CN112186933A - 背绕式电机的定子绕组冷却组件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种背绕式电机的定子绕组冷却组件，包括：槽楔结构部件和转子通风结构部件；槽楔结构部件设置于定子内侧，槽楔结构部件为中空结构，中空结构内部装有冷却油，用于对绕组进行冷却，槽楔结构部件还包括多个由定子内气隙处嵌入至冷却油中的铝片，多个铝片沿槽楔轴向等间隔放置；转子通风结构部件包括由内到外的不锈钢套筒‑绝缘套筒‑铜筒结构，不锈钢套筒‑绝缘套筒‑铜筒结构套装于转子的外部，用于降低永磁体自身产生的温度。本发明可以减小背绕式电机的定子绕组的热负担，达到良好的冷却效果。

Description

背绕式电机的定子绕组冷却组件
技术领域
本发明涉及电机冷却技术领域，尤其涉及一种背绕式电机的定子绕组冷却组件。
背景技术
目前高功率密度电机、高速电机已在电动汽车、智能电网和分布式发电系统等领域获得了应用。由于高功率密度和高速电机往往使得电机的电磁负荷增高，相应带来的问题就是定转子温度升高：一方面会导致绕组过热，绝缘热老化引起短路，进而发生绕组烧毁等严重事故；另外一方面对于转子带护套且永磁体表贴结构而言，由于护套所感应出的严重涡流会使永磁体失磁，导致电机运行性能严重下降，定子电流增大，进而定子温度升高，有烧毁定子绕组的危险。
因此，亟需一种可以更好地冷却背绕式电机的定子绕组冷却组件。
发明内容
本发明提供了一种背绕式电机的定子绕组冷却组件，以解决现有技术问题中的缺陷。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。
本实施例提供了一种背绕式电机的定子绕组冷却组件，包括：槽楔结构部件和转子通风结构部件；
所述的槽楔结构部件设置于定子槽口处，所述的槽楔结构部件为中空结构，中空结构内部装有冷却油，用于对绕组进行冷却，所述的槽楔结构部件还包括多个由定子内气隙处嵌入至冷却油中的铝片，所述的多个铝片沿槽楔轴向等间隔放置；
所述的转子通风结构部件包括由内到外的不锈钢套筒-绝缘套筒-铜筒结构，所述的不锈钢套筒-绝缘套筒-铜筒结构套装于转子的外部，用于降低永磁体自身产生的温度。
优选地，铝片为中间挖空的铝片，挖空的部分位于定子内的气隙处。
优选地，定子绕组冷却组件中相邻的槽楔结构部件对应的铝片交错放置。
优选地，不锈钢套筒-绝缘套筒-铜筒结构外部还设置有搅风板，用于通过搅风板加速电机内部空气流动。
优选地，中空结构的设置为在槽楔结构部件沿轴向方向的两端通过穿孔打通，注入冷却油后采用防油材料进行两端封口。
优选地，中空结构的设置为在槽楔结构部件沿轴向方向的一端穿孔至轴向方向2/3处，注入冷却油后采用防油材料进行封口。
由上述本发明的背绕式电机的定子绕组冷却组件提供的技术方案可以看出，本发明通过对定子绕组的槽楔和对应的转子的结构的设置，利用扰流作用将转子产生的旋转流转化为紊流，利于定子齿部和转子的散热，而且起到搅动热风的作用，提高导热能力，将热量传递到冷却油和定子齿根部，降低定子齿顶温度，减小背绕式绕组的热负担，避免由于绕组过热而引起的绝缘老化、永磁体失磁以及电机运行性能下降的问题。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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为背绕式绕组定子冲片1/4周向结构示意图；
图2为两端封孔的槽楔结构部件轴向示意图；
图3为一端封孔的槽楔结构部件轴向示意图；
图4为转子通风结构部件周向示意图；
图5为槽楔内铝片的轴向位置示意图；
图6为相邻槽楔结构部件中铝片位置示意图；
附图标记：
1为背绕式绕组 2和3为绝缘 4为槽楔结构部件 5为中空结构 6和6’为铝片 7为气隙 8为定子 9为转子 10为搅风板 11为铜筒 12为绝缘套筒 13为不锈钢套筒 14为表贴永磁体 15为转轴 16为定子槽结构剖面
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明，且并不构成对本发明实施例的限定。
实施例
本发明实施例提供了一种背绕式电机的定子绕组冷却组件，包括：槽楔结构部件和转子通风结构部件。
图1为背绕式绕组定子冲片1/4周向结构示意图，参照图1，其中16为定子槽结构剖面，槽楔结构部件4设置于定子槽口处，槽楔结构部件4为中空结构5，中空结构5内部装有冷却油，用于对绕组进行冷却，槽楔结构部件4还包括多个由定子内气隙处嵌入至冷却油中的铝片6，多个铝片6沿槽楔轴向等间隔放置。
转子通风结构部件包括由内到外的不锈钢套筒-绝缘套筒-铜筒结构，不锈钢套筒-绝缘套筒-铜筒结构套装于转子的外部，用于降低永磁体自身产生的温度，优选地，不锈钢套筒-绝缘套筒-铜筒结构外部还设置有搅风板，用于通过搅风板加速电机内部空气流动。图4为转子通风结构部件周向示意图，参照图4，外层的铜筒11上设置搅风板10，内层不锈钢套筒13与表贴永磁体14接触。外层铜筒11产生涡流，减小谐波磁通在永磁体所产生的涡流，实现永磁体不过热的目的，并且筒损耗也不会很大；铜筒11上的搅风板10通过转子旋转将转子的热量传递到定子齿部和定子槽楔的散热铝片6，搅风板10改变空气流动路径，加速气隙处空气流动，利于定子齿部和转子的散热；中间层的绝缘套筒12引导铜筒11的热量向永磁体传递；内层不锈钢套筒13防止电机高速运行时永磁体甩脱，也削弱了永磁体所产生的涡流，起到了反磁通的作用。
图5为槽楔内铝片的轴向位置示意图，铝片6为中间挖空的铝片，挖空的部分位于定子内的气隙处。中心挖空的薄片6可以将吸收的热量传递到槽楔的冷却油中，再继续传递到定子齿根，从而降低定子齿顶温度，减轻背绕式绕组的热负担。图6为相邻槽楔结构部件中铝片位置示意图，参照图6，定子绕组冷却组件中相邻的槽楔结构部件(4和4’)对应的铝片(6和6’)交错放置。铝片作为静搅风板不仅起到扰流作用即把转子产生的旋转流转化为紊流，有利于定子齿部和转子的散热；其位置结构还起到搅动热风的作用，提高导热能力。
其中，图2为两端封孔的槽楔结构部件轴向示意图，参照图2，中空结构的设置为在槽楔结构部件沿轴向方向的两端通过穿孔打通，注入冷却油后采用防油材料进行两端封口。该结构适用于电机轴向的总体长度相对来说比较短的槽楔结构部件。
图3为一端封孔的槽楔结构部件轴向示意图，参照图3，中空结构的设置也可以为在槽楔结构部件沿轴向方向的一端穿孔至轴向方向2/3处，注入冷却油后采用防油材料进行封口。该结构适用于电机轴向的总体长度相对来说比较长的槽楔结构部件。
本领域技术人员应能理解，图1仅为简明起见而示出的各部件的数量可能小于一个实际定子结构中部件的数量，但这种省略无疑是以不会影响对发明实施例进行清楚、充分的公开为前提的。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种背绕式电机的定子绕组冷却组件，其特征在于，包括：槽楔结构部件和转子通风结构部件；
所述的槽楔结构部件设置于定子槽口处，所述的槽楔结构部件为中空结构，中空结构内部装有冷却油，用于对绕组进行冷却，所述的槽楔结构部件还包括多个由定子内气隙处嵌入至冷却油中的铝片，所述的多个铝片沿槽楔轴向等间隔放置；
所述的转子通风结构部件包括由内到外的不锈钢套筒-绝缘套筒-铜筒结构，所述的不锈钢套筒-绝缘套筒-铜筒结构套装于转子的外部，用于降低永磁体自身产生的温度。
2.根据权利要求1所述的背绕式电机的定子绕组冷却组件，其特征在于，所述的铝片为中间挖空的铝片，挖空的部分位于定子内的气隙处。
3.根据权利要求1所述的背绕式电机的定子绕组冷却组件，其特征在于，所述的定子绕组冷却组件中相邻的槽楔结构部件对应的铝片交错放置。
4.根据权利要求1所述的背绕式电机的定子绕组冷却组件，其特征在于，所述的不锈钢套筒-绝缘套筒-铜筒结构外部还设置有搅风板，用于通过搅风板加速电机内部空气流动。
5.根据权利要求1所述的背绕式电机的定子绕组冷却组件，其特征在于，所述的中空结构的设置为在槽楔结构部件沿轴向方向的两端通过穿孔打通，注入冷却油后采用防油材料进行两端封口。
6.根据权利要求1所述的背绕式电机的定子绕组冷却组件，其特征在于，所述的中空结构的设置为在槽楔结构部件沿轴向方向的一端穿孔至轴向方向2/3处，注入冷却油后采用防油材料进行封口。
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