CN111431324A

CN111431324A - 一种水冷电机

Info

Publication number: CN111431324A
Application number: CN202010351024.7A
Authority: CN
Inventors: 王有林; 施绍有
Original assignee: Shanghai Electric Group Corp
Current assignee: Shanghai Electric Group Corp
Priority date: 2020-04-28
Filing date: 2020-04-28
Publication date: 2020-07-17

Abstract

本发明涉及冷却设备技术领域，尤其涉及一种水冷电机，包括由中段壳、前端盖、后端盖连接拼合成的壳体；转子，通过前轴承可旋转的固定连接于前端盖，以及通过后轴承可旋转的固定连接于后端盖；定子，环绕转子固定于中段壳的内壁，且定子与转子间具有间隙；其中，还包括，冷却液通道，环绕中段壳设置，并延伸至前端盖及后端盖，用以冷却中段壳、定子、前端盖、前轴承、后端盖、以及后轴承。本发明的技术方案的有益效果在于：对电机的转子、定子、前轴承以及后轴承等部件冷却、散热，进而提升电机的性能和可靠性，延长电机的寿命，且成本较低。

Description

一种水冷电机

技术领域

本发明涉及电动机技术领域，尤其涉及一种水冷电机。

背景技术

电机在工作时件较长是时，会持续产生很多热量，而影响电机的工作性能，因此，需要及时对电机内的各发热部件进行冷却。一般电机中的转子、定子、磁钢、铁芯等部件为主要的发热源部件，因此，需要对这些主要的发热源部件进行冷却，以避免因整个电机产生超额定的热量引起的事故。

目前使用的水冷电机，冷却通道为单螺旋结构或轴向水道，通过水道内的循环水将定子的热量带走，却无法对转子、前轴承和后轴承等其它部件进行冷却，因此，现有的说水冷电机散热力度与水冷电机产生的热量不匹配，从而较大地影响电机的性能、可靠性及寿命。

另外，现有的油冷电机也是对定子冷却，而无法对转子冷却，且油冷电机对冷却油的清洁度要求高，冷却系统需要设置油泵等附件，从而造成生产成本的升高，也有的油冷电机是将注入冷却油液位高过转子的最低点，采用转子转动将冷却油搅动起来对转子、定子进行冷却，但是会造成增加转子转动的阻力的问题，从而也会影响电机的性能及效率。因此，本发明针对上述无法对转子、前轴承和后轴承等其它部件进行冷却及影响电机的性能的问题，成为本领域技术人员亟待解决的难题。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种旨在对转子、定子进行冷却的水冷电机。

具体技术方案如下：

本发明提供一种水冷电机，包括主要由一中段壳、一前端盖、一后端盖连接拼合成的壳体；

一转子，通过一前轴承可旋转的固定连接于所述前端盖，以及通过一后轴承可旋转的固定连接于所述后端盖；

一定子，环绕所述转子固定于所述中段壳的内壁，且所述定子与所述转子间具有间隙；其中，还包括，

一冷却液通道，环绕所述中段壳设置，并延伸至所述前端盖及所述后端盖，用以冷却所述中段壳、与所述中段壳接触的所述定子、所述前端盖、与所述前端盖接触的所述前轴承、所述后端盖、以及与所述后端盖接触的所述后轴承。

优选的，所述冷却液通道包括：

壳体水道，设置于所述中段壳内；

前端盖水道，于所述前端盖与所述中段壳拼合时与所述壳体水道连通；

后端盖水道，于所述后端盖与所述中段壳拼合时与所述壳体水道连通；

一进水口，设置于所述中段壳外侧面，且与所述壳体水道连通；

一出水口，设置于所述中段壳外侧面，且与所述壳体水道连通。

优选的，所述前端盖内侧设置有所述前轴承安装座，所述前端盖水道包围所述前轴承安装座。

优选的，所述后端盖内侧设置有所述后轴承安装座，所述后端盖水道包围所述后轴承安装座。

优选的，所述壳体水道成螺旋形设置于所述中段壳内，或成轴向分布设置于所述中段壳内。

优选的，还包括一风冷通道，环绕所述转子设置，以通过所述转子旋转使空气于所述转子朝向所述前端盖的一侧及所述转子朝向后端盖的一侧间流动。

优选的，所述风冷通道包括：

均布于所述转子周向的通孔，所述通孔、所述转子与所述定子间的间隙形成空气循环通路；

一导流装置，所述导流装置包括进风口和出风口；

所述转子包括转轴，所述导流装置不可旋转的套设于所述转轴上，且位于所述转子朝向所述后端盖的一侧，且所述导流装置的进风口朝向所述转子与所述定子之间的间隙，所述导流装置的出风口覆盖所述通孔朝向所述后端盖的开口。

优选的，所述导流装置包括：

一叶轮，平行于所述转子朝向所述后端盖的端面设置，所述叶轮中心位置设置有一内箍，用于连接所述转轴；

一弧形罩，固定连接所述叶轮的外沿，且弧形部朝向所述后端盖，所述弧形罩中心设置有内径大于所述转轴的孔；

所述孔形成所述进风口，所述叶轮朝向所述转子的一面形成所述出风口。

优选的，所述转子包括铁芯及均匀的轴向嵌设于所述铁芯中的磁钢，所述通孔设置于所述铁芯中。

优选的，于所述转子的横截面上，每两个所述磁钢区域之间均设置一个所述通孔。

上述技术方案的有益效果在于：通过冷却液通道对电机的转子、定子、前轴承以及后轴承等部件进行冷却、散热，以提高电机的冷却效果，进而提升电机的性能和可靠性，延长电机的寿命，且成本较低。

附图说明

参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。

图1为本发明的实施例的结构示意图；

图2为本发明的实施例的导流装置的结构示意图；

图3为本发明的实施例的导流装置的侧视图；

图4为本发明的实施例的转子结构示意图。

上述附图标记表示说明：

中段壳1；前端盖2；前轴承安装座20；后端盖3；后轴承安装座30；转子4；转轴40；磁钢42；铁芯41；前轴承5；后轴承6；定子7；冷却液通道8；壳体水道80；前端盖水道81；后端盖水道82；进水口83；出水口84；风冷通道9；通孔90；导流装置91；进风口910；出风口911；叶轮912；内箍9120；弧形罩913；间隙10；散热筋板11；散热筋12；轴密封13；密封圈14。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

本发明提供一种水冷电机，包括主要由一中段壳1、一前端盖2、一后端盖3连接拼合成的壳体；

一转子4，通过一前轴承5可旋转的固定连接于前端盖2，以及通过一后轴承6可旋转的固定连接于后端盖3；

一定子7，环绕转子4固定于中段壳1的内壁，且定子7与转子4间具有间隙；其中，还包括，

一冷却液通道8，环绕中段壳1设置，并延伸至前端盖2及后端盖3，用以冷却中段壳1、与中段壳1接触的定子7、前端盖2、与前端盖2接触的前轴承5、后端盖3、以及与后端盖3接触的后轴承6。

通过上述提供的水冷电机，如图1所示，由一中段壳1、一前端盖2、一后端盖3连接拼合成的壳体中包括有转子4、定子7，其中，转子4通过前轴承5与前端盖2紧固，以及通过后轴承6与后端盖3紧固，而定子7则是环绕转子4与中段壳1的内壁进行紧固。

本实施例中，在壳体的内壁设置有冷却液通道8，该冷却液通道8环绕中断壳1，且延伸至前端盖2及后端盖3，通过向冷却液通道8内输入冷却液，以将中段壳1进行冷却，进而冷却固定在中段壳内壁的定子7，以将前端盖2进行冷却，进而冷却紧固在前端盖2上的前轴承5，以将后端盖3冷却，进而冷却固定在后端盖3的后轴承6，以提高电机的冷却效果，进而提升电机的性能和可靠性，延长电机的寿命。

在一种较优的实施例中，冷却液通道8包括：

壳体水道80，设置于中段壳1内；

前端盖水道81，于前端盖2与中段壳1拼合时与壳体水道80连通；

后端盖水道82，于后端盖3与中段壳1拼合时与壳体水道80连通；

一进水口83，设置于中段壳1外侧面，且与壳体水道80连通；

一出水口84，设置于中段壳1外侧面，且与壳体水道80连通。

具体地，冷却液通道8包括壳体水道80、前端盖水道81、后端盖水道82、进水口83以及出水口84，其中通过进水口83向壳体水道80内输入冷却液，该壳体水道80成螺旋形设置于中段壳1内，或成轴向分布设置于中段壳1内，由于壳体水道80与前端盖水道81以及后端盖水道82是连通的，输入的冷却液自然会自壳体水道80流至前端盖水道81以及后端盖水道82中，冷却液如图1中的箭头方向流动，且在实现定子7、前端盖2、后端盖3、前轴承5以及后轴承6的冷却过程中，各个水道中的冷却液会变热，从而由出水口84排出，如此循环“进水-排水”过程，从而达到将定子7、前端盖2、后端盖3、前轴承5以及后轴承6的冷却效果，进而提升电机的性能和可靠性，延长电机的寿命。

在一种较优的实施例中，前端盖2内侧设置有前轴承安装座20，前端盖水道81包围前轴承安装座20，通过冷却液传输至前端盖水道81内，进而对前轴承安装座20冷却。

在一种较优的实施例中，后端盖3内侧设置有后轴承安装座30，后端盖3水道包围后轴承安装座30，通过冷却液传输至后端盖水道82内，进而对后轴承安装座30冷却。

在一种较优的实施例中，还包括一风冷通道9，环绕转子4设置，以通过转子4旋转使空气于转子4朝向前端盖2的一侧及转子4朝向后端盖3的一侧间流动。

如图所示，环绕转子4设置的风冷通道9，该风冷通道9可以为圆柱形孔，当转子4转动时，使得转子4将其两端空腔内的空气连通，即使得空气于转子4朝向前端盖2的一侧及转子4朝向后端盖3的一侧间流动，进而对转子4、前端盖2、后端盖3、前轴承5以及后轴承6散热，以提高电机的冷却效果，进而提升电机的性能和可靠性，延长电机的寿命。

在一种较优的实施例中，风冷通道9包括：

均布于转子4周向的通孔90，通孔90、转子4与定子7间的间隙10形成空气循环通路；

一导流装置91，导流装置91包括进风口910和出风口911；

转子4包括转轴40，导流装置91不可旋转的套设于转轴40上，且位于转子4朝向后端盖3的一侧，且导流装置91的进风口910朝向转子4与定子7之间的间隙10，导流装置91的出风口911覆盖通孔90朝向后端盖3的开口。

具体地，如图1所示，风冷通道9包括的通孔90，并且该通孔90与转子4和定子7之间的间隙10形成空气循环通路，当转子4旋转时，该通孔90内的空气和间隙10内的空气可迅速流动起来，空气如图1中的箭头方向流动，从而对转子4和定子7散热，进一步地提高电机的散热效果，进而提高电机的工作效率。

进一步地，导流装置91固定在转轴40上，其包括进风口910和出风口911，进风口910呈环形，当转子4旋转时，转子4一端的空气从导流装置91的进风口910进入，进而空气进入风冷通道9内，再到转子4的朝向前端盖2的一端，再沿着转子4与定子7之间的间隙10流出导流装置91的出风口911，从而使得进风口910和出风口91之间的空气形成循环流动状态，进一步加强了转子4和定子7的散热效果。

在一种较优的实施例中，导流装置91包括：

一叶轮912，平行于转子4朝向后端盖3的端面设置，叶轮912中心位置设置有一内箍9120，用于连接转轴40；

一弧形罩913，固定连接叶轮912的外沿，且弧形部朝向后端盖3，弧形罩913中心设置有内径大于转轴40的孔；

孔形成进风口910，叶轮912朝向转子4的一面形成出风口911。

具体地，结合图1-3所示，导流装置91还包括叶轮912和弧形罩913，其中叶轮912由至少由四片风叶组成，且呈圆周对称分布在导流装置91上，弧形罩913固定连接叶轮912的外沿，本实施例中的导流装置91是不可旋转的，弧形罩913中心设置的内径大于转轴40的孔，该孔就是导流装置91的进风口910，且该孔连接于通孔90朝向后端盖3的一端，使得在转子4转动时，空气从进风口910进入，从出风口911出，使得进风口910和出风口91之间的空气形成循环流动状态，且使得电机内部的温度分布更均匀，从而实现对定子7和转子4散热。

在一种较优的实施例中，转子4包括铁芯41及均匀的轴向嵌设于铁芯41中的磁钢42，通孔90设置于铁芯中。

具体地，如图1所示，本实施例中，通孔90与转子4和定子7之间的间隙10所形成的空气循环通路，该空气循环通路正好靠近磁钢42和铁芯41，从而对磁钢42和铁芯41进行散热，进一步地提升对转子4和定子7散热效果。

在一种较优的实施例中，于转子4的横截面上，每两个磁钢42区域之间均设置一个通孔90。

具体地，如图4所示，在每两个磁钢42之间设置一个通孔90，使得磁钢42的温度分布均匀，且加快对磁钢42的散热，进而提升对转子4的散热。

在一种较优的实施例中，还包括一放射形的散热筋板11和一放射形散热筋12，其中散热筋板11与前端盖安装座20固定，散热筋12与后端盖安装座30固定，通过一对散热筋板11和一对散热筋12以提升转子4、定子7、前轴承5及后轴承6的散热，进而提升电机的性能和可靠性，提高电机的工作效率，且延长电机的寿命。

在一种较优的实施例中，还包括一轴密封13，固定于前端盖2与转轴40朝向前端盖2的一端之间，以将前端盖2与转轴40朝向前端盖2的一端密封，进而防止电机发生渗漏问题。

在一种较优的实施例中，每个壳体水道80与前端盖水道81之间的连接处以及每个壳体水道80与后端盖水道82之间的连接处均设置有密封圈14，以将壳体水道80与前端盖水道81之间的连接处以及壳体水道80与后端盖水道82之间的连接处密封，以防止冷却液泄露。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种水冷电机，包括主要由一中段壳、一前端盖、一后端盖连接拼合成的壳体；

一定子，环绕所述转子固定于所述中段壳的内壁，且所述定子与所述转子间具有间隙；其特征在于，还包括，

2.根据权利要求1所述的一种水冷电机，其特征在于，所述冷却液通道包括：

壳体水道，设置于所述中段壳内；

3.根据权利要求2所述的一种水冷电机，其特征在于，所述前端盖内侧设置有所述前轴承安装座，所述前端盖水道包围所述前轴承安装座。

4.根据权利要求2所述的一种水冷电机，其特征在于，所述后端盖内侧设置有所述后轴承安装座，所述后端盖水道包围所述后轴承安装座。

5.根据权利要求2所述的一种水冷电机，其特征在于，所述壳体水道成螺旋形设置于所述中段壳内，或成轴向分布设置于所述中段壳内。

6.根据权利要求1所述的一种水冷电机，其特征在于，还包括一风冷通道，环绕所述转子设置，以通过所述转子旋转使空气于所述转子朝向所述前端盖的一侧及所述转子朝向后端盖的一侧间流动。

7.根据权利要求6所述的一种水冷电机，其特征在于，所述风冷通道包括：

一导流装置，所述导流装置包括进风口和出风口；

8.根据权利要求7所述的一种水冷电机，其特征在于，所述导流装置包括：

9.根据权利要求7所述的一种水冷电机，其特征在于，所述转子包括铁芯及均匀的轴向嵌设于所述铁芯中的磁钢，所述通孔设置于所述铁芯中。

10.根据权利要求9所述的一种水冷电机，其特征在于，于所述转子的横截面上，每两个所述磁钢区域之间均设置一个所述通孔。