CN113489219A - 电机冷却结构、电机、压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电机冷却结构、电机、压缩机，其中的电机冷却结构，包括机壳、冷却套筒、定子组件，所述冷却套筒内具有冷却流体流动空间，所述机壳可拆卸地套装于所述冷却套筒的径向外侧，且所述冷却套筒可拆卸地套装于所述定子组件的径向外侧。根据本发明，所述冷却套筒与所述机壳以及定子组件可分离，一方面可以单独加工流道更加复杂的冷却套筒，另一方面则能够在保持所述机壳不变的情况下，根据不同型号电机的定子组件的发热量及尺寸设计不同的冷却结构，有利于节能和降低成本。

Description

电机冷却结构、电机、压缩机

技术领域

本发明属于电机制造技术领域，具体涉及一种电机冷却结构、电机、压缩机。

背景技术

高速永磁同步电机具有效率高、转速高、结构简单、故障率低等优点，在高速工业领域应用广泛。但高速永磁同步电机功率密度高、单位体积损耗大、加之结构紧凑，散热困难。电机定子是高速永磁同步电机主要的发热部件，电机定子的发热会导致电机内部的温升升高。因此，设计合理的冷却结构是保证高速永磁同步电机在额定负载稳定运行的关键。

现有技术中，高速永磁同步电机采用液冷散热的方式，液冷结构常用方法是将冷却水道设置在机壳夹层内，或者将机壳外壁加工成螺旋流道，再将水套安装在螺旋流道外，形成封闭的水路结构。液冷流道的截面主要有梯形、圆形和矩形，为提高散热能力，一般通过增大流道的横截面积或者增加流道的数量，但机壳的长度和厚度不宜过长和过厚，不利于电机小型化的设计，受机壳大小的限制，增加的面积和数量有限，提高的散热能力也有限。而且，一般情况下为节省开模成本以适应通用化，同一个机壳会对应不同的电机型号，但不同电机的发热量不同，所需的散热能力不同，若液冷流道直接加工在机壳内或外壁上，则需要加工较多的不同型号的机壳，或者为产品的通用化，较大散热能力的机壳对应较小发热量的电机，会造成不同程度的浪费，不利于节能。

发明内容

因此，本发明提供一种电机冷却结构、电机、压缩机，能够克服相关技术中同一机壳内具有冷却结构不能匹配不同电机型号的发热量差异导致机壳散热能力不够或者过剩的不足。

为了解决上述问题，本发明提供一种电机冷却结构，包括机壳、冷却套筒、定子组件，所述冷却套筒内具有冷却流体流动空间，所述机壳可拆卸地套装于所述冷却套筒的径向外侧，且所述冷却套筒可拆卸地套装于所述定子组件的径向外侧。

优选地，所述冷却套筒与所述机壳之间过盈配合；和/或，所述冷却套筒与所述定子组件之间过盈配合。

优选地，所述冷却套筒包括外筒体、内筒体，所述外筒体套装于所述内筒体的径向外侧，所述外筒体与所述内筒体之间形成所述冷却流体流动空间。

优选地，所述冷却流体流动空间内具有多个凸块，所述凸块构造于所述外筒体、内筒体中的一个具有的侧面上并朝向所述外筒体、内筒体中的另一个具有的侧面延伸，任意相邻的两个所述凸块之间形成冷却流道。

优选地，所述凸块构造于所述内筒体的外圆周壁上，所述内筒体的外圆周壁上还具有第一凸环、第二凸环，所述第一凸环、第二凸环分别处于所述内筒体的轴向两端，多个所述凸块处于所述第一凸环与所述第二凸环之间。

优选地，所述定子组件包括定子铁芯以及绕设其上的定子绕组，所述定子绕组具有第一端，所述第一端为所述定子绕组的线圈引出端，所述第一凸环与所述第一端对应设置，所述第一凸环内具有环形凹槽，所述环形凹槽的开口朝向所述机壳的一侧，所述环形凹槽的槽底壁上设有多个通风孔。

优选地，所述定子绕组还具有第二端，所述第二端为所述定子绕组的非线圈引出端，所述第二凸环与所述第二端对应设置，所述第二凸环上具有沿所述内筒体的轴向延伸的流体入口及流体出口，所述流体入口和/或流体出口内装设有管路组件。

优选地，所述管路组件包括转接头、管、锁紧组件，其中所述转接头的第一端与所述流体入口或者流体出口螺纹连接，所述转接头的第二端与所述管在所述锁紧组件的作用下实现密封连接；或者，当所述冷却套筒的轴线处于水平方向时，所述流体入口处于所述流体出口的下方位置。

优选地，所述锁紧组件包括锁紧螺母以及处于所述锁紧螺母的中孔内的压环，所述压环的轴向位移能够被所述锁紧螺母限定，所述转接头的第二端为锥面，当所述转接头与所述管组装连接时，所述管朝向所述转接头的一端管口能够被所述锥面以及所述压环夹持。

优选地，所述外筒体过盈套装于所述第一凸环及所述第二凸环的径向外侧；或者，所述外筒体焊接套装于所述第一凸环及所述第二凸环的径向外侧。

本发明还提供一种电机，包括上述的电机冷却结构。

本发明还提供一种压缩机，包括上述的电机。

本发明提供的一种电机冷却结构、电机、压缩机，所述冷却套筒的径向内外分别与所述机壳及定子组件可拆卸地连接，也即所述冷却套筒与所述机壳以及定子组件可分离，一方面可以单独加工流道更加复杂的冷却套筒，另一方面则能够在保持所述机壳不变的情况下，根据不同型号电机的定子组件的发热量及尺寸设计不同的冷却结构，有利于节能和降低成本。

附图说明

图1为本发明实施例的电机冷却结构的剖面示意图；

图2为图1的分解结构示意图；

图3为图1中定子组件与冷却套筒的组装结构示意图；

图4为图2中的内筒体的一种具体结构示意图；

图5为图1中的管路组件拆解结构示意图。

附图标记表示为：

1、机壳；11、通孔；2、冷却套筒；21、外筒体；22、内筒体；23、凸块；231、冷却流道；24、第一凸环；241、环形凹槽；242、通风孔；25、第二凸环；3、定子组件；31、定子铁芯；32、定子绕组；4、管路组件；41、转接头；42、管；43、锁紧螺母；44、压环。

具体实施方式

结合参见图1至图5所示，根据本发明的实施例，提供一种电机冷却结构，包括机壳1、冷却套筒2、定子组件3，所述冷却套筒2内具有冷却流体流动空间，在一些实施方式中，所述冷却流体流动空间中例如可以充盈冷却液或者制冷剂，所述机壳1可拆卸地套装于所述冷却套筒2的径向外侧，且所述冷却套筒2可拆卸地套装于所述定子组件3的径向外侧。该技术方案中，所述冷却套筒2的径向内外分别与所述机壳1及定子组件3可拆卸地连接，也即所述冷却套筒2与所述机壳1以及定子组件3可分离，一方面可以单独加工流道更加复杂的冷却套筒2，另一方面则能够在保持所述机壳1不变的情况下，根据不同型号电机的定子组件3的发热量及尺寸设计不同的冷却结构，有利于节能和降低成本。

在一些实施方式中，所述冷却套筒2与所述机壳1之间过盈配合；和/或，所述冷却套筒2与所述定子组件3之间过盈配合，使套装的两者的连接更加可靠、紧密，这也能够提升相邻两者的热传导。

在一个具体的实施方式中，所述冷却套筒2包括外筒体21、内筒体22，所述外筒体21套装于所述内筒体22的径向外侧，所述外筒体21与所述内筒体22之间形成所述冷却流体流动空间，该技术方案中，可以分别针对所述外筒体21、内筒体22设计、加工，从而能够形成更为合理的冷却流道231。优选地，所述冷却流体流动空间内具有多个凸块23，所述凸块23构造于所述外筒体21、内筒体22中的一个具有的侧面上并朝向所述外筒体21、内筒体22中的另一个具有的侧面延伸，任意相邻的两个所述凸块23之间形成冷却流道231，所述凸块23的横截面为三角形、菱形、长方形、六边形、圆形或者弧形中的至少一种。该技术方案中，通过在所述冷却流体流动空间内设置所述凸块23，与现有技术中常用的螺旋式流道相比，能够增大冷却介质的湍流程度，提高冷却介质的换热效率，进而能够有效带走所述定子组件3产生的热量。

进一步地，所述凸块23构造于所述内筒体22的外圆周壁上，所述内筒体22的外圆周壁上还具有第一凸环24、第二凸环25，所述第一凸环24、第二凸环25分别处于所述内筒体22的轴向两端，多个所述凸块23处于所述第一凸环24与所述第二凸环25之间，如此，一方面可以通过所述第一凸环24与所述第二凸环25形成对所述冷却套筒2的轴向两端的密封，另一方面，还可以通过在所述第一凸环24、第二凸环25上设置相应的孔口，使冷却介质的引入路径更为合理。

具体的，所述定子组件3包括定子铁芯31以及绕设其上的定子绕组32，所述定子绕组32具有第一端，所述第一端为所述定子绕组32的线圈引出端，所述第一凸环24与所述第一端对应设置，所述第一凸环24内具有环形凹槽241，所述环形凹槽241的开口朝向所述机壳1的一侧，所述环形凹槽241的槽底壁上设有多个通风孔242，此时，通过向所述环形凹槽241内通入冷却气体，从而能够针对所述第一端进行风冷散热，使得冷却气体均匀的分布在所述第一端周围。此时，所述冷却流体流动空间内可以通入冷却液，如此该技术方案中的所述冷却套筒2集成了液冷与风冷的功能，可有效降低定子铁芯31以及定子绕组32的温升。

具体的，冷却液经进液口引入所述冷却流体流动空间并经过多个所述凸块23排列形成的冷却流道231，不断分流、合流，增加了冷却液的湍流程度，增强冷却液的对流换热能力，促进冷却液与壁面的扰动，使冷却液均匀地流通在冷却结构内部，带有冷却液的冷却结构与定子铁芯31紧密贴合，让冷却液充分与定子铁芯31换热，最后冷却液从出液口流出。同时，冷却空气从对应的进风口进入到环形凹槽241再通过若干个通风孔242对定子出线端(也即第一端)周围均匀送风，进一步冷却定子绕组32。当需要更换电机定子的时候，保持机壳1不换，取下冷却套筒2，换上合适冷量和尺寸的冷却套筒2，对电机定子组件3进行固定和散热。

所述定子绕组32还具有第二端，所述第二端为所述定子绕组32的非线圈引出端，所述第二凸环25与所述第二端对应设置，所述第二凸环25上具有沿所述内筒体22的轴向延伸的流体入口(图中未标引)及流体出口(图中未标引)，所述流体入口和/或流体出口内装设有管路组件4，当所述冷却套筒2的轴线处于水平方向时，所述流体入口处于所述流体出口的下方位置，从而使冷却液能够由下方流入由上方流出，进一步提高冷却结构的冷却效率。所述管路组件4包括转接头41、管42(通常可以为铜管)、锁紧组件，其中所述转接头41的第一端与所述流体入口或者流体出口螺纹连接，所述转接头41的第二端与所述管42在所述锁紧组件的作用下实现密封连接。具体的，所述锁紧组件包括锁紧螺母43以及处于所述锁紧螺母43的中孔内的压环44，所述压环44的轴向位移能够被所述锁紧螺母43限定，所述转接头41的第二端为锥面，当所述转接头41与所述管42组装连接时，所述管42朝向所述转接头41的一端管口(所述一端管口在与所述转接头41连接之前通过扩口设备扩成锥口结构，当然扩口过程应在所述一端管口穿行到所述压环44朝向所述转接头41的一侧之后进行)能够被所述锥面以及所述压环44夹持，所述锥面能够对所述管42的管口形成锥面密封，有效保证连接的密封性，值得说明的是，该技术方案中的管42与所述转接头41通过所述锁紧组件连接，能够保证连接的密封的同时还能够在旋拧所述锁紧螺母43的过程中控制管42的方向，便于组装过程。

当所述内筒体22具有所述第一凸环24以及第二凸环25时，所述外筒体21过盈套装于所述第一凸环24及所述第二凸环25的径向外侧；或者，所述外筒体21焊接套装于所述第一凸环24及所述第二凸环25的径向外侧，进一步地，所述外筒体21采用真空钎焊的方式套装于所述第一凸环24及所述第二凸环25的径向外侧，具有更优的密封性。

可以理解的，为了能够优化所述冷却流道231以及环形凹槽241中的冷却介质的引入，优选地，所述机壳1上构造有多个通孔11，多个通孔11分别处于不同的预设位置，以能够与不同型号的冷却套筒2的冷却介质的引入管路相适配，而多余的通孔11则可以通过销钉进行封堵。

根据本发明的实施例，还提供一种电机，包括上述的电机冷却结构。

根据本发明的实施例，还提供一种压缩机，包括上述的电机。

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 (12)

1.一种电机冷却结构，其特征在于，包括机壳(1)、冷却套筒(2)、定子组件(3)，所述冷却套筒(2)内具有冷却流体流动空间，所述机壳(1)可拆卸地套装于所述冷却套筒(2)的径向外侧，且所述冷却套筒(2)可拆卸地套装于所述定子组件(3)的径向外侧。

2.根据权利要求1所述的电机冷却结构，其特征在于，所述冷却套筒(2)与所述机壳(1)之间过盈配合；和/或，所述冷却套筒(2)与所述定子组件(3)之间过盈配合。

3.根据权利要求1所述的电机冷却结构，其特征在于，所述冷却套筒(2)包括外筒体(21)、内筒体(22)，所述外筒体(21)套装于所述内筒体(22)的径向外侧，所述外筒体(21)与所述内筒体(22)之间形成所述冷却流体流动空间。

4.根据权利要求3所述的电机冷却结构，其特征在于，所述冷却流体流动空间内具有多个凸块(23)，所述凸块(23)构造于所述外筒体(21)、内筒体(22)中的一个具有的侧面上并朝向所述外筒体(21)、内筒体(22)中的另一个具有的侧面延伸，任意相邻的两个所述凸块(23)之间形成冷却流道(231)。

5.根据权利要求4所述的电机冷却结构，其特征在于，所述凸块(23)构造于所述内筒体(22)的外圆周壁上，所述内筒体(22)的外圆周壁上还具有第一凸环(24)、第二凸环(25)，所述第一凸环(24)、第二凸环(25)分别处于所述内筒体(22)的轴向两端，多个所述凸块(23)处于所述第一凸环(24)与所述第二凸环(25)之间。

6.根据权利要求5所述的电机冷却结构，其特征在于，所述定子组件(3)包括定子铁芯(31)以及绕设其上的定子绕组(32)，所述定子绕组(32)具有第一端，所述第一端为所述定子绕组(32)的线圈引出端，所述第一凸环(24)与所述第一端对应设置，所述第一凸环(24)内具有环形凹槽(241)，所述环形凹槽(241)的开口朝向所述机壳(1)的一侧，所述环形凹槽(241)的槽底壁上设有多个通风孔(242)。

7.根据权利要求6所述的电机冷却结构，其特征在于，所述定子绕组(32)还具有第二端，所述第二端为所述定子绕组(32)的非线圈引出端，所述第二凸环(25)与所述第二端对应设置，所述第二凸环(25)上具有沿所述内筒体(22)的轴向延伸的流体入口及流体出口，所述流体入口和/或流体出口内装设有管路组件(4)。

8.根据权利要求7所述的电机冷却结构，其特征在于，所述管路组件(4)包括转接头(41)、管(42)、锁紧组件，其中所述转接头(41)的第一端与所述流体入口或者流体出口螺纹连接，所述转接头(41)的第二端与所述管(42)在所述锁紧组件的作用下实现密封连接；或者，当所述冷却套筒(2)的轴线处于水平方向时，所述流体入口处于所述流体出口的下方位置。

9.根据权利要求8所述的电机冷却结构，其特征在于，所述锁紧组件包括锁紧螺母(43)以及处于所述锁紧螺母(43)的中孔内的压环(44)，所述压环(44)的轴向位移能够被所述锁紧螺母(43)限定，所述转接头(41)的第二端为锥面，当所述转接头(41)与所述管(42)组装连接时，所述管(42)朝向所述转接头(41)的一端管口能够被所述锥面以及所述压环(44)夹持。

10.根据权利要求5所述的电机冷却结构，其特征在于，所述外筒体(21)过盈套装于所述第一凸环(24)及所述第二凸环(25)的径向外侧；或者，所述外筒体(21)焊接套装于所述第一凸环(24)及所述第二凸环(25)的径向外侧。

11.一种电机，其特征在于，包括权利要求1至10中任一项所述的电机冷却结构。

12.一种压缩机，其特征在于，包括权利要求11所述的电机。

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