CN112531935A - 一种电机定子插管冷却装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电机散热的技术领域，尤其涉及一种电机定子插管冷却装置及其使用方法；定子主体绕组，由若干环体组合而成；铁芯机构，与所述定子主体绕组相互配合连接，为圆环结构；散热机构，设置在所述铁芯机构上，对所述定子主体绕组进行散热冷却；所述散热机构包括顶部散热结构、侧散热结构和底部散热结构；所述顶部散热结构和所述底部散热结构内部设置有上存水腔和下存水腔，储存冷却液；所述侧散热结构为管体，将所述上存水腔和所述下存水腔连通。本发明的目的就是针对现有技术中存在的缺陷提供一种电机定子插管冷却装置及其使用方法，本发明的目的就是针对现有技术中存在的缺陷提供一种电机定子插管冷却装置及其使用方法，提升散热效果。

Description

一种电机定子插管冷却装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及电机散热的技术领域，尤其涉及一种电机定子插管冷却装置及其使用方法。

背景技术

电机的热量来自于电机的定子和转子，其中定子绕组的铜损和定子铁芯的铁损产生的热量占整机热量的较大部分。为了提升电机的性能，使电机在更小的体积重量下，达到更优的参数指标，设计人员往往会采用增加电机的槽满率，提升电流密度等方法，这些方法都会导致电机温升过高，甚至超过部分材料的允许上限，而影响电机的性能与寿命等。

为了给电机的定子散热，目前常见的方式是采用水冷机壳，即在电机机壳内部布设水道，通过冷却水的循环带走电机内部产生的热量。水冷机壳的方法会导致电机机壳厚度增加，加大电机的整体尺寸。

鉴于上述问题，本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期设计电机定子插管冷却装置及其使用方法，管体直接布置在定子的铁芯机构上，与传统的水冷机壳相比较，缩短了散热行程，提升了散热效果。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术中存在的缺陷提供一种电机定子插管冷却装置及其使用方法，管体直接布置在定子的铁芯机构上，与传统的水冷机壳相比较，缩短了散热行程，提升了散热效果。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种电机定子插管冷却装置及其使用方法

包括：

定子主体绕组，由若干环体组合而成；

铁芯机构，与所述定子主体绕组相互配合连接，为圆环结构；

散热机构，设置在所述铁芯机构上，对所述定子主体绕组进行散热冷却；

其中，所述散热机构包括顶部散热结构、侧散热结构和底部散热结构；所述顶部散热结构、所述侧散热结构和所述底部散热结构分别包围在所述铁芯机构的顶部、外侧和底部，进行散热；所述顶部散热结构和所述底部散热结构内部设置有上存水腔和下存水腔，储存冷却液；所述侧散热结构为管体，将所述上存水腔和所述下存水腔连通。

进一步地，所述顶部散热结构包括上盖和上水槽；所述上盖盖接在所述上水槽上，形成所述上存水腔。

进一步地，所述底部散热结构包括下水槽和下盖；所述下盖盖接在所述下水槽上，形成所述下存水腔。

进一步地，所述上水槽和所述下水槽上均设置有若干管口；所述管口与所述管体相配合。

进一步地，还包括组隔段；所述组隔段将若干所述管口分组隔开。

进一步地，所述铁芯机构上开有环槽；所述环槽分为容纳槽和接口两部分；所述定子主体绕组的环体的两边分别从相临两所述环槽的接口进入，设置在所述容纳槽内。

进一步地，所述铁芯机构边缘设置有若干半圆形槽；所述半圆形槽直径与所述管体外径尺寸一致，保证所述管体在铁芯上的安装牢固。

进一步地，所述散热机构上开有进出水口；所述进出水口与所述上存水腔或所述下存水腔连通。

进一步地，步骤一，先将所述定子主体绕组通过所述环槽装配到所述铁芯机构上；

步骤二，再将所述管体贴合所述半圆形槽设置在所述铁芯机构外侧，在所述管体的顶部和底部分别连接有所述上水槽和所述下水槽，并分别盖接所述上盖和所述下盖；

步骤三，将装配完成后的散热机构周围用外壳进行固定锁紧；

步骤四，打开所述进出水口，向所述上存水腔或所述下存水腔内倒入冷却液，冷却液经所述管体进行Z型循环，进行散热。

进一步地，所述步骤二中所述管体端部用胀管器处理后，与所述管口过盈连接，保证冷却水道的密封性。

通过本发明的技术方案，可实现以下技术效果：

为了在不增加电机尺寸的前提下对电机进行散热，在电机定子的铁芯机构外圆位置，沿圆周方向，均匀布置一定数量管体，管体长度比定子的铁芯机构叠厚稍长，管体内部中空，可以通过冷却水。管体两端插入环形的上水槽和下水槽，构成一个完整的冷却水道。电机在工作时，定子的铁芯机构以及绕组产生的热量可以直接通过铁芯机构上的管体，由循环的冷却水带走，完成对电机的散热。同时，管体以及上、下水槽与外壳也接触散热，加强电机冷却系统的整体散热效果。

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中记载的一些实施例，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为本发明实施例中电机定子插管冷却装置的结构爆炸图；

图2为本发明实施例中电机定子插管冷却装置的铁芯机构的结构示意图；

图3为本发明实施例中电机定子插管冷却装置的结构装配示意图；

图4为本发明实施例中电机定子插管冷却装置的散热机构的结构示意图；

图5为本发明实施例中电机定子插管冷却装置的下水槽的结构示意图；

图6为本发明实施例中电机定子插管冷却装置的整体结构示意图；

附图标记：进出水口1、上盖2、上水槽3、铁芯机构4、定子主体绕组5、管体6、下水槽7、下盖8、外壳9、环槽41、半圆形槽42、管口71和组隔段72。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。

一种电机定子插管冷却装置及其使用方法，如图1~6所示，

包括：

定子主体绕组5，由若干环体组合而成；

铁芯机构4，与所述定子主体绕组5相互配合连接，为圆环结构；

散热机构，设置在所述铁芯机构4上，对所述定子主体绕组5进行散热冷却；

其中，所述散热机构包括顶部散热结构、侧散热结构和底部散热结构；所述顶部散热结构、所述侧散热结构和所述底部散热结构分别包围在所述铁芯机构4的顶部、外侧和底部，进行散热；所述顶部散热结构和所述底部散热结构内部设置有上存水腔和下存水腔，储存冷却液；所述侧散热结构为管体6，将所述上存水腔和所述下存水腔连通。

具体的，定子主体绕组5由若干环形铜线嵌入铁芯机构4的槽内，绕组两头端部高出铁芯机构4；一般情况下铁芯机构4为圆环结构，在铁芯机构4外圆位置，沿圆周方向，均匀布置一定数量管体6，管体6长度比铁芯机构4叠厚稍长，管体6内部中空，可以通过冷却水。管体6两端插入环形的顶部散热结构和底部散热结构，构成一个完整的冷却水道。电机在工作时，铁芯机构4以及绕组产生的热量可以直接通过铁芯机构4上的管体6，由循环的冷却水带走，完成对电机的散热。其中管体6优选为铜管结构。

作为上述实施例的优选，如图1~6所示，所述顶部散热结构包括上盖2和上水槽3；所述上盖2盖接在所述上水槽3上，形成所述上存水腔。

作为上述实施例的优选，如图1~6所示，所述底部散热结构包括下水槽7和下盖8；所述下盖8盖接在所述下水槽7上，形成所述下存水腔。

具体的，环形上水槽3和下水槽7表面与铁芯机构4端面贴合，热量从定子的铁芯机构4和绕组传递到冷却水道以及机壳上，再由冷却水和机壳进行散热，冷却系统和发热体接触面积大于传统的水冷机壳，提高散热效率。

作为上述实施例的优选，如图1~6所示，所述上水槽3和所述下水槽7上均设置有若干管口71；所述管口71与所述管体6相配合。

作为上述实施例的优选，如图1~6所示，还包括组隔段72；所述组隔段72将若干所述管口71分组隔开。

具体的，采用组隔段72对上水槽3和下水槽7上的管口71进行分组隔开，使得若干管体6分为多组进行工作。

作为上述实施例的优选，如图1~6所示，所述铁芯机构4上开有环槽41；所述环槽41分为容纳槽和接口两部分；所述定子主体绕组5的环体的两边分别从相临两所述环槽41的接口进入，设置在所述容纳槽内。

作为上述实施例的优选，如图1~6所示，所述铁芯机构4边缘设置有若干半圆形槽42；所述半圆形槽42直径与所述管体6外径尺寸一致，保证所述管体6在铁芯上的安装牢固。

作为上述实施例的优选，如图1~6所示，所述散热机构上开有进出水口1；所述进出水口1与所述上存水腔或所述下存水腔连通。

具体的，冷却水从进出水口1进入上水槽3和下水槽7，由管口71进入管体6，可以每八根管体6形成一组水路，在铁芯机构4轴向上Z字型循环，围绕铁芯机构4一周后从进出水口1流出。

作为上述实施例的优选，如图1~6所示，步骤一，先将所述定子主体绕组5通过所述环槽41装配到所述铁芯机构4上；

步骤二，再将所述管体6贴合所述半圆形槽42设置在所述铁芯机构4外侧，在所述管体6的顶部和底部分别连接有所述上水槽3和所述下水槽7，并分别盖接所述上盖2和所述下盖8；

步骤三，将装配完成后的散热机构周围用外壳9进行固定锁紧；

步骤四，打开所述进出水口1，向所述上存水腔或所述下存水腔内倒入冷却液，冷却液经所述管体6进行Z型循环，进行散热。

具体的，采用管体6贴合半圆形槽42设置在铁芯机构4外侧，在管体6的顶部和底部分别连接有上水槽3和下水槽7，并分别盖接上盖2和下盖8这种安装方法，能够使得结构紧凑。

作为上述实施例的优选，如图1~6所示，所述步骤二中所述管体6端部用胀管器处理后，与所述管口71过盈连接，保证冷却水道的密封性。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种电机定子插管冷却装置，其特征在于，包括：

定子主体绕组（5），由若干环体组合而成；

铁芯机构（4），与所述定子主体绕组（5）相互配合连接，为圆环结构；

散热机构，设置在所述铁芯机构（4）上，对所述定子主体绕组（5）进行散热冷却；

其中，所述散热机构包括顶部散热结构、侧散热结构和底部散热结构；所述顶部散热结构、所述侧散热结构和所述底部散热结构分别包围在所述铁芯机构（4）的顶部、外侧和底部，进行散热；所述顶部散热结构和所述底部散热结构内部设置有上存水腔和下存水腔，储存冷却液；所述侧散热结构为管体（6），将所述上存水腔和所述下存水腔连通。

2.根据权利要求1所述的电机定子插管冷却装置，其特征在于，所述顶部散热结构包括上盖（2）和上水槽（3）；所述上盖（2）盖接在所述上水槽（3）上，形成所述上存水腔。

3.根据权利要求2所述的电机定子插管冷却装置，其特征在于，所述底部散热结构包括下水槽（7）和下盖（8）；所述下盖（8）盖接在所述下水槽（7）上，形成所述下存水腔。

4.根据权利要求3所述的电机定子插管冷却装置，其特征在于，所述上水槽（3）和所述下水槽（7）上均设置有若干管口（71）；所述管口（71）与所述管体（6）相配合。

5.根据权利要求4所述的电机定子插管冷却装置，其特征在于，所述上水槽（3）和所述下水槽（7）上设置有组隔段（72）；所述组隔段（72）将若干所述管口（71）分组隔开。

6.根据权利要求5所述的电机定子插管冷却装置，其特征在于，所述铁芯机构（4）上开有环槽（41）；所述环槽（41）分为容纳槽和接口两部分；所述定子主体绕组（5）的环体的两边分别从相临两所述环槽（41）的接口进入，设置在所述容纳槽内。

7.根据权利要求6所述的电机定子插管冷却装置，其特征在于，所述铁芯机构（4）边缘设置有若干半圆形槽（42）；所述半圆形槽（42）直径与所述管体（6）外径尺寸一致，保证所述管体（6）在铁芯上的安装牢固。

8.根据权利要求7所述的电机定子插管冷却装置，其特征在于，所述散热机构上开有进出水口（1）；所述进出水口（1）与所述上存水腔或所述下存水腔连通。

9.根据权利要求8所述的电机定子插管冷却装置的使用方法，其特征在于，包括：

步骤一，先将所述定子主体绕组（5）通过所述环槽（41）装配到所述铁芯机构（4）上；

步骤二，再将所述管体（6）贴合所述半圆形槽（42）设置在所述铁芯机构（4）外侧，在所述管体（6）的顶部和底部分别连接有所述上水槽（3）和所述下水槽（7），并分别盖接所述上盖（2）和所述下盖（8）；

步骤三，将装配完成后的散热机构周围用外壳（9）进行固定锁紧；

步骤四，打开所述进出水口（1），向所述上存水腔或所述下存水腔内倒入冷却液，冷却液经所述管体（6）进行Z型循环，进行散热。

10.根据权利要求9所述的电机定子插管冷却装置的使用方法，其特征在于，所述步骤二中所述管体（6）端部用胀管器处理后，与所述管口（71）过盈连接，保证冷却水道的密封性。

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