CN110752691A - 一种具有混合循环冷却结构的低速大转矩电机 - Google Patents

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钱伟
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Abstract

本发明公开了一种具有混合循环冷却结构的低速大转矩电机，包括机壳、转子铁芯和定子铁芯，定子铁芯外边缘开设装配槽口，内边缘均布矩形槽，定子铁芯径向开设定子通风槽，转子铁芯外环面上设置若干转子磁钢槽型，转子磁钢槽型呈倒置的T形布置，内安装转子磁钢，转子铁芯外边缘与转子磁钢槽型相对应的位置开设槽口，槽口与转子磁钢槽型相通，转子铁芯径向开设转子通风槽，转子铁芯上均布拉杆螺孔，主轴上装有风扇，机壳内侧壁上开有水道，水道内布置水道散热筋，机壳外壁上开有与水道相通的进出水口。该发明在降低电机内部温度的同时，还能增强电机输出性能。

Description

一种具有混合循环冷却结构的低速大转矩电机
技术领域
本发明涉及电机技术领域，尤其是一种具有混合循环冷却结构的低速大转矩电机。
背景技术
永磁电机具有成本低、能耗小、结构简单、故障率低等特点，其运用越来越广泛。大多永磁电机包括转子和定子。转子上排布有大量磁钢片，定子上设有励磁线圈。励磁线圈产生的磁力和磁钢片本身的磁力产生作用力，进而实现转子的转动。
在电机进行能量转换过程中，内部存在多种损耗，比如电流在导体内产生的绕组损耗、铁芯中磁场交变引起的铁芯损耗、通风和机械摩擦引起的机械损耗等。这些损耗转变成热量，向周围介质传播，使电机各部件的温度升高。当温度超过绝缘允许的温度时，将导致绝缘甚至电机的损坏。现有的永磁电机难以在高温环境下运行，温度较高的环境下磁钢片磁力消退较快，会缩短永磁电机的寿命。长时间处于高负载状态下运行的永磁电机，转子所处的环境温度也往往较高，同样会缩短永磁电机的使用寿命。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服上述现有技术的缺陷，提供一种具有混合循环冷却结构的低速大转矩电机，能有效降低电机温升，延长电机使用寿命。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有混合循环冷却结构的低速大转矩电机，包括机壳、同轴设置在机壳内的转子铁芯和定子铁芯，所述的定子铁芯外边缘开设至少3个装配槽口，内边缘均布若干矩形槽，用以放置定子绕组，定子铁芯径向开设定子通风槽，所述的转子铁芯外环面上设置若干转子磁钢槽型，所述的转子磁钢槽型呈倒置的T形布置，由相互垂直的第一槽型和第二槽型组成，第一槽型内安装转子磁钢，转子铁芯外边缘与转子磁钢槽型相对应的位置开设槽口，所述的槽口与转子磁钢槽型相通，转子铁芯径向开设转子通风槽，转子铁芯上均布若干拉杆螺孔，所述的主轴上装有风扇，机壳内侧壁上开有水道，水道内布置水道散热筋，机壳外壁上开有与水道相通的进出水口。
进一步，所述的装配槽口圆周均布有24个。
进一步，所述的矩形槽圆周均布有72个。
进一步，所述的转子磁钢嵌置在第一槽型内，第一槽型的宽度略大于转子磁钢的宽度，并且大于槽口的宽度，第二槽型的宽度方向在第一槽型的长度方向上重叠，第一槽型的长度略大于转子磁钢的长度。
进一步，所述的定子通风槽设为在定子铁芯长度方向上沿径向均匀开设的9个。
进一步，所述的转子通风槽设为在转子铁芯长度方向上沿径向均匀开设的9个。
进一步，所述的风扇至轴向中心线的高度与转子铁芯的外径相一致。
进一步，所述的水道散热筋交错焊接在水道内。
本发明的有益效果是，本发明的一种具有混合循环冷却结构的低速大转矩电机，通过风扇、定转子通风槽和机壳循环水冷却结构，形成良好的电机冷却循环结构，可有效降低电机温升；转子铁芯上设置拉杆螺孔，使得磁钢结构更加紧凑,简化磁钢工装；转子磁钢槽型采用倒T形结构，同时配合切向充磁方式的磁钢，减小磁阻，提高电机的输出能力，解决电机输出问题和磁钢用量问题。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图；
图2是定转子铁芯结构示意图；
图3是图2的局部放大示意图；
图4是水道散热筋排布位置展开图；
图中1.机壳、2.定子铁芯、3.定子通风槽、4.转子铁芯、5.拉杆螺孔、6.转子通风槽、7.进出水口、8.风扇、9.水道散热筋、10.转子磁钢槽型、101.第一槽型、102.第二槽型、11.矩形槽、12.装配槽口、13.槽口、14.转子磁钢。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示的一种具有混合循环冷却结构的低速大转矩电机，包括机壳1、同轴设置在机壳1内的转子铁芯4和定子铁芯2，机壳1采用Q235B钢板材料焊接而成，定子铁芯2采用牌号为50W470的硅钢材料，如图2、3所示，定子铁芯2外边缘均布24个装配槽口12，内边缘均布72个矩形槽11，用以放置定子绕组，定子铁芯2的长度方向上径向开设9个定子通风槽3，转子铁芯4外环面上设置若干转子磁钢槽型10，转子磁钢槽型10呈倒置的T形布置，由相互垂直的第一槽型101和第二槽型102组成，第一槽型101内嵌置转子磁钢14，转子磁钢14选用N38SH磁钢，第一槽型101的宽度略大于转子磁钢14的宽度，并且大于槽口13的宽度，第二槽型102的宽度方向在第一槽型101的长度方向上重叠，第一槽型101的长度略大于转子磁钢14的长度，转子铁芯4外边缘与转子磁钢槽型10相对应的位置开设槽口13，槽口13与转子磁钢槽型10相通，转子铁芯4的长度方向上径向设9个转子通风槽6，转子铁芯4上均布若干拉杆螺孔5，使得磁钢结构更加紧凑，简化磁钢工装，主轴上装有风扇8，风扇8至轴向中心线的高度与转子铁芯4的外径相一致，机壳1内侧壁上开有水道，水道内交错焊接水道散热筋9(如图4所示)，机壳1外壁上开有与水道相通的进出水口7，冷却水流量为6m3/h，进水温度+5～33℃，水压为0.2～0.5Mpa。
本发明通过对当前先进电机设计技术的创新和改进，对煤矿用电机结构进行设计，得到一种具有混合循环冷却结构的低速大转矩电机，通过风扇、定转子通风槽和机壳循环水冷却结构，形成良好的电机冷却循环结构，可有效降低电机温升，同时与原驱动系统性能相比，输出性能提高约1.5％，进一步扩大该电机的优势性能。经过实际样机450kW-60p-75rpm测试，与同类型普通低速永磁电机相比，该新型结构有效提高电机效率约为1.5％，功率因数提高约2％，并具备噪声和振动约减小10％。
该发明还可以结合与电机配套使用的智能型驱动器，实时监测电机的运行情况，进一步提高电机的安全性能和可靠性。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种具有混合循环冷却结构的低速大转矩电机，其特征是：包括机壳(1)、同轴设置在机壳(1)内的转子铁芯(4)和定子铁芯(2)，所述的定子铁芯(2)外边缘开设至少3个装配槽口(12)，内边缘均布若干矩形槽(11)，用以放置定子绕组，定子铁芯(2)径向开设定子通风槽(3)，所述的转子铁芯(4)外环面上设置若干转子磁钢槽型(10)，所述的转子磁钢槽型(10)呈倒置的T形布置，由相互垂直的第一槽型(101)和第二槽型(102)组成，第一槽型(101)内安装转子磁钢(14)，转子铁芯(4)外边缘与转子磁钢槽型(10)相对应的位置开设槽口(13)，所述的槽口(13)与转子磁钢槽型(10)相通，转子铁芯(4)径向开设转子通风槽(6)，转子铁芯(4)上均布若干拉杆螺孔(5)，所述的主轴上装有风扇(8)，机壳(1)内侧壁上开有水道，水道内布置水道散热筋(9)，机壳(1)外壁上开有与水道相通的进出水口(7)。
2.根据权利要求1所述的一种具有混合循环冷却结构的低速大转矩电机，其特征是：所述的装配槽口(12)圆周均布有24个。
3.根据权利要求1所述的一种具有混合循环冷却结构的低速大转矩电机，其特征是：所述的矩形槽(11)圆周均布有72个。
4.根据权利要求1所述的一种具有混合循环冷却结构的低速大转矩电机，其特征是：所述的转子磁钢(14)嵌置在第一槽型(101)内，第一槽型(101)的宽度略大于转子磁钢(14)的宽度，并且大于槽口(13)的宽度，第二槽型(102)的宽度方向在第一槽型(101)的长度方向上重叠，第一槽型(101)的长度略大于转子磁钢(14)的长度。
5.根据权利要求1所述的一种具有混合循环冷却结构的低速大转矩电机，其特征是：所述的定子通风槽(3)设为在定子铁芯(2)长度方向上沿径向均匀开设的9个。
6.根据权利要求1所述的一种具有混合循环冷却结构的低速大转矩电机，其特征是：所述的转子通风槽(6)设为在转子铁芯(4)长度方向上沿径向均匀开设的9个。
7.根据权利要求1所述的一种具有混合循环冷却结构的低速大转矩电机，其特征是：所述的风扇(8)至轴向中心线的高度与转子铁芯(4)的外径相一致。
8.根据权利要求1所述的一种具有混合循环冷却结构的低速大转矩电机，其特征是：所述的水道散热筋(9)交错焊接在水道内。
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