CN110311484A - 一种高速永磁电机水冷短定子 - Google Patents

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潘振宇
王永恒
吕亚洲
何民
刘丛红
胡双雪
万思博
王舒
仝云峰
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    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
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    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
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Abstract

本发明属于电机技术领域，涉及一种高速永磁电机水冷短定子。包括铁芯组件(2)、定子绕组(1)、引线端子(3)和温度传感器(4)；本发明采用高速永磁电机水冷短定子结构，与传统内下线方式相比，本发明这种环状下线方式可将定子端部绕线长度缩短50％以上，从而缩短了转子长度，有利于改善高速永磁电机的转子动力学性能；既能通过壳体间接水冷，缩小电机体积，又能采用环状下线方式，有效降低定子端部长度，从而缩短转子长度，有利于电机高转速运转。

Description

一种高速永磁电机水冷短定子
技术领域
本发明属于电机技术领域，涉及一种高速永磁电机水冷短定子。
背景技术
电机定子一般由铁芯、定子绕组及附件组成，大多数定子采用风冷结构，少数定子采用电机壳体间接水冷结构，风冷结构和水冷结构的定子绕组下线方式一般采用内下线，这种下线方式导致定子端部较长，从而增加了转子长度，不利于提高电机转速。
发明内容
本发明的目的：构造一种适用于高速电机的定子结构，既能通过壳体间接水冷，缩小电机体积，又能采用环状下线方式，有效降低定子端部长度，从而缩短转子长度，适合电机高转速运转。
本发明技术方案：一种高速永磁电机水冷短定子10，其特征在于，包括铁芯组件2、定子绕组1、引线端子3、温度传感器4；所述的铁芯组件2由硅钢片迭压而成，内部有下线槽2c，外部有铁芯“T”形传热结构2b；所述的铁芯“T”形传热结构2b在定子外部构成6个“C”形下线槽2a；所述的6个“C”形下线槽2a之间由铁芯组件2构成6个“T”形传热结构2b，所述的定子绕组1采用环状下线方式，引线端子3装在定子绕组1的端部，温度传感器4的探头安装在铁芯组件2内的下线槽2c中。
定子绕组1下线按三相两极方式，每相绕组分成两部分，以转子轴对称分布。
所述定子绕组1的环状下线方式为，绕组导线从铁芯组件2内部的下线槽2c经过端部绕到定子铁芯外部的“C”形下线槽2a，再沿着铁芯组件外部的“C”形下线槽绕到铁芯组件2另一端，再进入铁芯组件2内部的下线槽2c，循环绕线。
所述下线槽2c的数量为24个。
所述的定子绕组2分为A、B、C三相，A相绕组首尾标识分别为A+和A-，下线时，A+作为引出线预留一定的长度，把A-端从铁芯组件右端沿铁芯外下线槽2a到达铁芯组件左端，从铁芯组件左端穿入1#内下线槽，沿1#内内下线槽到达铁芯组件右端，再沿铁芯组件外下线槽到达铁芯组件左端，从铁芯组件左端穿入1#下线槽，沿1#下线槽到达铁芯组件右端……，这样周而复始绕2圈，然后以上述相同的方式进行2#、3#、4#内下线槽绕线，完成4#内下线槽绕线后，A-端引出；A相绕组另一部分按照同样的绕线方法分别绕在以转子轴对称分布的13#、14#、15#、16#内下线槽和对应的外下线槽；这样，就完成了A相绕组的下线；以同样的方式完成B相、C相绕组下线；最后把A-、B-、C-和A+、B+、C+分别连接在所述的六个引线端子3上。
所述下线槽2c的数量为30个。
所述下线槽2c的数量为36个。
所述的6个“T”形传热结构2b与高速永磁电机的壳体30过盈装配。
高速永磁电机的壳体30内的水冷短定子10的内径与永磁电机永磁转子40的外径之间间隙为2毫米。
所述高速永磁电机的壳体30内部增加水循环结构20，用于间接电机水冷短定子10。
本发明的有益效果：所述的高速永磁电机水冷短定子结构，与传统内下线方式相比，本发明这种环状下线方式可将定子端部绕线长度缩短50％以上，从而缩短了转子长度，有利于改善高速永磁电机的转子动力学性能；既能通过壳体间接水冷，缩小电机体积，又能采用环状下线方式，有效降低定子端部长度，从而缩短转子长度，有利于电机高转速运转。
附图说明
图1所述的高速永磁电机水冷短定子的结构示意图及侧视图。
图2所述的高速永磁电机水冷短定子的铁芯组件结构示意图及A-A剖视图。
图3所述的高速永磁电机水冷短定子绕组下线图。
图4为高速永磁电机水冷短定子在电机内装配关系示意图。
具体实施方式
所述的高速永磁电机水冷短定子的铁芯组件如图2所示。所述的铁芯组件2由硅钢片迭压而成，内部有下线槽2c，外部有“T”形传热结构2b；内下线槽2c的数量一般为24个、30个或36个，图2有24个内下线槽。所述的铁芯组件传热结构在定子外部构成6个“C”形外下线槽2a。所述的6个“C”形外下线槽之间由铁芯组件构成6个“T”形传热结构2b。
所述的高速电机水冷短定子如图1所示，所述的高速电机水冷短定子10(图4)由定子绕组1、铁芯组件2、引线端子3和温度传感器4组成，图1左侧视图仅画出了六分之一的铁芯组件下线槽和定子绕组。所述的铁芯组件2(图2)由硅钢片迭压而成，内部均布下线槽2c，图1表示了有24个内下线槽的情况。
如图1所示，所述的定子绕组1采用环状下线方式，以“24槽、每槽2匝导体为例，结合图1、图2、图3加以说明：定子绕组1下线按三相两极，每相绕组分成两部分，以转子轴对称分布，所述的定子绕组2分为A、B、C三相，A相绕组首尾标识分别为A+和A-，下线时，A+作为引出线预留一定的长度，把A-端从铁芯组件右端沿铁芯外下线槽2a到达铁芯组件左端，从铁芯组件左端穿入1#内下线槽，沿1#内内下线槽到达铁芯组件右端，再沿铁芯组件外下线槽到达铁芯组件左端，从铁芯组件左端穿入1#下线槽，沿1#下线槽到达铁芯组件右端……，这样周而复始绕2圈，然后以上述相同的方式进行2#、3#、4#内下线槽绕线，完成4#内下线槽绕线后，A-端引出；A相绕组另一部分按照同样的绕线方法分别绕在以转子轴对称分布的13#、14#、15#、16#内下线槽和对应的外下线槽；这样，就完成了A相绕组的下线。以同样的方式完成B相、C相绕组下线。最后把A-、B-、C-和A+、B+、C+分别连接在所述的六个引线端子3上，在电机外部进行绕组的星型接法或三角形接法，用于电机对外接入三相交流电。温度传感器4的探头安装在铁芯组件内下线槽中，通过导线将温度信号引到电机外部，用于检测电机绕组温度。
与传统内下线方式相比，本发明这种环状下线方式可将定子端部绕线长度缩短50％以上，从而缩短了转子长度，有利于改善高速永磁电机的转子动力学性能。
所述的水冷短定子10在所述的高速电机总体结构中的装配位置如图4所示。所述的6个“T”形传热结构与电机壳体30过盈装配，从而把铁芯组件的热量传导到电机壳体。所述的电机壳体内部设计了水循环结构20，用于间接冷却电机定子。水冷短定子10的内径与永磁电机的永磁转子40的外径之间保证合理的气隙，参考值为2毫米。

Claims (10)

1.一种高速永磁电机水冷短定子(10)，其特征在于，包括铁芯组件(2)、定子绕组(1)、引线端子(3)、温度传感器(4)；所述的铁芯组件(2)由硅钢片迭压而成，内部有下线槽(2c)，外部有铁芯“T”形传热结构(2b)；所述的铁芯“T”形传热结构(2b)在定子外部构成6个“C”形下线槽(2a)；所述的6个“C”形下线槽(2a)之间由铁芯组件(2)构成6个“T”形传热结构(2b)，所述的定子绕组(1)采用环状下线方式，引线端子(3)装在定子绕组(1)的端部，温度传感器(4)的探头安装在铁芯组件(2)内的下线槽(2c)中。
2.如权利要求1所述的一种高速永磁电机水冷短定子，其特征在于，定子绕组(1)下线按三相两极方式，每相绕组分成两部分，以转子轴对称分布。
3.如权利要求1或2所述的一种高速永磁电机水冷短定子，其特征在于，所述定子绕组(1)的环状下线方式为，绕组导线从铁芯组件(2)内部的下线槽(2c)经过端部绕到定子铁芯外部的“C”形下线槽(2a)，再沿着铁芯组件外部的“C”形下线槽绕到铁芯组件(2)另一端，再进入铁芯组件(2)内部的下线槽(2c)，循环绕线。
4.如权利要求1-3任意一项所述的一种高速永磁电机水冷短定子，其特征在于，所述下线槽(2c)的数量为24个。
5.如权利要求4所述的一种高速永磁电机水冷短定子，其特征在于，所述的定子绕组(2)分为A、B、C三相，A相绕组首尾标识分别为A+和A-，下线时，A+作为引出线预留一定的长度，把A-端从铁芯组件右端沿铁芯外下线槽(2a)到达铁芯组件左端，从铁芯组件左端穿入1#内下线槽，沿1#内内下线槽到达铁芯组件右端，再沿铁芯组件外下线槽到达铁芯组件左端，从铁芯组件左端穿入1#下线槽，沿1#下线槽到达铁芯组件右端……，这样周而复始绕2圈，然后以上述相同的方式进行2#、3#、4#内下线槽绕线，完成4#内下线槽绕线后，A-端引出；A相绕组另一部分按照同样的绕线方法分别绕在以转子轴对称分布的13#、14#、15#、16#内下线槽和对应的外下线槽；这样，就完成了A相绕组的下线；以同样的方式完成B相、C相绕组下线；最后把A-、B-、C-和A+、B+、C+分别连接在所述的六个引线端子(3)上。
6.如权利要求1所述的一种高速永磁电机水冷短定子，其特征在于，所述下线槽(2c)的数量为30个。
7.如权利要求1所述的一种高速永磁电机水冷短定子，其特征在于，所述下线槽(2c)的数量为36个。
8.如权利要求1所述的一种高速永磁电机水冷短定子，其特征在于，所述的6个“T”形传热结构(2b)与高速永磁电机的壳体(30)过盈装配。
9.如权利要求1所述的一种高速永磁电机水冷短定子，其特征在于，高速永磁电机的壳体(30)内的水冷短定子(10)的内径与永磁电机永磁转子(40)的外径之间间隙为2毫米。
10.如权利要求1所述的一种高速永磁电机水冷短定子，其特征在于，所述高速永磁电机的壳体(30)内部增加水循环结构(20)，用于间接电机水冷短定子(10)。
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