CN111864947A - 电机转动轴、转子及转子结构冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电机转动轴、转子及转子冷却系统，所述电机转动轴为空心轴，并中间封堵，分隔为为左右两个通道，左边的为第一过油道，右边的为第二过油道。分隔的左右两油道通过开设孔或槽。靠近封堵处的第一过油道处向外延伸形成第一油冷管腔，靠近封堵的第二过油道处向延伸张形成第二油冷管腔，孔或槽开设在第一、二油冷管腔上。转子为中空腔体结构，转子将第一油冷管腔和第二油冷管腔连通形成冷却循环结构。本发明在使用过程中能够有效的对转子进行冷却，克服了现有转子磁钢难以隔套冷却的行业难题，避免了磁钢因超温而导致的退磁问题，延长了电机的使用寿命，更因有效控制了温升，使磁链转化过程中大大减少磁损，提高了电机功率和效率。

Description

电机转动轴、转子及转子结构冷却系统

技术领域

本发明属于电机冷却技术领域，具体涉及一种转动轴、带复合双腔冷却结构的转子及转子冷却系统。

背景技术

随着国家节能提效的全面展开，对高效电机节能提出了更高的要求，必须与满足高能效比的特征来改良电机，以便达到节约能源，降低生产成本，繁荣经济的目的。为了适应当下电动汽车领域中对电机高功率密度、低成本化、高集成性、良好的NVH特性以及更高效率的要求。提供能够满足功率和可靠性高的电机就显得尤为关键。要保障电机能够持久长寿命工作，永磁同步电机的磁钢不退磁是必要保证，因此，通常对电机仅做壳体水冷已不能满足电机要求，所以，对于中心转子冷却是一个迫切需要解决的课题，对于水冷结构和油冷结构来说，冷却结构大体相同，主要区别在于冷却介质，但目前的水冷结构和油冷结构都只针对于定子的冷却，并未考虑转子的冷却，因此在冷却效果上仍必须提高。

特别是在单转子双定子的盘式电机中，暂没有针对转子进行冷却的结构，电机在使用的过程中，转子部分容易超温，导致磁钢退磁、电机整体的功率效率降低，且磁钢的退磁是不可逆的，不能有效的保证电机的使用寿命，为此，提供一种新的转子冷却结构成为本领域技术人员迫切亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出了一种针对中心转子冷却冷却的解决方案，本发明第一方面提供一种电机转动轴，所述电机转动轴应用在电机上，本发明中电机转动轴的具体结构为：所述电机转动轴为空心轴，并中间封堵，分隔为为左右两个通道，左边的为第一过油道，右边的为第二过油道。

分隔的左右两过油道上开设孔或槽。

进一步的，靠近封堵处的第一过油道向外延伸形成第一油冷管腔，靠近封堵处的第二过油道向延伸张形成第二油冷管腔，所述孔或槽开设在第一、二油冷管腔上。

本发明第二方面，提供一种转子，所述转子采用上述述的电机转动轴，包括转子盘，所述转子盘固定在所述转动轴上，所述转子盘为中空腔体结构，所述转子盘将第一油冷管腔和第二油冷管腔连通形成冷却循环结构。

进一步的，所述第一油冷管腔上的孔或槽为过油孔，所述第一油冷管腔中的冷却油通过过油孔进入转子盘中空部分，所述第二油冷管腔上的孔或槽为出油孔，所述转子盘的中空部分冷却油通过出油孔进入第二油冷管腔。

进一步的，所述过油孔沿着所述第一油冷管腔的圆周径向设置，所述出油孔沿着所述第二油冷管腔的圆周径向设置。

进一步的，所述转子盘中空部分设置分隔板，所述分隔板将中空部分分隔为第一转子冷却面油腔和第二转子冷却面油腔，所述第一油冷管腔中的冷却油通过过油孔进入第一转子冷却面油腔，所述第二转子冷却面油腔中的冷却油通过出油孔进入第二油冷管腔。

进一步的，所述分隔板呈盘面状，其向所述转子盘的径向方向延伸扩张，在靠近所述转子盘的内壁处留有第一转子冷却面油腔与第二转子冷却面油腔的连通槽，所述第一转子冷却面油腔中的冷却油通过所述连通槽进入所述第二转子冷却面油腔中。

本发明第三方面还提供一种转子冷却系统，所述转子冷却系统采用上述的转子，还包括进油喷管和甩油栓；所述进油喷管设置在所述转动轴的一端，喷入的冷却油进入所述第一过油道中，所述甩油栓设置在所述转动轴的另一端，所述第二过油道中的冷却油通过所述甩油栓甩出。

还包括集油箱、除垢器、加压装置和散热器；所述甩油栓甩出的冷却油进入集油箱，冷却油经除垢器除垢后经加压装置加压后送至散热器冷却，冷却后的冷却油进入进油喷管对电机转动轴和转子进行循环冷却；或者

还包括变速箱、除垢器、加压装置和散热器；所述甩油栓甩出的冷却油进入变速箱，冷却油经除垢器除垢后经加压装置加压后送至散热器冷却，冷却后的冷却油进入进油喷管对电机转动轴和转子进行循环冷却。

本发明提出针对转子的冷却解决方案，电机在使用过程中能够有效的对转子进行冷却，克服了现有转子磁钢难以隔套冷却的行业难题，保证了磁钢不因超温而导致的退磁的问题，延长了电机的使用寿命，有效的提升了电机整体的功率效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明转动轴结构示意图；

图2是本发明带复合双腔冷却的转子结构示意图；

图3是本发明转子中设置有隔油板的结构示意图；

图4是本发明转子冷却系统结构示意图；

图5是本发明转子冷却系统实施案例结构示意图。

图中：1、电机转动轴；2、第一过油道；3、第二过油道；4、封堵；5、第一油冷管腔；6、第二油冷管腔；7、转子盘；8、过油孔；9、出油孔；10、分隔板；11、第一转子冷却面油腔；12、第二转子冷却面油腔；13、连通槽；14、进油喷管；15、甩油栓；16、集油箱；17、散热器；18、输送油管；19、加压装置。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

如图1所示，本实施例第一方面提供一种电机转动轴1，所述电机转动轴1应用在电机上，本发明中电机转动轴1的具体结构为：所述电机转动轴1为空心轴，并中间封堵4，分隔为为左右两个通道，左边的为第一过油道2，右边的为第二过油道3。

本实施例中电机转动轴1的一端向内延伸形成贯穿在所述电机转动轴1内部的第一过油道2；所述电机转动轴1的另一端向内延伸形成贯穿在所述电机转动轴1内部的第二过油道3；所述电机转动轴1内部设置有封堵4，封堵4将所述第一过油道2和所述第二过油道3分隔在所述转动轴的左右两侧。

作为一种优选的实施方式，分隔的左右两过油道上开设孔或槽。

作为一种优选的实施方式，靠近封堵4处的第一过油道2向外延伸形成第一油冷管腔5，靠近封堵4处的第二过油道3向延伸张形成第二油冷管腔6，所述孔或槽开设在第一、二油冷管腔上。该结构增加了循环冷却液在转子中容量并能够充分发挥冷却效果。

图2所示，本实施例第二方面提供一种带复合双腔冷却的转子，本实施例中的转子采用上述的的电机转动轴1，包括转子盘7，所述转子盘7固定在所述转动轴上，所述转子盘7为中空腔体结构，所述转子盘7将第一油冷管腔5和第二油冷管腔6连通形成冷却循环结构。

为了能够使冷却液从油冷管腔进入转子盘7中，增大冷却循环的面积，带走更多热量，本实施例中的转子盘7为中空腔体结构，所述第一油冷管腔5上的孔或槽为过油孔8，所述第一油冷管腔5中的冷却油通过过油孔8进入转子盘7中空部分，所述第二油冷管腔6上的孔或槽为出油孔9，所述转子盘7的中空部分冷却油通过出油孔9进入第二油冷管腔6。

需要补充说的是，本实施例中所述过油孔8沿着所述第一油冷管腔5的圆周径向设置，所述过油孔8的数量为两个以上；所述出油孔9沿着所述第二油冷管腔6的圆周径向设置。所述出油孔9的数量为两个以上。设置一圈的过油孔8/出油孔9主要是为了增加冷却液的流通量。

如图3所示，电机在运行的过程中，转子飞速转动，本实施例中所述转子盘7中空部分设置分隔板10，所述分隔板10将中空部分分隔为第一转子冷却面油腔11和第二转子冷却面油腔12，所述第一油冷管腔5中的冷却油通过过油孔8进入第一转子冷却面油腔11，所述第二转子冷却面油腔12中的冷却油通过出油孔9进入第二油冷管腔6。

作为一种优选的实施方式，本实施例中的所述分隔板10呈盘面状，其向所述转子盘7的径向方向延伸扩张，在靠近所述转子盘7的内壁处留有第一转子冷却面油腔11与第二转子冷却面油腔12的连通槽13，所述第一转子冷却面油腔11中的冷却油通过所述连通槽13进入所述第二转子冷却面油腔12中。所述隔油板的两面上设置有导流槽(图中未示出)，方便冷却液在转子盘中导流。

工作的时候，冷却液从第一过油道2进入第一油冷管腔5，通过圆周方向设置的过油孔8进入第一转子冷却面油腔11，第一冷却面油腔中的冷却液通过连通槽13进入第二转子冷却面油腔12中，之后通过出油孔9进入第二油冷管腔6，从第二过油道3流出。

现有的产品中，较少有针对转子进行冷却的电机，本实施例提供的转动轴以及转子均与现有的转轴和转子在结构上完全不同，正式因为提供了这种不同于常规的结构，提供的冷却通道才能完全贯串在转子结构中，在电机使用过程中克服了现有转子部分容易超温，导致磁钢退磁的问题，提高了电机整体的功率效率，避免了磁钢的退磁问题，有效的保证电机的使用寿命。

如图4所示，本发明第三方面还提供了一种转子冷却系统，本实施例中的转子冷却系统采用上述的带复合双腔冷却的转子，还包括进油喷管14和甩油栓15；所述进油喷管14设置在所述转动轴的一端，喷入的冷却油进入所述第一过油道2中，所述甩油栓15设置在所述转动轴的另一端，所述第一过油道2中的冷却油通过所述甩油栓15甩出。

还包括集油箱16、除垢器(图中未示出)、加压装置19和散热器17；所述甩油栓15甩出的冷却油进入集油箱16，冷却油经除垢器除垢后经加压装置加压后送至散热器17冷却，冷却后的冷却油进入进油喷管14对电机转动轴1和转子进行循环冷却。

作为一种优选的实施方式，所述甩油栓甩出的冷却油也可以直接进入变速箱，具体的方案为：还包括变速箱、除垢器、加压装置和散热器；所述甩油栓甩出的冷却油进入变速箱，冷却油经除垢器除垢后经加压装置加压后送至散热器冷却，冷却后的冷却油进入进油喷管对电机转动轴和转子进行循环冷却。

所述集油箱16与所述散热器17通过输送油管18连通，所述散热器17与所述进油喷管14通过输送油管18连通。如此就形成了一个闭环的转子冷却系统，图中的箭头表示冷却液流动的方向，能够持续工作，发挥最大的散热冷却作用，克服了现有转子磁钢难以隔套冷却的行业难题，避免了磁钢因超温而导致的退磁问题，延长了电机的使用寿命，更因有效控制了温升，使磁链转化过程中大大减少磁损，提高了电机功率和效率。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种电机转动轴，其特征在于：所述电机转动轴为空心轴，并中间封堵，分隔为为左右两个通道；左边的为第一过油道，右边的为第二过油道。

2.根据权利要求1所述的电机转动轴，其特征在于：分隔的左右两过油道上开设孔或槽。

3.根据权利要求2所述的电机转动轴，其特征在于：靠近封堵处的第一过油道向外延伸形成第一油冷管腔，靠近封堵处的第二过油道向延伸张形成第二油冷管腔，所述孔或槽开设在第一、二油冷管腔上。

4.一种转子，其特征在于：所述转子采用上述权利要求1至3任一项所述的电机转动轴，还包括转子盘，所述转子盘固定在所述转动轴上，所述转子盘为中空腔体结构，所述转子盘将第一油冷管腔和第二油冷管腔连通形成冷却循环结构。

5.根据权利要求4所述的转子，其特征在于：所述第一油冷管腔上的孔或槽为过油孔，所述第一油冷管腔中的冷却油通过过油孔进入转子盘中空部分，所述第二油冷管腔上的孔或槽为出油孔，所述转子盘的中空部分冷却油通过出油孔进入第二油冷管腔。

6.根据权利要求5所述的转子，其特征在于：所述过油孔沿着所述第一油冷管腔的圆周径向设置，所述出油孔沿着所述第二油冷管腔的圆周径向设置。

7.根据权利要求4所述的转子，其特征在于：所述转子盘中空部分设置分隔板，所述分隔板将中空部分分隔为第一转子冷却面油腔和第二转子冷却面油腔，所述第一油冷管腔中的冷却油通过过油孔进入第一转子冷却面油腔，所述第二转子冷却面油腔中的冷却油通过出油孔进入第二油冷管腔。

8.根据权利要求7所述的转子，其特征在于：所述分隔板呈盘面状，其向所述转子盘的径向方向延伸扩张，在靠近所述转子盘的内壁处留有第一转子冷却面油腔与第二转子冷却面油腔的连通槽，所述第一转子冷却面油腔中的冷却油通过所述连通槽进入所述第二转子冷却面油腔中。

9.转子冷却系统，其特征在于：所述转子冷却系统采用上述权利要求4至8任一项所述的转子，还包括进油喷管和甩油栓；所述进油喷管设置在所述转动轴的一端，喷入的冷却油进入所述第一过油道中，所述甩油栓设置在所述转动轴的另一端，所述第二过油道中的冷却油通过所述甩油栓甩出。

10.根据权利要求9所述的转子冷却系统，其特征在于：还包括集油箱、除垢器、加压装置和散热器；所述甩油栓甩出的冷却油进入集油箱，冷却油经除垢器除垢后经加压装置加压后送至散热器冷却，冷却后的冷却油进入进油喷管对电机转动轴和转子进行循环冷却；或者

还包括变速箱、除垢器、加压装置和散热器；所述甩油栓甩出的冷却油进入变速箱，冷却油经除垢器除垢后经加压装置加压后送至散热器冷却，冷却后的冷却油进入进油喷管对电机转动轴和转子进行循环冷却。

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