CN112383173A - 一种设有转子冷却结构的永磁同步电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及新能源汽车技术领域，具体涉及一种设有转子冷却结构的永磁同步电机，该永磁同步电机包括：壳体，其包括壳套和设于其两端的端盖；转子，其包括：支架，其包括间隔设置的内支撑壁和外支撑壁，内支撑壁用于通过穿过端盖的转轴设于壳体内，外支撑壁间隔设有多个径向通孔；该转子还包括磁芯，其套设在外支撑壁上，磁芯的内壁间隔设置有多个分别与径向通孔连通的轴向槽；该永磁同步电机还包括两组挡风板，其分别设于转子与端盖之间，挡风板的一端设在轴向槽和壳套之间的端盖上，并与端盖留有间隙，另一端伸向外支撑壁，并与外支撑壁留有间隙。能够解决现有的电机中转子冷却结构需要加工冷却通道和外加油泵，加工复杂及成本高的问题。

Description

一种设有转子冷却结构的永磁同步电机
技术领域
本发明涉及新能源汽车技术领域，具体涉及一种设有转子冷却结构的永磁同步电机。
背景技术
新能源汽车电机一般为永磁同步电机，电机工作时永磁体会产生涡流发热，转子铁芯也会产生部分热量。随着热量的积累，转子温度越来越高，永磁体的性能随着下降，甚至会产生永久失磁。转子散热一般通过在转子构建冷却通道，通过液冷或风冷散热。
例如，电机用开盲孔加导热管的冷却方式将热量传递出来，但是，该方案加工较为复杂，制作成本高。或者通过在转子加工冷却通道，外加油泵的方式冷却，加工较为复杂成本高。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种设有转子冷却结构的永磁同步电机，能够解决现有的电机中转子冷却结构需要加工冷却通道和外加油泵，加工复杂及成本高的问题。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
本发明提供一种设有转子冷却结构的永磁同步电机，包括：
壳体，其包括壳套和设于其两端的端盖；
转子，其设于所述壳体内，且与所述端盖间隔设置，所述转子包括：
-支架，其包括间隔设置的内支撑壁和外支撑壁，所述内支撑壁用于通过穿过所述端盖的转轴设于所述壳体内，所述外支撑壁间隔设有多个径向通孔；
-磁芯，其套设在所述外支撑壁上，所述磁芯的内壁间隔设置有多个分别与所述径向通孔连通的轴向槽；
两组挡风板，其分别设于所述转子与所述端盖之间，所述挡风板的一端设在所述轴向槽和壳套之间的所述端盖上，并与所述端盖留有间隙，另一端伸向所述外支撑壁，并与所述外支撑壁留有间隙。
一些可选的实施例中，还包括定子，其设于所述壳套的内壁上，并间隔套设在转子外侧。
一些可选的实施例中，所述定子包括：
定子铁芯，其设于所述壳套的内壁上，其轴向方向设有线槽；
定子绕组，其通过所述线槽设于所述定子铁芯上，并且部分伸出所述定子铁芯。
一些可选的实施例中，所述挡风板和所述端盖的连接处与所述定子绕组的伸出部分齐平。
一些可选的实施例中，所述挡风板呈L状的弧形。
一些可选的实施例中，还包括两块压板，其分别套设于所述外支撑壁上，并位于所述磁芯的两侧，所述外支撑壁设有与所述轴向槽连通的导通孔。
一些可选的实施例中，所述磁芯和两块所述压板的轴向宽度小于所述外支撑壁的轴向宽度。
一些可选的实施例中，所述磁芯包括：
转子铁芯，其套设在所述外支撑壁上，所述转子铁芯内设有多个轴向设置的安装槽；
多块永磁铁，其设于所述安装槽内。
一些可选的实施例中，所述内支撑壁和外支撑壁之间通过间隔设置的支撑臂连接。
一些可选的实施例中，所述壳套上间隔设有多个冷却孔。
与现有技术相比，本发明的优点在于：通过支架的外支撑壁开孔构建径向通风道，在磁芯的内壁上开槽构建轴向风道，将两组挡风板分别设于转子与端盖之间，形成径向通风道、轴向风道、挡风板和转子之间间隙以及挡风板与端盖之间间隙的循环通道。利用转子旋转产生压差形成冷却风，冷却风通过挡风板吹向转子的外径处，同时吹向定子端部，再经过挡风板另一侧绕回来，在冷却电机转子的同时，也冷却电机定子绕组端部。该发明结构简单可靠，基本不增加电机制造成本就可以冷却电机转子，同时也可以局部冷却定子绕组端部，减少端部绕组温度，从而提高电机的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，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为本发明实施例中永磁同步电机的结构示意图；
图2为本发明实施例中转子的结构示意图；
图3为本发明实施例中转子的三维结构示意图；
图4为本发明实施例中转子风道的示意图。
图中：1、壳体；11、壳套；12、端盖；2、转子；21、支架；211、内支撑壁；212、外支撑壁；213、径向通孔；214、支撑臂；22、磁芯；221、轴向槽；222、转子铁芯；223、永磁铁；3、定子；31、定子铁芯；32、定子绕组；4、挡风板；5、压板；51、导通孔。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。图1为本发明实施例中永磁同步电机的结构示意图；图2为本发明实施例中转子的结构示意图；图3为本发明实施例中转子的三维结构示意图；图4为本发明实施例中转子风道的示意图。具体的，图2中的A图为转子的径向方向示意图，图2中的B图为转子的轴向方向示意图。如图1至图4所示：
本发明提供一种设有转子冷却结构的永磁同步电机，包括：壳体1、转子2和两组挡风板4。
壳体1包括壳套11和设于其两端的端盖12。
转子2设于壳体1内，且与两端的端盖12间隔设置，转子2包括：支架21，其包括间隔设置的内支撑壁211和外支撑壁212，内支撑壁211用于通过穿过端盖12的转轴设于壳体1内，外支撑壁212间隔设有多个径向通孔213；还包括磁芯22，其套设在外支撑壁212上，磁芯22的内壁间隔设置有多个分别与径向通孔213连通的轴向槽221；
两组挡风板4分别设于转子2与端盖12之间，挡风板4的一端设在轴向槽221和壳套11之间的端盖12上，并与端盖12留有间隙，另一端伸向外支撑壁212，并与外支撑壁212留有间隙。
通过支架21的外支撑壁212开孔构建径向通风道，在磁芯22的内壁上开槽构建轴向风道，将两组挡风板4分别设于转子2与端盖12之间，挡风板4的一端设在轴向槽221和壳套11之间的端盖12上，并与端盖12留有间隙，另一端伸向外支撑壁212，并与外支撑壁212留有间隙。形成径向通风道、轴向风道、挡风板和转子之间间隙以及挡风板与端盖之间间隙的循环通道。利用转子旋转产生压差形成冷却风，冷却风通过挡风板吹向转子的外径处，同时吹向定子端部，再经过挡风板另一侧绕回来，在冷却电机转子的同时，也冷却电机定子绕组端部。该发明结构简单可靠，基本不增加电机制造成本就可以冷却电机转子，同时也可以局部冷却定子绕组端部，减少端部绕组温度，从而提高电机的使用寿命。
在一些可选的实施例中，该永磁同步电机还包括定子3，其设于壳套11的内壁上，并间隔套设在转子外侧。
在本实施例中，定子3包括：定子铁芯31，其设于壳套11的内壁上，其轴向方向设有线槽；还包括定子绕组32，其通过线槽设于定子铁芯31上，并且部分伸出定子铁芯31。定子3设在壳套11的内壁上，定子绕组32通电后用于驱动转子2转动。
在一些可选的实施例中，挡风板4和端盖12的连接处与定子绕组32的伸出部分齐平。在本实施例中，挡风板4与定子绕组32的伸出部分齐平，可以形成径向通风道、轴向风道、挡风板和转子之间间隙以及挡风板与端盖之间间隙的循环通道。利用转子旋转产生压差形成冷却风，冷却风冷却磁芯内径处，同时吹向定子端部，再经过挡风板另一侧绕回来，在冷却电机转子的同时，也冷却电机定子绕组端部。
在一些可选的实施例中，挡风板4呈L状的弧形。在本实施例中，L状弧形的挡风板4可以形成更好的导风流到，使利用转子旋转产生压差形成冷却风，顺利流至挡板处，然后转弯流至定子处，为定子降温。
在一些可选的实施例中，还包括两块压板5，其分别套设于外支撑壁212上，并位于磁芯22的两侧，外支撑壁212设有与轴向槽221的导通孔51。
在一些可选的实施例中，磁芯22和两块压板5的轴向宽度小于外支撑壁212的轴向宽度。压板5用于固定位于外支撑壁212上的磁芯22，保证其旋转时的稳定性。外支撑壁212的宽度大于磁芯22和两块压板5的轴向宽度，外支撑壁212可以使其外侧壁上的轴向风更好的导致挡风板4。
在一些可选的实施例中，磁芯22包括：转子铁芯222，其套设在外支撑壁212上，转子铁芯222内设有多个轴向设置的安装槽；还包括多块永磁铁223，其设于安装槽内。在本实施例中，转子铁芯222内设有多个轴向设置的安装槽，每两个安装槽一组呈V型，在其他实施例中，也可以采用其他形式的磁芯。
在一些可选的实施例中，内支撑壁211和外支撑壁212之间通过间隔设置的支撑臂214连接。在本实施例中，内支撑壁211用于安装输出轴，输出轴穿出端盖，输出动力。内支撑壁211和外支撑壁212之间通过三个间隔设置的支持臂214连接，可以使内支撑壁211和外支撑壁212之间保证有效强度的强度下，有更多的空间，循环气流
在一些可选的实施例中，壳套11上间隔设有多个冷却孔。在本实施例中，在壳套11上间隔设置多个冷却孔，可以进一步的为定子和转子降温。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种设有转子冷却结构的永磁同步电机，其特征在于，包括：
壳体(1)，其包括壳套(11)和设于其两端的端盖(12)；
转子(2)，其设于所述壳体(1)内，且与所述端盖(12)间隔设置，所述转子(2)包括：
-支架(21)，其包括间隔设置的内支撑壁(211)和外支撑壁(212)，所述内支撑壁(211)用于通过穿过所述端盖(12)的转轴设于所述壳体(1)内，所述外支撑壁(212)间隔设有多个径向通孔(213)；
-磁芯(22)，其套设在所述外支撑壁(212)上，所述磁芯(22)的内壁间隔设置有多个分别与所述径向通孔(213)连通的轴向槽(221)；
两组挡风板(4)，其分别设于所述转子(2)与所述端盖(12)之间，所述挡风板(4)的一端设在所述轴向槽(221)和壳套(11)之间的所述端盖(12)上，并与所述端盖(12)留有间隙，另一端伸向所述外支撑壁(212)，并与所述外支撑壁(212)留有间隙。
2.如权利要求1所述的设有转子冷却结构的永磁同步电机，其特征在于：还包括定子(3)，其设于所述壳套(11)的内壁上，并间隔套设在转子外侧。
3.如权利要求2所述的设有转子冷却结构的永磁同步电机，其特征在于，所述定子(3)包括：
定子铁芯(31)，其设于所述壳套(11)的内壁上，其轴向方向设有线槽；
定子绕组(32)，其通过所述线槽设于所述定子铁芯(31)上，并且部分伸出所述定子铁芯(31)。
4.如权利要求3所述的设有转子冷却结构的永磁同步电机，其特征在于，所述挡风板(4)和所述端盖(12)的连接处与所述定子绕组(32)的伸出部分齐平。
5.如权利要求1所述的设有转子冷却结构的永磁同步电机，其特征在于，所述挡风板(4)呈L状的弧形。
6.如权利要求1所述的设有转子冷却结构的永磁同步电机，其特征在于，还包括两块压板(5)，其分别套设于所述外支撑壁(212)上，并位于所述磁芯(22)的两侧，所述外支撑壁(212)设有与所述轴向槽(221)连通的导通孔(51)。
7.如权利要求6所述的设有转子冷却结构的永磁同步电机，其特征在于，所述磁芯(22)和两块所述压板(5)的轴向宽度小于所述外支撑壁(212)的轴向宽度。
8.如权利要求1所述的设有转子冷却结构的永磁同步电机，其特征在于，所述磁芯(22)包括：
转子铁芯(222)，其套设在所述外支撑壁(212)上，所述转子铁芯(222)内设有多个轴向设置的安装槽；
多块永磁铁(223)，其设于所述安装槽内。
9.如权利要求1所述的设有转子冷却结构的永磁同步电机，其特征在于，所述内支撑壁(211)和外支撑壁(212)之间通过间隔设置的支撑臂(214)连接。
10.如权利要求1所述的设有转子冷却结构的永磁同步电机，其特征在于，所述壳套(11)上间隔设有多个冷却孔。
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