CN112039263A - 定子绕组端部冷却结构、电机 - Google Patents

定子绕组端部冷却结构、电机 Download PDF

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刘伟健
张智超
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Abstract

本发明提供一种定子绕组端部冷却结构、电机。其中的定子绕组端部冷却结构，包括电机端盖，所述电机端盖包括端盖本体，所述端盖本体的内部构造有冷却流道，所述冷却流道与外部冷却水源贯通连接，所述端盖本体朝向电机内部的一侧设有凹槽，所述凹槽与处于所述电机壳体内的定子绕组的端部接触。根据本发明的一种定子绕组端部冷却结构、电机，具有冷却流道的电机端盖的内侧能够与定子绕组之间接触，从而能够对电机定子绕组实现有效冷却，有利于提升电机性能。

Description

定子绕组端部冷却结构、电机
技术领域
本发明属于电机制造技术领域，具体涉及一种定子绕组端部冷却结构、电机。
背景技术
随着电机功率密度的提高，电机的发热问题已严重制约了电机性能的进一步提升，更多的电机采用外部冷却的方式对电机进行散热。电机冷却一般采用水冷或风冷冷却方式利用流体的流动将电机内部的热量带走。现有技术中，多采用冷却套对电机定子铁芯进行散热，具体的，冷却套内部呈螺旋状，冷却套中通入冷却水，冷却水在冷却套内部沿螺旋状水道流动，将电机定子铁芯产生的热量带出，提高电机运行效率。但这种冷却方式无法对电机端部绕组冷却，尤其对于一些采用分布式绕组的电机，其电机绕组集中、散热面积较少，若无法进行有效冷却，电机端部发热严重，其带来的热变形严重影响了电机的运行精度等性能。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种定子绕组端部冷却结构、电机，具有冷却流道的电机端盖的内侧能够与定子绕组之间接触，从而能够对电机定子绕组实现有效冷却，有利于提升电机性能。
为了解决上述问题，本发明提供一种定子绕组端部冷却结构，包括电机端盖，所述电机端盖包括端盖本体，所述端盖本体的内部构造有冷却流道，所述冷却流道与外部冷却水源贯通连接，所述端盖本体朝向电机内部的一侧设有凹槽，所述凹槽与处于所述电机壳体内的定子绕组的端部接触。
优选地，所述冷却流道成围绕所述电机壳体的轴线的环道，所述环道的位置与所述定子绕组的位置相适应。
优选地，所述端盖本体包括外侧端板、内侧端板，所述外侧端板上构造有第一环槽，所述内侧端板上构造有第二环槽，所述外侧端板与所述内侧端板可拆卸地组合为所述端盖本体，所述第一环槽与所述第二环槽共同形成所述环道，所述凹槽处于所述内侧端板远离所述外侧端板的一侧。
优选地，所述第一环槽的径向内和/或外侧构造有第一密封槽，所述第二环槽的径向内和/或外侧构造有第二密封槽，所述第一环槽和/或第二环槽中安装密封圈。
优选地，所述端盖本体上设有进水接头、出水接头，所述进水接头上安装有能够检测进水温度的第一温度传感器，所述出水接头上安装有能够检测出水温度的第二温度传感器，所述冷却水源包括水泵，所述水泵能够根据所述第一温度传感器以及所述第二温度传感器分别获取温度的第一差值调整冷却水的流量。
优选地，当所述第一差值低于预设差值区间时，控制所述水泵降低转速；当所述第一差值高于预设差值区间时，控制所述水泵提高转速；当所述第一差值处于预设差值区间时，维持所述水泵转速不变。
优选地，所述电机壳体内还设有绕组温度传感器，用于检测所述定子绕组的端部温度，所述冷却水源包括水泵，所述水泵能够根据所述绕组温度传感器检测的端部温度与预设温度区间的相对关系调整冷却水的流量。
优选地，当所述端部温度高于所述预设温度区间时，控制所述水泵提高转速；当所述端部温度低于所述预设温度区间时，控制所述水泵降低转速；当所述端部温度处于所述预设温度区间时，维持所述水泵转速不变。
优选地，所述电机壳体上构造有定子冷却流道，用于对处于电机壳体内的定子进行冷却。
本发明还提供一种电机，包括上述的定子绕组端部冷却结构。
本发明提供的一种定子绕组端部冷却结构、电机，通过在端盖本体上设置冷却流道并通过其具有的凹槽与所述定子绕组的端部接触，实现对定子绕组的有效针对性冷却，有利于提升电机性能。
附图说明
图1为本发明实施例的定子绕组端部冷却结构的立体结构示意图；
图2为图1的内部结构示意图；
图3为图2中A处的局部放大图；
图4为本发明实施例中的内侧端板的立体结构示意图。
附图标记表示为：
1、端盖本体；11、冷却流道；12、凹槽；13、外侧端板；131、第一环槽；132、第一密封槽；14、内侧端板；141、第二环槽；142、第二密封槽；15、进水接头；16、出水接头；17、传感器安装孔；2、电机壳体；21、定子冷却流道；3、定子绕组；4、定子；10、电机端盖。
具体实施方式
结合参见图1至图4所示，根据本发明的实施例，提供一种定子绕组端部冷却结构，包括电机端盖10，所述电机端盖10包括端盖本体1，所述端盖本体1的内部构造有冷却流道11，所述冷却流道11与外部冷却水源贯通连接，所述端盖本体1朝向电机内部的一侧设有凹槽12，所述凹槽12与处于所述电机壳体2内的定子绕组3的端部接触。该技术方案中，通过在端盖本体1上设置冷却流道11并通过其具有的凹槽12与所述定子绕组3的端部接触，实现对定子绕组3的有效针对性冷却，有利于提升电机性能。同时，所述电机壳体2上构造有定子冷却流道21，用于对处于电机壳体2内的定子4进行冷却，其中的冷却介质与所述冷却流道11中的冷却介质互不贯通，有效避免现有技术中将电机壳体2的定子冷却流道21的冷却介质进一步引流至定子绕组3的端部对其进行冷却所带来的冷却效率不高的问题，这是由于已经与定子4进行换热的冷却介质温度被升高之后再与定子绕组3换热所导致的。
作为一种优选地实施方式，所述冷却流道11成围绕所述电机壳体2的轴线的环道，所述环道的位置与所述定子绕组3的位置相适应。也即在电机轴向的投影上，所述环道的投影与所述定子绕组3的投影重合匹配，从而保证所述定子绕组3的冷却效率。最好的，所述凹槽12具有槽底壁以及沿所述电机径向间隔设置的槽立壁，此时，所述定子绕组3的端部能够被嵌装于所述凹槽12且与所述槽底壁与所述槽立壁接触，增大接触散热面积。
所述端盖本体1包括外侧端板13、内侧端板14，所述外侧端板13上构造有第一环槽131，所述内侧端板14上构造有第二环槽141，所述外侧端板13与所述内侧端板14可拆卸地组合为所述端盖本体1，所述第一环槽131与所述第二环槽41共同形成所述环道，所述凹槽12处于所述内侧端板14远离所述外侧端板13的一侧。所述外侧端板13与所述内侧端板14之间例如采用栓接的方式连接为一个整体，当然其亦可以通过设置相应的通孔实现与电机壳体2的可拆卸连接。分体式的电机端盖能够便于所述冷却流道11的构造过程。
最好的，所述第一环槽131的径向内和/或外侧构造有第一密封槽132，所述第二环槽141的径向内和/或外侧构造有第二密封槽142，所述第一环槽131和/或第二环槽141中安装密封圈，以防止冷却流道11中的冷却介质外泄。
为了能够更为精准的对定子绕组3的端部进行冷却，作为一种具体的实施方式，所述端盖本体1上设有进水接头15、出水接头16，所述进水接头15上安装有能够检测进水温度的第一温度传感器，所述出水接头16上安装有能够检测出水温度的第二温度传感器，所述冷却水源包括水泵，所述水泵能够根据所述第一温度传感器以及所述第二温度传感器分别获取温度的第一差值调整冷却水的流量。具体的，所述进水接头15、出水接头16上皆构造有传感器安装孔，所述第一温度传感器、第二温度传感器通过所述传感器安装孔17固定安装，从而能够对所述冷却流道11的进水温度与出水温度实现准确监测，进而当所述第一差值低于预设差值区间时，控制所述水泵降低转速；当所述第一差值高于预设差值区间时，控制所述水泵提高转速；当所述第一差值处于预设差值区间时，维持所述水泵转速不变，由此，实现对定子绕组3的端部温度的精确调控。
作为另一种具体的实施方式，所述电机壳体2内还设有绕组温度传感器，用于检测所述定子绕组3的端部温度，所述冷却水源包括水泵，所述水泵能够根据所述绕组温度传感器检测的端部温度与预设温度区间的相对关系调整冷却水的流量，当所述端部温度高于所述预设温度区间时，控制所述水泵提高转速；当所述端部温度低于所述预设温度区间时，控制所述水泵降低转速；当所述端部温度处于所述预设温度区间时，维持所述水泵转速不变。该技术方案中，通过直接检测定子绕组3的端部温度对冷却流道11的冷却介质的流量进行精确调整。
可以理解的是，上述两种方式无论是对冷却流道11的进水与出水温度的直接检测比较还是对定子绕组3的端部温度的直接检测，与现有技术中的单纯检测冷却水温度进而调节水泵转速调整流量的方式相比较，本发明技术方案能够有效减小外部环境温度对检测结果的干扰，进而能够实现精准调节。
根据本发明的实施例，还提供一种电机，包括上述的定子绕组端部冷却结构。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种定子绕组端部冷却结构，其特征在于，包括电机端盖(10)，所述电机端盖(10)包括端盖本体(1)，所述端盖本体(1)的内部构造有冷却流道(11)，所述冷却流道(11)与外部冷却水源贯通连接，所述端盖本体(1)朝向电机内部的一侧设有凹槽(12)，所述凹槽(12)与处于所述电机壳体(2)内的定子绕组(3)的端部接触。
2.根据权利要求1所述的冷却结构，其特征在于，所述冷却流道(11)成围绕所述电机壳体(2)的轴线的环道，所述环道的位置与所述定子绕组(3)的位置相适应。
3.根据权利要求2所述的冷却结构，其特征在于，所述端盖本体(1)包括外侧端板(13)、内侧端板(14)，所述外侧端板(13)上构造有第一环槽(131)，所述内侧端板(14)上构造有第二环槽(141)，所述外侧端板(13)与所述内侧端板(14)可拆卸地组合为所述端盖本体(1)，所述第一环槽(131)与所述第二环槽(41)共同形成所述环道，所述凹槽(12)处于所述内侧端板(14)远离所述外侧端板(13)的一侧。
4.根据权利要求3所述的冷却结构，其特征在于，所述第一环槽(131)的径向内和/或外侧构造有第一密封槽(132)，所述第二环槽(141)的径向内和/或外侧构造有第二密封槽(142)，所述第一环槽(131)和/或第二环槽(141)中安装密封圈。
5.根据权利要求1所述的冷却结构，其特征在于，所述端盖本体(1)上设有进水接头(15)、出水接头(16)，所述进水接头(15)上安装有能够检测进水温度的第一温度传感器，所述出水接头(16)上安装有能够检测出水温度的第二温度传感器，所述冷却水源包括水泵，所述水泵能够根据所述第一温度传感器以及所述第二温度传感器分别获取温度的第一差值调整冷却水的流量。
6.根据权利要求5所述的冷却结构，其特征在于，当所述第一差值低于预设差值区间时，控制所述水泵降低转速；当所述第一差值高于预设差值区间时，控制所述水泵提高转速；当所述第一差值处于预设差值区间时，维持所述水泵转速不变。
7.根据权利要求1所述的冷却结构，其特征在于，所述电机壳体(2)内还设有绕组温度传感器，用于检测所述定子绕组(3)的端部温度，所述冷却水源包括水泵，所述水泵能够根据所述绕组温度传感器检测的端部温度与预设温度区间的相对关系调整冷却水的流量。
8.根据权利要求7所述的冷却结构，其特征在于，当所述端部温度高于所述预设温度区间时，控制所述水泵提高转速；当所述端部温度低于所述预设温度区间时，控制所述水泵降低转速；当所述端部温度处于所述预设温度区间时，维持所述水泵转速不变。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的冷却结构，其特征在于，所述电机壳体(2)上构造有定子冷却流道(21)，用于对处于电机壳体(2)内的定子(4)进行冷却。
10.一种电机，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的定子绕组端部冷却结构。
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