CN113315298A - 一种风冷水冷结合冷却的电机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电机定子领域，尤其涉及一种风冷水冷结合冷却的电机。该电机包括外机壳、内机壳、定子、电机轴和转子；内机壳内表面设置有多个风冷通道；内机壳外表面设置有水冷通道；转子设置有轴向贯穿的转子通风道，转子两端分别设置有与电机轴相连接的进风挡板和抽风挡板；进风挡板设置有轴向贯穿的进风孔，抽风挡板设置有轴向的第一出风孔和径向的第二出风孔；第二出风孔径向顶端到电机轴转动中心距离分别大于转子通风道和进风孔到电机轴转动中心距离。该电机通过设置风冷通道和水冷通道将风冷和水冷结合同时对定子冷却提升定子的冷却效果；内机壳与定子、外机壳与内机壳过盈配合后整体加工，提高定子、内机壳和外机壳之间的同心度。
Description
技术领域
本发明涉及电机定子领域，尤其涉及一种风冷水冷结合冷却的电机。
背景技术
电机的应用范围较广，特别是近年来，随着我国推动制造业转型升级，在各种智能制造领域中，以电机为动力并进行驱动控制的自动化设备的自动化程度越来越高。在这种趋势下，各行业的设备对电机的要求也越来越高，例如，效率高、功率密度大。但是电机在长时间的运转过程中会产生大量的热量，电机工作过程中产生热量的原因包括轴承摩擦、线圈电阻、铁芯磁阻等；当电机温度过高时，会导致电机运行出现故障，严重缩短电机的使用寿命。
中国发明专利申请（公开号CN206727792U，公开日：20171208）公开了一种水冷电机，包括基座、固定在所述基座上的外壳、前端盖和后端盖，所述外壳、所述前端盖和所述后端盖构成内腔，穿过所述前端盖和所述后端盖设有转轴，所述转轴上安装有转子，所述内腔中环绕所述转子设有定子，所述定子与所述外壳紧贴设置，所述转子和所述定子间设有间隙，其特征在于：所述前端盖上设有进气口，所述后端盖上设有出气口，还包括散热装置，所述散热装置包括水冷件，所述水冷件包括与所述外壳贴合设置的第一水冷部和与所述后端盖外侧表面接触的第二水冷部，由所述第二水冷部向外依次设有固定在所述转轴上的风扇以及风扇罩。
现有技术存在以下不足：只单独采用水冷或者风冷的其中一种方式对电机定子进行冷却，冷却效果较差；同时，先将定子、外机壳和内机壳先分别加工到最终形状和尺寸，而后分别将三者按照装配顺序同轴组装；而每次组装时会产生一定的误差，定子、外机壳和内机壳三个零件多次组装时会使累积误差较大从而降低三者之间的同心度。
发明内容
本发明的目的是：针对上述问题，提出通过设置风冷通道和水冷通道将风冷和水冷结合同时对定子冷却提升定子的冷却效果；内机壳与定子、外机壳与内机壳过盈配合后整体加工，提高定子、内机壳和外机壳之间的同心度的一种风冷水冷结合冷却的电机。
为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：
一种风冷水冷结合冷却的电机，该电机包括外机壳、内机壳、定子、电机轴和转子，电机轴与转子相连接并且电机轴两端被轴承支撑；内机壳外表面与外机壳内孔为过盈配合，定子外表面与内机壳内孔为过盈配合；内机壳内表面设置有多个风冷通道，风冷通道在轴向贯穿内机壳；内机壳外表面设置有水冷通道，水冷通道进水口和出水口分别穿过外机壳与外部相通；转子设置有轴向贯穿的转子通风道，转子两端分别设置有与电机轴相连接的进风挡板和抽风挡板；进风挡板设置有轴向贯穿的进风孔，抽风挡板设置有轴向的第一出风孔和径向的第二出风孔；转子通风道、进风孔和第一出风孔相连通，并且进风孔与电机内部空间相连通；第一出风孔通过第二出风孔与电机内部空间相连通，并且第二出风孔径向顶端到电机轴转动中心距离分别大于转子通风道和进风孔到电机轴转动中心距离。
作为优选，进风孔、转子通风道和第一出风孔直径相同，第二出风孔直径大于第一出风孔直径。
作为优选，水冷通道为螺旋形状分布在内机壳外表面。
作为优选，水冷通道进水口和出水口分别设置有管接头与外部连通。
作为优选，外机壳内表面设置有外机壳止口，外机壳止口凸起于外机壳内表面并且外机壳止口左端面与内机壳右端面相贴合。
作为优选，内机壳内表面设置有内机壳止口，内机壳止口凸起于内机壳内表面并且内机壳止口左端面与定子右端面相贴合。
作为优选，外机壳采用低碳钢材料。内机壳采用铝合金材料。
作为优选，外机壳与内机壳之间设置有O型密封圈。
作为优选，管接头与外机壳螺纹连接处设置有生胶带。
本发明采用上述技术方案的一种风冷水冷结合冷却的电机的优点是：
电机轴转动时，第二出风孔距离其转动中心较远，转动线速度较大，第二出风孔处的空气也以较快的流动速度流走而形成负压区；于是风从进风孔进入，并且依次经过转子通风道和第一出风孔进入到第二出风孔，从而使得经过转子通风道的风将转子热量带出至第二出风孔；而后第二出风孔处的热风进入径向外侧的风冷通道，水冷通道对风冷通道内的热风冷却后冷风流出风冷通道再次进入进风孔形成循环；即先通过风冷形式对定子产生的热量进行降温，而后水冷通道对热风进行水冷降温，使得风冷水冷结合对电机进行降温，提升了冷却效果。同时，此种方式中将水冷通道与风冷通道作为配合使用的部件，定子、内机壳和外机壳都为过盈配合整体加工，避免多零件装配降低电机定转子同心度的不良影响。
附图说明
图1为本发明的的结构示意图。
图2为风冷通道的结构示意图。
图3-5为内机壳的结构示意图。
图6、图7为抽风挡板的结构示意图。
图8、图9为进风挡板的结构示意图。
L-热风流动方向。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细的说明。
实施例1
如图1-9所示的一种风冷水冷结合冷却的电机，该电机包括外机壳1、内机壳2、定子3、电机轴和转子7，电机轴与转子7相连接并且电机轴两端被轴承支撑；内机壳2外表面与外机壳1内孔为过盈配合，定子3外表面与内机壳2内孔为过盈配合；内机壳2内表面设置有多个风冷通道5，风冷通道5在轴向贯穿内机壳2；内机壳2外表面设置有水冷通道4，水冷通道4进水口和出水口分别穿过外机壳1与外部相通；转子7设置有轴向贯穿的转子通风道71，转子7两端分别设置有与电机轴相连接的进风挡板8和抽风挡板9；进风挡板8设置有轴向贯穿的进风孔81，抽风挡板9设置有轴向的第一出风孔91和径向的第二出风孔92；转子通风道71、进风孔81和第一出风孔91相连通，并且进风孔81与电机内部空间相连通；第一出风孔91通过第二出风孔92与电机内部空间相连通，并且第二出风孔92径向顶端到电机轴转动中心距离分别大于转子通风道71和进风孔81到电机轴转动中心距离。电机轴转动时，第二出风孔92距离其转动中心较远，转动线速度较大，第二出风孔92处的空气也以较快的流动速度流走而形成负压区；于是风从进风孔81进入，并且依次经过转子通风道71和第一出风孔91进入到第二出风孔92，从而使得经过转子通风道71的风将转子热量带出至第二出风孔92；而后第二出风孔92处的热风进入径向外侧的风冷通道5，水冷通道4对风冷通道5内的热风冷却后冷风流出风冷通道5再次进入进风孔81形成循环；即先通过风冷形式对定子产生的热量进行降温，而后水冷通道4对热风进行水冷降温，使得风冷水冷结合对电机进行降温，提升了冷却效果。同时，此种方式中将水冷通道4与风冷通道5作为配合使用的部件，定子3、内机壳2和外机壳1都为过盈配合整体加工，避免多零件装配降低电机定转子同心度的不良影响。
进风孔81、转子通风道71和第一出风孔91直径相同，第二出风孔92直径大于第一出风孔91直径从而使得风从第一出风孔91进入第二出风孔92后空间变大，气体压强降低，进一步增加第二出风孔92对第一出风孔91中的风的吸力。
水冷通道4为螺旋形状分布在内机壳2外表面从而增加水冷通道4与内机壳2外表面的接触面积，提示水冷的冷却效果。
水冷通道4进水口和出水口分别设置有管接头6与外部连通以方便进水口和出水口分别与供水装置和排水装置连接。
外机壳1内表面设置有外机壳止口11，外机壳止口11凸起于外机壳1内表面并且外机壳止口11左端面与内机壳2右端面相贴合以对内机壳2轴向定位。内机壳2内表面设置有内机壳止口21，内机壳止口21凸起于内机壳2内表面并且内机壳止口21左端面与定子3右端面相贴合以对定子3轴向定位。
外机壳1采用低碳钢材料。内机壳2采用铝合金材料。
外机壳1与内机壳2之间设置有O型密封圈以保证两者之间的密封性防止冷却液在配合处泄漏。管接头6与外机壳1螺纹连接处设置有生胶带以保证接头位置的密封性防止冷却液在接头处泄漏。
Claims (10)
1.一种风冷水冷结合冷却的电机，该电机包括外机壳（1）、内机壳（2）、定子（3）、电机轴和转子（7），电机轴与转子（7）相连接并且电机轴两端被轴承支撑；其特征在于，内机壳（2）外表面与外机壳（1）内孔为过盈配合，定子（3）外表面与内机壳（2）内孔为过盈配合；内机壳（2）内表面设置有多个风冷通道（5），风冷通道（5）在轴向贯穿内机壳（2）；内机壳（2）外表面设置有水冷通道（4），水冷通道（4）进水口和出水口分别穿过外机壳（1）与外部相通；转子（7）设置有轴向贯穿的转子通风道（71），转子（7）两端分别设置有与电机轴相连接的进风挡板（8）和抽风挡板（9）；进风挡板（8）设置有轴向贯穿的进风孔（81），抽风挡板（9）设置有轴向的第一出风孔（91）和径向的第二出风孔（92）；转子通风道（71）、进风孔（81）和第一出风孔（91）相连通，并且进风孔（81）与电机内部空间相连通；第一出风孔（91）通过第二出风孔（92）与电机内部空间相连通，并且第二出风孔（92）径向顶端到电机轴转动中心距离分别大于转子通风道（71）和进风孔（81）到电机轴转动中心距离。
2.根据权利要求1所述一种风冷水冷结合冷却的电机，其特征在于，进风孔（81）、转子通风道（71）和第一出风孔（91）直径相同，第二出风孔（92）直径大于第一出风孔（91）直径。
3.根据权利要求1所述一种风冷水冷结合冷却的电机，其特征在于，水冷通道（4）为螺旋形状分布在内机壳（2）外表面。
4.根据权利要求1所述一种风冷水冷结合冷却的电机，其特征在于，水冷通道（4）进水口和出水口分别设置有管接头（6）与外部连通。
5.根据权利要求1所述一种风冷水冷结合冷却的电机，其特征在于，外机壳（1）内表面设置有外机壳止口（11），外机壳止口（11）凸起于外机壳（1）内表面并且外机壳止口（11）左端面与内机壳（2）右端面相贴合。
6.根据权利要求1所述一种风冷水冷结合冷却的电机，其特征在于，内机壳（2）内表面设置有内机壳止口（21），内机壳止口（21）凸起于内机壳（2）内表面并且内机壳止口（21）左端面与定子（3）右端面相贴合。
7.根据权利要求1所述一种风冷水冷结合冷却的电机，其特征在于，外机壳（1）采用低碳钢材料。
8.根据权利要求1所述一种风冷水冷结合冷却的电机，其特征在于，内机壳（2）采用铝合金材料。
9.根据权利要求1所述一种风冷水冷结合冷却的电机，其特征在于，外机壳（1）与内机壳（2）之间设置有O型密封圈。
10.根据权利要求1所述一种风冷水冷结合冷却的电机，其特征在于，管接头（6）与外机壳（1）螺纹连接处设置有生胶带。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN113586392A (zh) * | 2021-09-10 | 2021-11-02 | 北京中科科仪股份有限公司 | 一种真空泵 |
| CN114567103A (zh) * | 2022-03-25 | 2022-05-31 | 浙江浙水工贸有限公司 | 一种屏蔽永磁同步电机直连水车式增氧系统 |
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