳进行散热，这就导致电机和控制器结构不紧凑，噪音大，大功率运行时出现散热不足的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种带控制器冷却的液冷永磁电机，以提升控制器的散热效果为目的。为此，本发明采取以下技术方案。
一种带控制器冷却的液冷永磁电机，包括机座、控制器、前端盖、后端盖、前轴承、后轴承、线定子和转子，所述的机座设于前端盖和后端盖之间，所述的后端盖外侧设有盖板，所述的控制器贴合于盖板外侧，所述的前端盖上设有冷却液进口和冷却液出口；所述的机座上设有机座水道，机座采用拉伸件铸造工艺，直接形成机座水道，包括机座进水道和机座出水道；所述的后端盖上设有2个冷却液过孔；所述的盖板上设有用于冷却控制器的盖板水道；冷却液从冷却液进口流入后，流入机座进水道对电机本体进行冷却，然后从后端盖的其中一个冷却液过孔流过，流入盖板水道，对控制器进行冷却，再从后端盖的另一个冷却液过孔流出，经过机座出水道，然后经前端盖上的冷却液出口流出，完成一次冷却循环。通过对控制器的液冷散热，有效提升了控制器的散热效果，冷却系统结构更加紧凑，有效降低噪音，电机运行更加稳定可靠；机座采用拉伸件的铸造工艺直接形成水道，有效降低铸造工艺的难度，降低机座加工制作的成本。
作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加技术特征。
所述的机座水道包括环绕分布的多对前后贯穿机座的水孔，其中一对水孔的2个水孔分别与前端盖的冷却液进口和冷却液出口各自单独连通，其余的每对水孔在位于前端盖一侧的机座端面上均设联通槽以连通2个水孔；在机座上位于后端盖的端面一侧，其中相邻的2对水孔中的2个相邻水孔分别与后端盖的2个冷却液过孔各自单独连通，其余的按每2对相邻水孔的2个相邻水孔之间设联通槽以连通2个水孔，即机座上后端盖一侧的联通槽与前端盖一侧联通槽在位置上相邻交错。
冷却液进出口不连通，实现了冷却液在前端盖的冷却液进口进入，机座中循环后从前端盖的冷却液出口流出，方便地实现了机座进水道和机座出水道结构，实现冷却液在电机机座中的环绕冷却流动；贯穿式水孔和端面的联通槽，加工方便，降低了机座加工难度，提高了机构件加工的合格率，使结构件的成本大幅度降低。
所述的盖板水道为盖板上与后端盖相贴一侧的端面槽，该槽为由若干个直线和圆弧组成的连续槽，形成盘曲形状，端面槽的两端部不连通，两端部分别与后端盖的2个冷却液过孔各自单独连通。可方便实现冷却液在盖板水道内的流入、吸收热量和流出，实现对控制器的冷却，结构简单，加工方便。
所述的机座与前端盖和后端盖之间均设有机座水道密封圈，机座水道密封圈设于机座一侧前后端盖端面的机座水道密封槽中；盖板水道的周围设有盖板水道密封圈，盖板水道密封圈设于盖板一侧后端盖端面的盖板水道密封槽中。通过设置密封圈，能有效防止渗漏，把密封圈设于密封槽中，便于安装，可有效防止密封圈在安装和电机运行过程中的移位。
所述的盖板的中间部分厚度高于两侧厚度，形成台阶，所述的盖板水道设于盖板的中间部分，所述的控制器位于盖板中间部分的外侧位置。较厚的厚度便于设置盖板水道，位置对应，冷却效果好。
所述的前端盖上设有前端盖安装孔，所述的后端盖上设有后端盖安装孔和后端盖螺纹孔，所述的机座的前后两端面上分别设有与前端盖安装孔和后端盖安装孔相配的安装螺纹孔，所述的后端盖螺纹孔位于盖板一侧的后端盖端面，所述的盖板上设有与后端盖螺纹孔相配的盖板安装孔，所述的前端盖和后端盖通过螺钉从前后端盖的安装孔紧固到机座的安装螺纹孔中，所述的盖板通过螺钉从盖板安装孔紧固到后端盖的后端盖螺纹孔中，紧固状态下，机座水道密封圈和盖板水道密封圈均处于压缩状态通过螺钉实现前端盖、机座、后端盖和盖板的贴合紧固，结构牢固，密封圈处于压缩状态，形成对冷却水路的密封。
所述的转子包括转子铁芯、磁钢、转子端板、端板压圈和转轴，所述的磁钢均匀内置于转子铁芯内，所述的转子端板位于转子铁芯的两侧，用于约束磁钢的轴向移动，所述的端板压圈用于约束转子铁芯及转子端板在转轴上的位置，所述的线定子通过热套固定于机座内。
有益效果：
1、在端盖上设置水道回路，有效地实现了对控制器的液冷散热，整个电机冷却系统结构紧凑，有效降低噪音，使电机运行更加稳定可靠，有效降低电机成本。
2、通过多个分离式零件组合形成整体水道，水道由贯穿孔和端面槽的结构组成，降低了机座加工难度，使得水道更容易加工，提高了机构件加工的合格率，有效地降低了加工成本，便于维护。
3、机座采用拉伸件的铸造工艺直接形成水道，有效降低铸造工艺的难度，降低机座加工制作的成本。
4、通过密封槽和密封圈结合的方式，有效提高了水道密封的可靠性，防止渗漏；便于安装，可有效防止密封圈在安装和电机运行过程中的移位。
附图说明
图1是本发明电机部分剖切的结构示意图。
图2是本发明前端盖结构示意图。
图3是本发明机座端向示意图。
图4是本发明后端盖结构示意图。
图5是本发明后端盖另一视向结构示意图。
图6是本发明盖板结构示意图。
图中：1-前端盖；2-后端盖；3-机座；4-控制器；5-盖板；6-机座水道密封圈；7-机座水道密封槽；8-盖板水道密封圈；9-前轴承；10-后轴承；11-线定子；12-转子；101-冷却液进口；102-冷却液出口；103-前端盖安装孔；201-冷却液过孔；202-盖板水道密封槽； 20-后端盖安装孔；204-后端盖螺纹孔；301-机座水道；302-水孔；303-联通槽；304-安装螺纹孔；501-盖板水道；502-盖板安装孔。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
如图1-6所示，一种带控制器冷却的液冷永磁电机，包括机座3、控制器4、前端盖1、后端盖2、前轴承9、后轴承10、线定子11和转子12，机座设于前端盖和后端盖之间，后端盖2外侧设有盖板5，控制器4贴合于盖板5外侧，前端盖1上设有冷却液进口101和冷却液出口102；机座3上设有机座水道301，机座3采用拉伸件铸造工艺，直接形成机座水道301，包括机座进水道和机座出水道；后端盖2上设有2个冷却液过孔201；盖板5上设有用于冷却控制器4的盖板水道501；冷却液从冷却液进口101流入后，流入机座进水道对电机本体进行冷却，然后从后端盖2的其中一个冷却液过孔201流过，流入盖板水道501，对控制器4进行冷却，再从后端盖2的另一个冷却液过孔201流出，经过机座出水道，然后经前端盖1上的冷却液出口102流出，完成一次冷却循环。
为了实现机座3的冷却回路，机座水道301包括环绕分布的多对前后贯穿机座3的水孔302，其中一对水孔302的2个水孔302分别与前端盖1的冷却液进口101和冷却液出口102各自单独连通，其余的每对水孔302在位于前端盖1一侧的机座3端面上均设联通槽303以连通2个水孔302；在机座3上位于后端盖2的端面一侧，其中相邻的2对水孔302中的2个相邻水孔302分别与后端盖2的2个冷却液过孔201各自单独连通，其余的按每2对相邻水孔302的2个相邻水孔302之间设联通槽303以连通2个水孔302，即机座3上后端盖2一侧的联通槽303与前端盖1一侧联通槽303在位置上相邻交错。冷却液进出口不连通，实现了冷却液在前端盖1的冷却液进口101进入，机座中循环后从前端盖的冷却液出口102流出，方便地实现了机座进水道和机座出水道结构，实现冷却液在电机机座3中的环绕冷却流动；贯穿式水孔302和端面的联通槽303，加工方便，降低了机座3加工难度，提高了机构件加工的合格率，使结构件的成本大幅度降低。
为了便于加工，盖板水道501为盖板5上与后端盖2相贴一侧的端面槽，该槽为由若干个直线和圆弧组成的连续槽，形成盘曲形状，端面槽的两端部不连通，两端部分别与后端盖2的2个冷却液过孔201各自单独连通。可方便实现冷却液在盖板水道501内的流入、吸收热量和流出，实现对控制器4的冷却，结构简单，加工方便。
为了防止渗漏，机座3与前端盖1和后端盖2之间均设有机座水道密封圈6，机座水道密封圈6设于机座3一侧前后端盖端面的机座水道密封槽7中；盖板水道501的周围设有盖板水道密封圈8，盖板水道密封圈8设于盖板5一侧后端盖2端面的盖板水道密封槽202中。通过设置密封圈，能有效防止渗漏，把密封圈设于密封槽中，便于安装，可有效防止密封圈在安装和电机运行过程中的移位。
为了便于设置盖板水道501，盖板5的中间部分厚度高于两侧厚度，形成台阶，盖板水道501设于盖板5的中间部分，控制器4位于盖板5中间部分的外侧位置。较厚的厚度便于设置盖板水道501，位置对应，冷却效果好。
为了实现贴合紧固，前端盖1上设有前端盖安装孔103，后端盖2上设有后端盖安装孔203和后端盖螺纹孔204，机座3的前后两端面上分别设有与前端盖安装孔103和后端盖安装孔203相配的安装螺纹孔304，后端盖螺纹孔204位于盖板5一侧的后端盖2端面，盖板5上设有与后端盖螺纹孔204相配的盖板安装孔502，前端盖1和后端盖2通过螺钉从前后端盖的安装孔紧固到机座3的安装螺纹孔304中，盖板5通过螺钉从盖板安装孔502紧固到后端盖2的后端盖螺纹孔204中，紧固状态下，机座水道密封圈6和盖板水道密封圈8均处于压缩状态通过螺钉实现前端盖1、机座3、后端盖2和盖板5的贴合紧固，结构牢固，密封圈处于压缩状态，形成对冷却水路的密封。
为了实现转子结构，转子12包括转子铁芯、磁钢、转子端板、端板压圈和转轴，磁钢均匀内置于转子铁芯内，转子端板位于转子铁芯的两侧，用于约束磁钢的轴向移动，端板压圈用于约束转子铁芯及转子端板在转轴上的位置，线定子11通过热套固定于机座3内。
本实例中，机座水道301共有6对12个水孔，水孔截面为腰型，与机座3相配的前端盖1和后端盖2的端面上各设有6个腰型机座水道密封槽7。
以上图1-6所示的一种带控制器冷却的液冷永磁电机是本发明的具体实施例，已经体现出本发明实质性特点和进步，可根据实际的使用需要，在本发明的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。
Claims (2)
1.一种带控制器冷却的液冷永磁电机，包括机座（3）、控制器（4）、前端盖（1）、后端盖（2）、前轴承（9）、后轴承（10）、线定子（11）和转子（12），所述的机座设于前端盖和后端盖之间，其特征在于：所述的后端盖（2）外侧设有盖板（5），所述的控制器（4）贴合于盖板（5）外侧，所述的前端盖（1）上设有冷却液进口（101）和冷却液出口（102）；所述的机座（3）上设有机座水道（301），机座（3）采用拉伸件铸造工艺，直接形成机座水道（301），包括机座进水道和机座出水道；所述的后端盖（2）上设有2个冷却液过孔（201）；所述的盖板（5）上设有用于冷却控制器（4）的盖板水道（501）；冷却液从冷却液进口（101）流入后，流入机座进水道对电机本体进行冷却，然后从后端盖（2）的其中一个冷却液过孔（201）流过，流入盖板水道（501），对控制器（4）进行冷却，再从后端盖（2）的另一个冷却液过孔（201）流出，经过机座出水道，然后经前端盖（1）上的冷却液出口（102）流出，完成一次冷却循环；
所述的机座水道（301）包括环绕分布的多对前后贯穿机座（3）的水孔（302），其中一对水孔（302）的2个水孔（302）分别与前端盖（1）的冷却液进口（101）和冷却液出口（102）各自单独连通，其余的每对水孔（302）在位于前端盖（1）一侧的机座（3）端面上均设联通槽（303）以连通2个水孔（302）；在机座（3）上位于后端盖（2）的端面一侧，其中相邻的2对水孔（302）中的2个相邻水孔（302）分别与后端盖（2）的2个冷却液过孔（201）各自单独连通，其余的按每2对相邻水孔（302）的2个相邻水孔（302）之间设联通槽（303）以连通2个水孔（302），即机座（3）上后端盖（2）一侧的联通槽（303）与前端盖（1）一侧联通槽（303）在位置上相邻交错；
所述的盖板水道（501）为盖板（5）上与后端盖（2）相贴一侧的端面槽，该槽为由若干个直线和圆弧组成的连续槽，形成盘曲形状，端面槽的两端部不连通，两端部分别与后端盖（2）的2个冷却液过孔（201）各自单独连通；
所述的机座（3）与前端盖（1）和后端盖（2）之间均设有机座水道密封圈（6），机座水道密封圈（6）设于机座（3）一侧前后端盖端面的机座水道密封槽（7）中；盖板水道（501）的周围设有盖板水道密封圈（8），盖板水道密封圈（8）设于盖板（5）一侧后端盖（2）端面的盖板水道密封槽（202）中；
所述的盖板（5）的中间部分厚度高于两侧厚度，形成台阶，所述的盖板水道（501）设于盖板（5）的中间部分，所述的控制器（4）位于盖板（5）中间部分的外侧位置；
所述的前端盖（1）上设有前端盖安装孔（103），所述的后端盖（2）上设有后端盖安装孔（203）和后端盖螺纹孔（204），所述的机座（3）的前后两端面上分别设有与前端盖安装孔（103）和后端盖安装孔（203）相配的安装螺纹孔（304），所述的后端盖螺纹孔（204）位于盖板（5）一侧的后端盖（2）端面，所述的盖板（5）上设有与后端盖螺纹孔（204）相配的盖板安装孔（502），所述的前端盖（1）和后端盖（2）通过螺钉从前后端盖的安装孔紧固到机座（3）的安装螺纹孔（304）中，所述的盖板（5）通过螺钉从盖板安装孔（502）紧固到后端盖（2）的后端盖螺纹孔（204）中，紧固状态下，机座水道密封圈（6）和盖板水道密封圈（8）均处于压缩状态。
2.根据权利要求1所述的一种带控制器冷却的液冷永磁电机，其特征在于：所述的转子（12）包括转子铁芯、磁钢、转子端板、端板压圈和转轴，所述的磁钢均匀内置于转子铁芯内，所述的转子端板位于转子铁芯的两侧，用于约束磁钢的轴向移动，所述的端板压圈用于约束转子铁芯及转子端板在转轴上的位置，所述的线定子（11）通过热套固定于机座（3）内。
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