CN110518731A - 一种用于高功率密度电机的散热结构 - Google Patents

一种用于高功率密度电机的散热结构 Download PDF

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卓亮
葛发华
赵飞
杨荣江
任德江
杨光力
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Abstract

本发明提供了一种用于高功率密度电机的散热结构，包括机壳和端盖；所述机壳和端盖通过安装法兰结构固接，安装法兰所在位置正对机壳和端盖所构成腔体内的定子铁芯；端盖前端内面覆盖电枢绕组的位置构成第一散热部，安装法兰以及定子铁芯对应于机壳和端盖上的位置构成第二散热部，机壳后端内面覆盖电枢绕组的位置构成第三散热部。本发明通过电机内部设置三路散热部进行热传递，三路散热部均具有较小的热阻和较大的散热面积，电机的发热源通过三路散热部可快速的扩散到电机所有表面，大大提高了其散热效率，从而有效减小电机热传递的热阻，增大散热面积，可提高电机的散热效果。

Description

一种用于高功率密度电机的散热结构
技术领域
本发明涉及一种用于高功率密度电机的散热结构。
背景技术
电机作为一种将电能转化为机械能动力装置，工作过程中未完全转化为机械能的电能将转化为热能，引起电机温度的升高，当温度升高到一定的程度，超过电机的绝缘等级温度，电机的绝缘系统将被破坏，导致电机故障。这类电机往往在机壳上专门设置散热筋，在电机尾部还安装有散热风扇，以保证电机运行过程中所产生的热量散发出去，使电动机工作过程中的温升控制在一定范围内。但是高功率密度电机中只具备自然散热条件的，仅通过设置散热筋，但因其功率大、体积小、散热面积小，电机的热量无法向外快速传递，温度急剧升高，容易导致电机故障，寿命缩短，所以这样的散热结构是无法保证电动机的温度控制在允许温升以内的，这将使得电机无法长期稳定的运行。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于高功率密度电机的散热结构，该用于高功率密度电机的散热结构通过电机内部设置三路散热部进行热传递，三路散热部均具有较小的热阻和较大的散热面积，电机的发热源通过三路散热部可快速的扩散到电机所有表面，大大提高了其散热效率。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种用于高功率密度电机的散热结构，包括机壳和端盖；所述机壳和端盖通过安装法兰结构固接，安装法兰所在位置正对机壳和端盖所构成腔体内的定子铁芯；端盖前端内面覆盖电枢绕组的位置构成第一散热部，安装法兰以及定子铁芯对应于机壳和端盖上的位置构成第二散热部，机壳后端内面覆盖电枢绕组的位置构成第三散热部。
所述机壳后端内面覆盖电枢绕组的位置构成弧形槽，弧形槽形状完全匹配于电枢绕组后端形状。
所述端盖前端内面覆盖电枢绕组的位置构成弧形槽，弧形槽形状完全匹配于电枢绕组前端形状。
所述安装法兰所在位置正对定子铁芯中部。
所述机壳上设置有散热筋。
所述端盖的弧形槽结构底部为斜角结构。
本发明的有益效果在于：通过电机内部设置三路散热部进行热传递，三路散热部均具有较小的热阻和较大的散热面积，电机的发热源通过三路散热部可快速的扩散到电机所有表面，大大提高了其散热效率，从而有效减小电机热传递的热阻，增大散热面积，可提高电机的散热效果；应用到高功率密度电机中，能对降低电机的温升具有显著的效果。
附图说明
图1是本发明的半剖结构示意图；
图2是图1中端盖的结构示意图；
图3是图2的正视图；
图4是图1中机壳的结构示意图；
图5是图4的正视图。
图中：11-机壳，12-端盖，13-定子铁芯，14-电枢绕组，15-安装法兰，21-第一散热部，22-第二散热部，23-第三散热部。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1至图5所示的一种用于高功率密度电机的散热结构，包括机壳11和端盖12；所述机壳11和端盖12通过安装法兰15结构固接，安装法兰15所在位置正对机壳11和端盖12所构成腔体内的定子铁芯13；端盖12前端内面覆盖电枢绕组14的位置构成第一散热部21，安装法兰15以及定子铁芯13对应于机壳11和端盖12上的位置构成第二散热部22，机壳11后端内面覆盖电枢绕组14的位置构成第三散热部23。
所述机壳11后端内面覆盖电枢绕组14的位置构成弧形槽，弧形槽形状完全匹配于电枢绕组14后端形状。
所述端盖12前端内面覆盖电枢绕组14的位置构成弧形槽，弧形槽形状完全匹配于电枢绕组14前端形状。
所述安装法兰15所在位置正对定子铁芯13中部。
所述机壳11上设置有散热筋。
所述端盖12的弧形槽结构底部为斜角结构。
由此，电机在工作过程中，发热源主要为电枢绕组部分，根据热传递原理，通过减小热阻和增大散热面积可提高散热效率。整体而言，电机设计了3条散热路径，电枢绕组14产生的热能通过3条路径向外传递。电枢绕组14右端(即前端)通过辐射的方式由第一散热部21向邻近的端盖12进行热传递，端盖12内部设计环形槽，环形槽底角为斜角，从而使环形槽表面数量由常规的3面增加至5面，环形槽的截面与电枢绕组截面形状保持一致，同时电枢绕组14端部与端盖12环形槽表面之间的距离设计为最小爬电距离，从而使电枢绕组14端部的热源具有较小的热阻和较大的散热面积，热量通过端盖及时散发到空气中，到达快速散热的目的；其次，将电枢绕组14中部与定子铁芯13完全接触，其热能通过传导的方式由第二散热部22进行散热，同时定子铁芯13与机壳11之间采用过盈配合，以减小接触面的空气热阻。机壳11与端盖12之间的安装法兰15具有较大的表面积，将安装法兰15设于定子铁芯13中间位置，并增大机壳11和端盖12的接触面积，热能由定子铁芯13传导至机壳11后，扩散至机壳11和端盖12的其它所有部位，第二散热部22的散热面积大大增加，从而提高电机散热能力；最后，在电枢绕组左端通过辐射的方式由第三散热部23向邻近的机壳进行散热，机壳内部设计环形槽，环形槽底采用大圆弧过渡形成5个散热面，环形槽表面将电枢绕组14左端部表面完全包裹，同时机壳11表面设计散热筋，同样使电枢绕组14左端部的热能具有较小的热阻和较大的散热面积，电枢绕组14左端的热量由第三散热部23快速传到空气中，提高电机散热能力。

Claims (6)

1.一种用于高功率密度电机的散热结构，包括机壳(11)和端盖(12)，其特征在于：所述机壳(11)和端盖(12)通过安装法兰(15)结构固接，安装法兰(15)所在位置正对机壳(11)和端盖(12)所构成腔体内的定子铁芯(13)；端盖(12)前端内面覆盖电枢绕组(14)的位置构成第一散热部(21)，安装法兰(15)以及定子铁芯(13)对应于机壳(11)和端盖(12)上的位置构成第二散热部(22)，机壳(11)后端内面覆盖电枢绕组(14)的位置构成第三散热部(23)。
2.如权利要求1所述的用于高功率密度电机的散热结构，其特征在于：所述机壳(11)后端内面覆盖电枢绕组(14)的位置构成弧形槽，弧形槽形状完全匹配于电枢绕组(14)后端形状。
3.如权利要求1所述的用于高功率密度电机的散热结构，其特征在于：所述端盖(12)前端内面覆盖电枢绕组(14)的位置构成弧形槽，弧形槽形状完全匹配于电枢绕组(14)前端形状。
4.如权利要求1所述的用于高功率密度电机的散热结构，其特征在于：所述安装法兰(15)所在位置正对定子铁芯(13)中部。
5.如权利要求1所述的用于高功率密度电机的散热结构，其特征在于：所述机壳(11)上设置有散热筋。
6.如权利要求3所述的用于高功率密度电机的散热结构，其特征在于：所述端盖(12)的弧形槽结构底部为斜角结构。
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