CN111049324A - 电机冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机冷却系统，包括：电机、冷凝器、蒸发器、用于存储制冷剂的储液罐、出液管路、进液管路和回液管路；电机包括电机壳；蒸发器设置于电机壳内；冷凝器和储液罐设置于电机壳外；冷凝器的高度高于储液罐的高度；储液罐的高度高于蒸发器的高度；进液管路连通至储液罐的底部和蒸发器；出液管路连通至冷凝器的顶部和蒸发器；回液管路连通冷凝器的底部和储液罐的顶部；在电机壳内的温度高于电机壳外的温度时，蒸发器内的制冷剂受热汽化沿出液管路进入冷凝器；冷凝器内的制冷剂降温液化并在重力作用下沿回液管路进入至储液罐；储液罐内的制冷剂在重力作用下沿进液管路进入至蒸发器。本发明的有益之处在于散热效果好。

Description

电机冷却系统

技术领域

本发明涉及一种电机冷却系统。

背景技术

电机一般由转子、定子、散热风扇和电机壳组成。电机通常采用通过散热风扇推动气流运动对电机进行散热，但散热效果不理想。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种电机冷却系统，具有较好的散热效果。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种电机冷却系统，包括：电机、冷凝器、蒸发器、用于存储制冷剂的储液罐、出液管路、进液管路和回液管路；电机包括电机壳；蒸发器设置于电机壳内；冷凝器和储液罐设置于电机壳外；冷凝器的高度高于储液罐的高度；储液罐的高度高于蒸发器的高度；进液管路连通至储液罐的底部和蒸发器；出液管路连通至冷凝器的顶部和蒸发器；回液管路连通冷凝器的底部和储液罐的顶部；在电机壳内的温度高于电机壳外的温度时，蒸发器内的制冷剂受热汽化沿出液管路进入冷凝器；冷凝器与外界空气进行热交换，冷凝器内的制冷剂降温液化并在重力作用下沿回液管路进入至储液罐；储液罐内的制冷剂在重力作用下沿进液管路进入至蒸发器；储液罐内容纳的制冷剂为石油醚。

进一步地，蒸发器呈环状；电机的电机轴穿过蒸发器。

进一步地，冷凝器固定至电机壳的外表面。

进一步地，电机壳包括：供电机的电机轴的用于输出的一端穿过的下端盖；蒸发器安装至下端盖。

进一步地，电机壳还包括：供电机的电机轴的另一端露出的上端盖和环绕电机的电机轴的中套部；中套部设置在上端盖和下端盖之间并连接上端盖和下端盖。

进一步地，冷凝器和电机壳之间设有隔热垫。

进一步地，冷凝器固定至中套部。

进一步地，储液罐固定至电机壳的外表面。

进一步地，储液罐固定至中套部。

进一步地，电机的电机轴上安装有散热风扇；中套部形成有用于散热的出风口。

一种无感电机，包括：电机壳、电机轴和散热风扇；电机轴相对于电机壳转动；散热风扇套装至电机轴；电机壳形成有进风口和出风口；散热风扇为离心风扇；散热风扇转动推动气流从进风口进入至电机壳内从出风口排出；

电机轴形成有沿电机轴的轴向延伸的轴向气流通道和沿电机轴的径向延伸的径向气流通道；轴向气流通道的一端连通至径向气流通道的一端；轴向气流通道的另一端连通至电机壳的外部；径向气流通道的另一端连通至电机壳的内部；电机轴用于输出的一端定义为电机轴的前端；电机轴的另一端的定义为电机轴的后端；电机轴的前端和电机轴的后端均露出电机壳；

无感电机还包括用于推动气流从电机壳的外部进入至轴向气流通道的轴流风扇；轴流风扇设置于电机壳的外部并固定至电机轴的后端；轴流风扇包括：底板、外环和多个轴流扇叶；轴流风扇呈中空结构；底板形成有供电机轴穿过的底孔；底板固定至电机轴；外环呈环状固定至底板；多个轴流扇叶固定至外环的内壁面；

散热风扇包括：用于对散热风扇进行固定的中心毂部和用于产生气流的多个离心扇叶；多个离心扇叶环绕中心毂部；中心毂部固定至电机轴；中心毂部形成有通气孔；通气孔与径向气流通道对齐；

散热风扇和轴流风扇共同推动气流从电机壳的外部经由轴向气流通道、径向气流通道和通气孔进入至电机壳的内部。

进一步地，径向气流通道的数目为2；两个径向气流通道共轴设置。

进一步地，相邻两个离心扇叶之间形成供气流通过的通风间隙；通气孔与通风间隙对齐。

进一步地，通气孔的数目为2；两个通气孔关于电机轴中心对称。

进一步地，通气孔位于离心扇叶的顶部和底部之间。

进一步地，在电机轴的转动轴线方向上，通气孔位于离心扇叶的两端之间。

进一步地，电机壳包括：供电机轴的前端露出的下端盖、环绕电机轴的中套部和供电机轴的后端露出的上端盖；中套部设置在上端盖和下端盖之间并连接上端盖和下端盖。

进一步地，上端盖和中套部共同构成进风口。

进一步地，中套部形成出风口。

进一步地，散热风扇在高度上与出风口对齐。

本发明的有益之处在于具有较好的散热效果。

附图说明

图1是本发明的一种电机冷却系统的示意图；

图2是图1中电机冷却系统的冷凝器的示意图；

图3是图1中电机冷却系统的蒸发器的示意图；

图4是图1中电机冷却系统的电机的电机轴和散热风扇的示意图；

图5是图4中结构的散热风扇的示意图；

图6是图1中电机冷却系统的电机的轴流风扇的示意图；

图7是图4中结构的电机轴的剖视图。

电机冷却系统100，电机10，电机壳11，上端盖111，下端盖112，中套部113，进风口11a，出风口11b，电机轴12，轴向气流通道121，径向气流通道122，散热风扇13，中心毂部131，通气孔1311，离心扇叶132，轴流风扇14，底板141，底孔1411，外环142，轴流扇叶143，冷凝器20，蒸发器30，储液罐40，出液管路50，进液管路60，回液管路70。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

如图1至图7所示，一种电机冷却系统100，包括：电机10、冷凝器20、蒸发器30、用于存储制冷剂的储液罐40、出液管路50、进液管路60和回液管路70。电机冷却系统也可以被看作电机或被称为电机，也就是说冷凝器、蒸发器、储液罐、出液管路、进液管路和回液管路均为电机的一部分。或者说可以描述为电机10包括冷凝器20、蒸发器30、用于存储制冷剂的储液罐40、出液管路50、进液管路60和回液管路70。

电机10包括电机壳11、电机轴12和散热风扇13。电机轴12相对于电机壳11转动。散热风扇13套装至电机轴12。

电机壳11形成有进风口11a和出风口11b。散热风扇13为离心风扇。散热风扇13转动推动气流从进风口11a进入至电机壳11内从出风口11b排出。作为可选的实施方式，也可以不设置散热风扇13，采用冷凝器20、蒸发器30、用于存储制冷剂的储液罐40、出液管路50、进液管路60和回液管路70为电机10散热。

蒸发器30设置于电机壳11内。冷凝器20和储液罐40设置于电机壳11外。冷凝器20的高度高于储液罐40的高度。储液罐40的高度高于蒸发器30的高度。进液管路60连通至储液罐40的底部和蒸发器30。出液管路50连通至冷凝器20的顶部和蒸发器30。回液管路70连通冷凝器20的底部和储液罐40的顶部。

在电机壳11内的温度高于电机壳11外的温度时，蒸发器30内的制冷剂受热汽化沿出液管路50进入冷凝器20。冷凝器20与外界空气进行热交换，冷凝器20内的制冷剂降温液化并在重力作用下沿回液管路70进入至储液罐40。储液罐40内的制冷剂在重力作用下沿进液管路60进入至蒸发器30。储液罐40内容纳的制冷剂为石油醚。作为具体的实施方式，采用沸程为60到90的石油醚。电机在运行时电机壳内的温度很容易达到或接近90度。受电机内高温的影响，石油醚气化蒸发吸热。由于冷凝器20和储液罐40的低温液态的石油醚受重力影响沿进液管路60下落。因此蒸发器30内的气态石油醚沿出液管路50上升进入到蒸发器30中。蒸发器30与外界常温环境换热，石油醚液化成液体在重力作用下下落经由回液管路70进入到储液罐40内。储液罐40内的液态低温石油醚在重力作用下经由进液管路60进入到蒸发器30中实现电机壳11内部和外部之间的热循环从而为电机壳11内降温，循环散热降温效果好。不需要额外设置压缩泵利用重力实现制冷剂的循环，结构简单成本低。可以根据需要在出液管路50、进液管路60和回液管路70设置阀门。

作为一种优选的实施方式，蒸发器30呈环状。电机10的电机轴12穿过蒸发器30。在气流流动方向上，蒸发器30设置于气流的下游。冷空气进入从上游到下游过程中逐渐升温。冷却效果降低，将蒸发器30设置在下游具有较好的冷却效果。蒸发器30位于定子的下方。

作为一种具体的实施方式，电机壳11包括：上端盖111、下端盖112和中套部113。电机10的电机轴12的用于输出的一端穿过下端盖112。蒸发器30安装至下端盖112。电机10的电机轴12的另一端露出的上端盖111。中套部113环绕电机10的电机轴12。中套部113设置在上端盖111和下端盖112之间并连接上端盖111和下端盖112。

作为一种具体的实施方式，冷凝器20固定至电机壳11的外表面。储液罐40固定至电机壳11的外表面。冷凝器20和电机壳11之间设有隔热垫。隔热垫实现冷凝器20和电机壳11之间的隔热。具体而言，冷凝器20固定至中套部113。储液罐40固定至中套部113。

作为一种具体的实施方式，中套部113形成有用于散热的出风口11b。上端盖111和中套部113共同构成进风口11a。

作为一种具体的实施方式，电机10为无感电机。

作为一种优选的实施方式，电机轴12形成有轴向气流通道121和径向气流通道122。轴向气流通道121沿电机轴12的轴向延伸。径向气流通道122沿电机轴12的径向延伸。

轴向气流通道121的一端连通至径向气流通道122的一端。轴向气流通道121的另一端连通至电机壳11的外部。径向气流通道122的另一端连通至电机壳11的内部。电机轴12用于输出的一端定义为电机轴12的前端。电机轴12的另一端的定义为电机轴12的后端。电机轴12的前端和电机轴12的后端均露出电机壳11。

作为一种优选的实施方式，电机10还包括用于推动气流从电机壳11的外部进入至轴向气流通道121的轴流风扇14。轴流风扇14设置于电机壳11的外部并固定至电机轴12的后端。轴流风扇14包括：底板141、外环142和多个轴流扇叶143。轴流风扇14呈中空结构。底板141形成有供电机轴12穿过的底孔1411。底板141固定至电机轴12。外环142呈环状固定至底板141。多个轴流扇叶143固定至外环142的内壁面。

采用中空结构的轴流风扇避免阻挡轴向气流通道121，便于引导气流通过中空结构直接进入到轴向气流通道121内，提高气流流速。

作为一种优选的实施方式，散热风扇13包括：用于对散热风扇13进行固定的中心毂部131和用于产生气流的多个离心扇叶132。多个离心扇叶132环绕中心毂部131。中心毂部131固定至电机轴12。中心毂部131形成有通气孔1311。通气孔1311与径向气流通道122对齐。散热风扇13和轴流风扇14共同推动气流从电机壳11的外部经由轴向气流通道121、径向气流通道122和通气孔1311进入至电机壳11的内部。

在原有气流路径下，增加新的气流路径有助于提高气流流量提升散热效果。冷空气直接进入到电机轴12的内部有助于提升电机轴和转子的散热效果。

作为一种具体的实施方式，径向气流通道122的数目为2。两个径向气流通道122共轴设置。通气孔1311的数目为2。两个通气孔1311关于电机轴12中心对称。具有较好的动平衡效果。

相邻两个离心扇叶132之间形成供气流通过的通风间隙。通气孔1311与通风间隙对齐。

作为一种优选的实施方式，通气孔1311位于离心扇叶132的顶部和底部之间。在电机轴12的转动轴线方向上，通气孔1311位于离心扇叶132的两端之间。便于离心风扇抽取径向气流通道122内的空气，抽取效率高。

电机轴12的前端露出下端盖112。中套部113环绕电机轴12。电机轴12的后端露出上端盖111。中套部113设置在上端盖111和下端盖112之间并连接上端盖111和下端盖112。

中套部113形成出风口11b。上端盖111和中套部113共同构成进风口11a。散热风扇13在高度上与出风口11b对齐。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电机冷却系统，其特征在于，包括：电机、冷凝器、蒸发器、用于存储制冷剂的储液罐、出液管路、进液管路和回液管路；所述电机包括电机壳；所述蒸发器设置于所述电机壳内；所述冷凝器和所述储液罐设置于所述电机壳外；所述冷凝器的高度高于所述储液罐的高度；所述储液罐的高度高于所述蒸发器的高度；所述进液管路连通至所述储液罐的底部和所述蒸发器；所述出液管路连通至所述冷凝器的顶部和所述蒸发器；所述回液管路连通所述冷凝器的底部和所述储液罐的顶部；在所述电机壳内的温度高于所述电机壳外的温度时，所述蒸发器内的制冷剂受热汽化沿所述出液管路进入所述冷凝器；所述冷凝器与外界空气进行热交换，所述冷凝器内的制冷剂降温液化并在重力作用下沿所述回液管路进入至所述储液罐；所述储液罐内的制冷剂在重力作用下沿所述进液管路进入至所述蒸发器；所述储液罐内容纳的制冷剂为石油醚。

2.根据权利要求1所述的电机冷却系统，其特征在于，

所述蒸发器呈环状；所述电机的电机轴穿过所述蒸发器。

3.根据权利要求1所述的电机冷却系统，其特征在于，

所述冷凝器固定至所述电机壳的外表面。

4.根据权利要求3所述的电机冷却系统，其特征在于，

所述电机壳包括：供所述电机的电机轴的用于输出的一端穿过的下端盖；所述蒸发器安装至所述下端盖。

5.根据权利要求4所述的电机冷却系统，其特征在于，

所述电机壳还包括：供所述电机的电机轴的另一端露出的上端盖和环绕所述电机的电机轴的中套部；所述中套部设置在所述上端盖和所述下端盖之间并连接所述上端盖和所述下端盖。

6.根据权利要求5所述的电机冷却系统，其特征在于，

所述冷凝器和所述电机壳之间设有隔热垫。

7.根据权利要求6所述的电机冷却系统，其特征在于，

所述冷凝器固定至所述中套部。

8.根据权利要求5所述的电机冷却系统，其特征在于，

所述储液罐固定至所述电机壳的外表面。

9.根据权利要求8所述的电机冷却系统，其特征在于，

所述储液罐固定至所述中套部。

10.根据权利要求5所述的电机冷却系统，其特征在于，

所述电机的电机轴上安装有散热风扇；所述中套部形成有用于散热的出风口。

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