CN110649733A - 一种采用外夹层冷却腔散热的稀土永磁盘式电机 - Google Patents

Abstract

本发明属于一种稀土永磁盘式电机，具体是涉及到一种采用外夹层冷却腔散热的稀土永磁盘式电机，包括定子盘、两个转子盘和两个冷却外壳，所述定子盘外缘端与两冷却外壳固定连接，冷却外壳的内环通过轴承连接有转轴，两个转子盘对称安装在定子盘两侧，且转子内环与转轴固定连接，两个转子盘靠近定子盘一端呈环形阵列设置有若干个稀土永磁块，相对和相邻的稀土永磁块级向相反，冷却外壳内开设有冷却腔，冷却腔上设置有用于连接冷却介质的入口和出口，冷却腔位于入口和出口之间设置有隔板，冷却腔靠近定子盘一端面设置有散热凸环，本发明轴向尺寸很小，重量轻，结构简单；散热效果好，同时保证电机整体的密闭性，提高了电机的防水防尘等级。

Description

一种采用外夹层冷却腔散热的稀土永磁盘式电机

技术领域

本发明属于一种稀土永磁盘式电机，具体是涉及到一种采用外夹层冷却腔散热的稀土永磁盘式电机。

背景技术

与传统的圆柱形电机的径向磁场不同，永磁与传统的圆柱形电机的径向磁场不同，永磁盘式电机气隙为平面型，气隙磁场为轴向式，具有轴向尺寸短、重量轻、结构简单、控制灵活等特点，同时还具有功率/体积比高、功率因素高、所需的逆变器容量小等优点，是一种应用广泛的电机。

电机在工作过程中，电机内部转子和定子处会产生大量的热量。为了提高盘式电机定子的散热能力，目前普遍采用导热性能良好的材料作为定子或者外加散热装置，例如散热风机，且目前普通的散热结构极大的增加了电机的体积以及重量，或者严重影响电机的防水防尘效果。

申请号为CN201620056101.5的中国实用新型专利申请公开了一种永磁盘式电机冷却系统，记载有永磁盘式电机由转子、永磁体、盘式定子电枢和主轴组成，主轴中心进风孔，主轴径向出风口和转子结合部的通风槽构成径向通风道，与电枢和永磁体之间的气隙相连通，同时在永磁电机转子上开设有轴向倾斜风孔，以及内腔壁上设置风扇叶组，采用该方案通过离心力通过风扇组件产生风压，对盘式电机定子和永磁铁同时进行冷却，冷却效果很好，无需外加辅助零件，但是，采用该方法进行散热，其电机内部结构相当于暴露在外，久而久之，电机内部永磁快、电机转子以及电机定子会被带入的散热空气、灰尘或者其他杂质腐蚀，减小了电机的使用寿命，同时，导致电机无法防水防尘，对电机的使用环境要求及其严格，而且对应的主轴需要制成空心轴，一定程度上影响了电机主轴传递扭矩的大小。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种体积小，密封效果和散热效果兼具的稀土永磁盘式电机。

本发明的内容包括定子盘、两个转子盘和两个冷却外壳，所述定子盘外缘端与两个冷却外壳固定连接，冷却外壳的内环通过轴承连接有转轴，两个转子盘对称安装在定子盘两侧，且转子内环与转轴固定连接，两个转子盘靠近定子盘一端呈环形阵列设置有若干个稀土永磁块，相对和相邻的稀土永磁块级向相反，所述冷却外壳内开设有冷却腔，冷却腔上设置有用于连接冷却介质的入口和出口，所述冷却腔位于入口和出口之间设置有隔板，冷却腔靠近定子盘一端面设置有散热凸环。

更进一步地，所述冷却外壳包括相互螺接的电机壳和冷却壳，所述电机壳和冷却壳之间设置有密封圈。

更进一步地，所述散热凸环沿电机壳轴线呈发射状设置有若干个，若干个散热凸环组成引导散热介质流动的散热槽。

更进一步地，所述入口和出口相邻设置。

更进一步地，所述入口和出口设置在冷却外壳远离定子盘的端面上。

更进一步地，所述入口和出口设置在冷却外壳的环形端面上。

更进一步地，两个所述转子盘内环处相互汇合，汇合处与转轴螺栓连接。

更进一步地，所述电机壳与定子盘外缘配合处设置有定位凹槽，所述定子盘外缘处设置有与定位凹槽相配合的定位凸台。

更进一步地，所述电机壳与定子盘配合处设置有导热固定胶。

更进一步地，所述转轴端部套设有旋转变压器组件，所述冷却外壳位于轴承端部设置有轴承端盖。

本发明的有益效果是，本发明设置定子盘、两个转子盘和两个冷却外壳，电机的轴向尺寸很小，重量轻，结构简单；通过在冷却外壳内设置冷却腔，在电机正常工作时，通过入口和出口连接外部提供冷媒的机器，冷媒介质通过入口和冷却腔带走冷却壳体上的热量，最后从出口流出，以此往复构成循环，散热效果很好；散热凸环的设计，即增加了冷却外壳与冷却介质的换热面积，增加散热效果，同时，具有引导冷却介质流动的作用，保证冷却介质在冷却腔内加速流动，提高散热效率；冷却腔，即节省了电机体积和重量并且为媒介提供方便，同时很好的保证了电机整体的密闭性，提高了电机的防水防尘等级。

附图说明

图1为本发明的主视图。

图2为图1中A-A处剖视图。

在图中，1前电机壳、2后电机壳、3定子盘、4转子盘、5稀土永磁块、6后冷却壳、7后轴承端盖、8轴承、9旋转变压器座、10旋转变压器、11波形弹簧挡圈、12隔板、13转轴、14锁紧螺母、15前轴承端盖、16前冷却壳、17散热凸环、18密封圈、19固定螺栓、20接线端子组件、21入口、22出口。

具体实施方式

如图1-2所示，本发明包括包括定子盘3、两个转子盘4和两个冷却外壳，所述定子盘3外缘端与两个冷却外壳固定连接，定子盘3与两个冷却外壳端面具有用于安装转子盘4的安装空腔，冷却外壳的内环通过轴承8连接有转轴13，两个转子盘4对称安装在定子盘3两侧的安装空腔内，且转子4的内环与转轴13固定连接，两个转子盘4靠近定子盘3一端呈环形阵列设置有若干个稀土永磁块5，转子盘4上设置有用于安装稀土永磁块5的安装槽，稀土永磁块5与安装槽粘接连接，安装在两个转子盘4上的稀土永磁块5与定子盘3均具有间隙，且间隙大小相等，相对和相邻的稀土永磁块5级向相反，所述冷却外壳内开设有冷却腔，冷却腔上设置有用于连接冷却介质的入口21和出口22，所述冷却腔位于入口21和出口22之间设置有隔板12，冷却腔靠近定子盘3一端面设置有散热凸环17。

本发明设置定子盘3、两个转子盘4、两个冷却外壳和若干个稀土永磁块5，使得电机的轴向尺寸很小，重量轻，结构简单；通过在冷却外壳内设置冷却腔，在电机正常工作时，通过入口21和出口22连接外部提供冷媒的机器，冷媒介质通过入口21和冷却腔带走冷却壳体上的热量，最后从出口22流出，以此往复构成循环，冷却腔内通过隔板12进行隔断，使冷却腔形成一个环形的冷却通道，防止内部冷却介质串流，散热凸环17的设计，即增加了冷却外壳与冷却介质的换热面积，增加散热效果，同时，具有引导冷却介质流动的作用，保证冷却介质在冷却腔内加速流动，提高散热效率，本发明通过在冷却外壳内设置冷却腔，节省了大量的电机体积以及重量并且为媒介提供方便，既可以使用水作为媒介，也可以用其它冷媒，如氟利昂等作为冷却媒介，采用冷却腔进行散热冷却，很好的保证了电机整体的密闭性，提高了电机的防水防尘等级。同时使得电机内部稀土永磁块、电机转子以及电机定子不会被外界气体、灰尘或者其他杂质腐蚀，提高了电机的使用寿命。

为了便于拆装以及节省成本，所述冷却外壳包括电机壳和冷却壳，电机壳和冷却壳通过一组呈环形阵列设置的固定螺栓19相互螺接，其中，电机壳包括前电机壳1和后电机壳2，在进行组装时，前电机壳1和后电机壳2完成定子盘3的组装后相互螺栓连接进行固定，所述散热凸环17与电机壳一体成型设置，且电机壳与散热凸环17为导热性好的金属材质，所述冷却壳包括前冷却壳16和后冷却壳6，冷却前壳16通过固定螺栓19固定设置在前电机壳1上，冷却后壳6通过固定螺栓19固定设置在后电机壳2上，冷却壳内具有环形凹槽，冷却壳的环形凹槽与电机壳的端面构成冷却腔，所述电机壳和冷却壳之间设置有密封圈18，防止冷却介质流失，通过将冷却外壳分开设置，首先可以节省导热金属材质的用料，降低成本，减轻电机机身重量，其次能将电机的最外端即冷却壳与电机内部热量隔绝，具有良好的隔热性。

为了进一步提高散热效果，所述散热凸环17沿电机壳轴线呈发射状设置有若干个，若干个散热凸环17组成引导散热介质流动的散热槽，相邻的散热凸环17构成散热槽，散热介质从入口21流入，通过各个散热槽导向出口22流出，加速导热介质的流动。

为了增加冷却介质流过导热腔的距离，带走更多的热量，所述入口21和出口22相邻设置。

如图1所示，所述入口21和出口22设置在冷却外壳远离定子盘3的端面上，提供冷媒的机器通过接头连接入口21和出口22，以此循环提供低温的冷却介质。

所述入口21和出口22还可以设置在冷却外壳的冷却壳的环形端面上，在入口21和出口22设置在冷却壳的环形端面上时，能保证电机和提供冷媒的机器及管道能设置在横向面积很小的环境中，即保持电机轴向尺寸很小的优势。

为了简化两个转子盘4的安装，两个所述转子盘4内环处相互汇合，汇合处与转轴13螺栓连接。两个转子盘4汇合采用合膜机进行固定安装，两个转子盘4汇合处相互螺接，提高转子的结构强度，同时便于生产制造。

为了便于固定定子盘3，所述电机壳与定子盘3外缘配合处设置有定位凹槽，所述定子盘3外缘处设置有与定位凹槽相配合的定位凸台，定子盘3外缘配合处也可以设置为定位凸台，定子盘3外缘处对应设置定位凹槽。

为了提高定子盘3的散热效果，所述电机壳与定子盘3配合处设置有导热固定胶。

所述转轴13端部套设有旋转变压器组件，所述冷却外壳位于轴承8端部设置有轴承端盖，所述旋转变压器组件包括旋转变压器座8和旋转变压器10，其中旋转变压器座8套接在转轴12内，旋转变压器10通过螺栓固定在旋转变压器座8内。

前电机壳1和后电机壳2与转轴13连接处的外端面设置有轴承安装台阶，转轴13上同样设置有轴承安装台阶，两组轴承安装台阶形成一轴承安装腔，两个轴承安装腔内设置有轴承8，左侧轴承8靠近左侧设置有用于限位的波形弹簧挡圈11，波形弹簧挡圈11最后由后轴承端盖7进行限位；前电机壳1内环处固定设置有前轴承端盖15和后轴承端盖7对两个轴承8进行限位，前轴承端盖15内设置有锁紧螺母14，转轴13上设置有与锁紧螺母14对应的外螺纹，锁紧螺母14对右侧轴承8的内环进行限位，以上，将转轴13稳定的固定在前电机壳1与后电机壳2的内环处；冷却外壳上固定设置有接线端子组件20。

Claims (10)

1.一种采用外夹层冷却腔散热的稀土永磁盘式电机，其特征是，包括定子盘(3)、两个转子盘(4)和两个冷却外壳，所述定子盘(3)外缘端与两个冷却外壳固定连接，冷却外壳的内环通过轴承(8)连接有转轴(13)，两个转子盘(4)对称安装在定子盘(3)两侧，且转子(4)内环与转轴(13)固定连接，两个转子盘(4)靠近定子盘(3)一端呈环形阵列设置有若干个稀土永磁块(5)，相对和相邻的稀土永磁块(5)级向相反，所述冷却外壳内开设有冷却腔，冷却腔上设置有用于连接冷却介质的入口(21)和出口(22)，所述冷却腔位于入口(21)和出口(22)之间设置有隔板(12)，冷却腔靠近定子盘(3)一端面设置有散热凸环(17)。

2.如权利要求1所述的采用外夹层冷却腔散热的稀土永磁盘式电机，其特征是，所述冷却外壳包括相互螺接的电机壳和冷却壳，所述电机壳和冷却壳之间设置有密封圈(18)。

3.如权利要求2所述的采用外夹层冷却腔散热的稀土永磁盘式电机，其特征是，所述散热凸环(17)沿电机壳轴线呈发射状设置有若干个，若干个散热凸环(17)组成引导散热介质流动的散热槽。

4.如权利要求1-3任一项所述的采用外夹层冷却腔散热的稀土永磁盘式电机，其特征是，所述入口(21)和出口(22)相邻设置。

5.如权利要求4所述的采用外夹层冷却腔散热的稀土永磁盘式电机，其特征是，所述入口(21)和出口(22)设置在冷却外壳远离定子盘(3)的端面上。

6.如权利要求4所述的采用外夹层冷却腔散热的稀土永磁盘式电机，其特征是，所述入口(21)和出口(22)设置在冷却外壳的环形端面上。

7.如权利要求1所述的采用外夹层冷却腔散热的稀土永磁盘式电机，其特征是，两个所述转子盘(4)内环处相互汇合，汇合处与转轴(13)螺栓连接。

8.如权利要求2所述的采用外夹层冷却腔散热的稀土永磁盘式电机，其特征是，所述电机壳与定子盘(3)外缘配合处设置有定位凹槽，所述定子盘(3)外缘处设置有与定位凹槽相配合的定位凸台。

9.如权利要求8所述的采用外夹层冷却腔散热的稀土永磁盘式电机，其特征是，所述电机壳与定子盘(3)配合处设置有导热固定胶。

10.如权利要求1-3任一项所述的采用外夹层冷却腔散热的稀土永磁盘式电机，其特征是，所述转轴(13)端部套设有旋转变压器组件，所述冷却外壳位于轴承(8)端部设置有轴承端盖。

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