CN114142660B - 电机 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电机，包括：具有冷却流体进口、冷却流体出口和外壳容腔的外壳，冷却流体进口与外壳容腔流体连通；设置在外壳容腔内的定子，定子具有定子本体和由定子本体限定的定子容腔，定子本体上设有贯穿定子本体并环绕定子容腔延伸的径向定子冷却通道，径向定子冷却通道将定子容腔与定子的外侧连通；以及设置在定子容腔内的转子，转子中设有径向转子冷却通道以及数个轴向转子冷却通道，数个轴向转子冷却通道从转子的一端延伸至另一端，径向转子冷却通道环绕转子的转子轴延伸，并与数个轴向转子冷却通道连通，并且径向转子冷却通道经由径向定子冷却通道与冷却流体出口流体连通；径向转子冷却通道内设有数个环绕转子轴设置的叶片。

Description

电机

技术领域

本申请涉及电机，更具体地涉及电机的散热结构。

背景技术

电机的温度过高不仅会影响电机的效率，还会影响电机的使用寿命，因此，通常需要对电机进行冷却，以将其温度控制在合适的范围内。在制冷系统的压缩机中使用的电机可以用制冷系统的冷却流体进行冷却，冷却流体被直接输入电机壳体内，与电机的内部构件进行热交换，以达到冷却目的。

发明内容

本申请提供一种具有新型散热结构的电机。电机包括：外壳、定子和转子。外壳具有冷却流体进口、冷却流体出口和外壳容腔，冷却流体进口与外壳容腔流体连通。定子设置在外壳容腔内，定子具有定子本体和由定子本体限定的定子容腔，定子本体上设有贯穿定子本体并环绕定子容腔延伸的第一方向定子冷却通道，第一方向定子冷却通道被配置为将定子容腔与定子的外侧连通。转子设置在定子容腔内，转子具有转子轴以及大致垂直于转子轴的第一端面和第二端面，转子中设有第一方向转子冷却通道以及数个第二方向转子冷却通道，数个第二方向转子冷却通道从第一端面延伸至第二端面，第一方向转子冷却通道环绕转子轴延伸，并与数个第二方向转子冷却通道连通，并且第一方向转子冷却通道经由第一方向定子冷却通道与冷却流体出口流体连通。其中，第一方向转子冷却通道内设有数个叶片，数个叶片环绕转子轴设置，数个叶片被配置为能够使冷却流体从转子的第一端面和第二端面进入数个第二方向转子冷却通道，并从第一方向转子冷却通道流至外壳的冷却流体出口。

根据本申请的电机，数个叶片至少部分地设置在数个第二方向转子冷却通道的外侧。

根据本申请的电机，数个叶片具有翼型结构。

根据本申请的电机，第一方向转子冷却通道设置在第一端面和第二端面之间的中心位置处，以将数个第二方向转子冷却通道中的每一个分为相对于第一方向转子冷却通道对称的第一侧第二方向转子冷却通道和第二侧第二方向转子冷却通道。

根据本申请的电机，转子还包括数个第一方向转子冷却子通道，数个第一方向转子冷却子通道布置在第一方向转子冷却通道的两侧，并且与数个第二方向转子冷却通道流体连通。

根据本申请的电机，定子与转子之间存在间隙，第一方向转子冷却通道和数个第一方向转子冷却子通道与间隙流体连通，并且间隙形成冷却通道。

根据本申请的电机，外壳的内壁上设有第一环槽和第二环槽，第一环槽和第二环槽被配置为沿外壳的周向延伸，并且第一环槽和第二环槽彼此间隔开，第一环槽和第二环槽与冷却流体进口流体连通，其中第一环槽和第二环槽的开口抵接定子的外侧。定子在外侧具有沿着第二方向延伸的数个第一定子槽道和数个第二定子槽道，数个第一定子槽道和数个第二定子槽道位于第一方向定子冷却通道的两侧，其中，第一环槽和第二环槽分别经由数个第一定子槽道和数个第二定子槽道与外壳容腔流体连通。

根据本申请的电机，外壳还具有分流件，分流件设置在冷却流体进口下方，冷却流体经由分流件被引导至第一环槽和第二环槽。

根据本申请的电机，在从外壳的顶部到底部的方向上，数个第一定子槽道和数个第二定子槽道的冷却流体流通面积逐渐减小。

根据本申请的电机，冷却流体进口和冷却流体出口在转子轴的轴向上居中地设置在外壳上。

附图说明

图1A是根据本申请的电机100的立体图，用于示出电机100的整体结构；

图1B是图1A所示的电机100的轴向剖面图，用于示出电机100的内部结构；

图2是图1A所示的电机100的外壳110的轴向剖面图；

图3A是图1A所示的电机100的定子130的立体图；

图3B是图3A所示的定子130的爆炸图；

图3C是图1A所示的电机100的定子130的轴向剖面图；

图4是图3A所示的定子130的数片第一定子冲片333中的一个的立体图；

图5是图3A所示的定子130的第二定子冲片334的立体图；

图6是图3A所示的定子130的数片第三定子冲片335中的一个的立体图；

图7A是图1A所示的电机100的转子150的立体图；

图7B是图7A所示的转子150的爆炸图；

图7C是图7A所示的转子150的轴向剖面图；

图8是图7A所示的转子150的径向剖面图；

图9是图7A所示的数个转子冲片753中的一个的立体图；

图10是图1A所示的电机100的冷却流体的流动路径示意图，是在图1B的基础上增加了箭头，以标示冷却流体的流动方向。

具体实施方式

下面将参考构成本说明书一部分的附图对本申请的各种具体实施方式进行描述。应该理解的是，虽然在本申请中使用表示方向的术语，诸如“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”等描述本申请的各种示例结构部分和元件，但是在此使用这些术语只是为了方便说明的目的，基于附图中显示的示例方位而确定的。由于本申请所公开的实施例可以按照不同的方向设置，所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制。

图1A是根据本申请的电机100的立体图，用于示出电机100的整体结构；图1B是图1A所示的电机100的轴向剖面图，用于示出电机100的内部结构。如图1A和图1B所示，电机100包括定子130、转子150、外壳110以及封盖180。其中，定子130设置在外壳110内，转子150设置在定子130内。

具体地说，外壳110大致呈圆柱形，其内部具有外壳容腔106。外壳110的两侧设有连接法兰108和109，左侧的连接法兰108用于与负载(未示出，例如压缩机)相连接，右侧的连接法兰109与封盖180相连。负载、封盖180与外壳110的配合使得外壳容腔106为一密闭容腔。外壳110在其上端的中间位置处具有冷却流体进口101，在其下端的中间位置处具有冷却流体出口102。冷却流体(例如空气或其他冷媒介质)经由冷却流体进口101进入外壳容腔106，并最终从冷却流体出口102流出外壳容腔106。外壳110的外表面还设有接线端子183(图1A中清楚地示出)，接线端子183用于将连接至定子130和转子150的导线引出，并且能够保证外壳110的密封性能。

封盖180呈向外凸起的半球形，其内侧设有若干个加强筋181。封盖180的内侧的中心具有轴孔182，轴孔182用于支撑转子150的转子轴107。

定子130设置在外壳110的外壳容腔106内，定子130与外壳110过盈配合，从而使得定子130能够相对于外壳110固定。转子150设置在定子130内部，转子150和定子130之间存在间隙120，从而转子150能够围绕转子轴107旋转。转子轴107的一端由负载提供支撑，转子轴107的另一端插入封盖180的轴孔182中。转子轴107通过推力轴承184和球轴承185来实现在轴孔182中的定位和安装。推力轴承184套设在转子轴107的轴肩766(图7A中更清楚地示出)上，推力轴承184用于限制转子轴107的轴向移动；球轴承185紧邻推力轴承184设置，球轴承185用于限制转子轴107的径向移动。在推力轴承184和球轴承185的共同作用下，转子150能够稳定地相对于定子130旋转，而不会出现沿轴向或径向上的偏移。

图2是图1A所示的电机100的外壳110的轴向剖面图，用于示出外壳110的内部结构。如图2所示，冷却流体进口101包括进口管214和外壳110上的进口凸台215；冷却流体出口102包括出口管216和外壳110上的出口凸台217。具体地，进口管214的一端设有连接法兰218，连接法兰218通过螺钉等连接至进口凸台215，进而将进口管214连接至外壳110；同理，出口管216也是通过设置在其一端的连接法兰219连接至出口凸台217。此外，为了强化进口管214与外壳110以及出口管216与外壳110之间的密封效果，还可以在连接法兰218与进口凸台215之间以及连接法兰219与出口凸台217之间设置密封圈。本领域技术人员应当知道，还可以通过其他方式来设置冷却流体进口101和冷却流体出口102，例如直接在外壳110上焊接进口管和出口管。

继续参照图2，外壳110内还设有定子安装区213，定子安装区213位于外壳110的中间位置。外壳110在定子安装区213的厚度大于其他区域的厚度，使得外壳110在定子安装区213的内径小于其他区域的内径。这是因为定子130与外壳110采用过盈配合的方式连接，定子130的外径略大于外壳110在定子安装区213处的内径。如果外壳110内各个区域的直径都相等，则很难将定子130装配到外壳110的中间位置。此外，外壳110在与定子130的连接区域(即定子安装区213)会产生较大应力，增加定子安装区213的厚度也有利于外壳110承受该应力。

在外壳110的定子安装区213上还设有第一环槽211和第二环槽212。第一环槽211和第二环槽212沿外壳110的周向延伸，并且彼此间隔一定的距离。第一环槽211和第二环槽212嵌在外壳110的内壁上(即从内壁向内凹陷形成)，而不从外壳110的内壁向内突出，因此不会影响定子130的定位和安装。第一环槽211和第二环槽212均与冷却流体进口101流体连通，并且第一环槽211和第二环槽212均不与冷却流体出口102流体连通。冷却流体进口101的下方还设有分流件205，冷却流体进入冷却流体进口101经由分流件205被分成第一股冷却流体和第二股冷却流体。第一股冷却流体和第二股冷却流体分别流至第一环槽211和第二环槽212。分流件205为楔形块，其包括顶部以及在顶部的两侧从上向下逐渐偏离楔形块的中心延伸的侧面，分流件205的两个侧面具有一定弧度，这使得冷却流体流经分流件205的两个侧面时流速的损失较小。并且分流件205在冷却流体进口101下方居中设置，使得第一股冷却流体和第二股冷却流体的量大致相等，有利于冷却流体的均匀分布。如上面所说的，由于定子安装区213与定子130过盈配合，因此，第一环槽211和第二环槽212的开口抵接定子130的外侧，第一环槽211和第二环槽212中的冷却流体将进入定子130外侧上的冷却通道中，以下将详述。

图3A是图1A所示的电机100的定子130的立体图，图3B是图3A所示的定子130的爆炸图，图3C是图1A所示的电机100的定子130的轴向剖面图，用于示出定子130的整体结构、组成部分以及内部结构。如图3A至3C所示，定子130具有定子本体338和由定子本体338限定的定子容腔348，其中，转子150设置在定子130的定子容腔348中。

定子本体338包括定子铁芯371和绕组372。绕组372包括中间绕组374和设置在中间绕组374的两侧端部绕组373。

定子铁芯371大致呈圆柱形，其套设在中间绕组374上，中间绕组374与定子铁芯371嵌装在一起。定子铁芯371与外壳110的定子安装区213过盈配合，从而使得定子130相对于外壳110固定。此时，第一环槽211和第二环槽212的开口抵住定子铁芯371的外侧349。

定子铁芯371还具有径向(第一方向)定子冷却通道336、数个轴向(第二方向)第一定子槽道331和数个轴向第二定子槽道332。其中，径向定子冷却通道336设置在定子铁芯371的中间位置，其环绕定子容腔348延伸并且贯穿定子铁芯371，从而定子容腔348能够通过径向定子冷却通道336与定子130的外侧流体连通。

在定子130安装时，径向定子冷却通道336设置在外壳110的第一环槽211和第二环槽212之间。第一环槽211和第二环槽212之间的外壳110的内壁紧密围绕径向定子冷却通道336，从而从径向定子冷却通道336的外围封住径向定子冷却通道336，而径向定子冷却通道336在其底部与冷却流体出口102流体连通，这就保证了进入径向定子冷却通道336的冷却流体只能从冷却流体出口102流出电机100。

数个轴向第一定子槽道331和数个轴向第二定子槽道332设置在定子铁芯371的外侧349上。数个轴向第一定子槽道331彼此间隔开，且数个轴向第二定子槽道332也彼此间隔开。数个轴向第一定子槽道331和数个轴向第二定子槽道332分别位于径向定子冷却通道336的两侧，并沿径向贯穿定子铁芯371。在定子130安装时，外壳110的第一环槽211的右侧壁与数个轴向第一定子槽道331中的每一个的右侧壁对齐，第二环槽212的左侧壁与数个轴向第二定子槽道332中的每一个的左侧壁对齐。由此，第一环槽211与数个轴向第一定子槽道331中的每一个流体连通，从而允许第一股冷却流体经由第一环槽211以及数个轴向第一定子槽道331流入定子130左侧的外壳容腔106，第二环槽212与数个轴向第二定子槽道332中的每一个流体连通，从而允许第二股冷却流体经由第二环槽212以及数个轴向第二定子槽道332流入定子130右侧的外壳容腔106。当然，数个轴向第一定子槽道331和第一环槽211还可以有其他位置关系，只要能使得数个轴向第一定子槽道331与第一环槽211流体连通即可；数个轴向第二定子槽道332和第二环槽212的位置关系也是如此。

定子铁芯371由一片片圆环形的定子冲片堆叠并固定在一起而形成。具体而言，定子铁芯371包括数片第一定子冲片333、一片第二定子冲片334以及数片第三定子冲片335。第二定子冲片334在中间，其两侧堆叠有数片第三定子冲片335，数片第三定子冲片335的外侧堆叠有数片第一定子冲片333。数个轴向第一定子槽道331和数个轴向第二定子槽道332形成在数片第一定子冲片333堆叠的区域，定子冷却通道336形成在第二定子冲片334与数片第三定子冲片335中的一片之间。数片第一定子冲片333、一片第二定子冲片334以及数片第三定子冲片335通过拉杆339和固定环343固定，这将结合图4至图6进行详细阐述。

图4是图3A所示的定子130的数片第一定子冲片333中的一个的立体图，用于示出第一定子冲片333的结构。如图4所示，第一定子冲片333大致呈圆环形，其内侧均匀地布置有数个嵌线槽447，用于与绕组372相连接。第一定子冲片333在其外侧设有8个拉杆槽445，拉杆槽445与拉杆339以及固定环343配合，将数片第一定子冲片333固定。相邻两个拉杆槽445之间设有5个间隔布置的凹槽444。在本实施例中，拉杆槽445呈半圆形，凹槽444为长方形，当然，拉杆槽445和凹槽444也可以是圆形、三角形、正方形、半圆形等形状。

从第一定子冲片333顶部到底部，凹槽444的尺寸逐渐变小。数片第一定子冲片333堆叠使得凹槽444叠加形成数个轴向第一定子槽道331和数个轴向第二定子槽道332。因此，从定子铁芯371的顶部至底部，数个轴向第一定子槽道331和数个轴向第二定子槽道332的尺寸逐渐变小，即从定子铁芯371的顶部至底部，数个轴向第一定子槽道331和数个轴向第二定子槽道332的冷却流体流通面积逐渐变小。这样的设置有利于平衡重力对冷却流体的影响，使得冷却流体在定子铁芯371的外侧349的分布更均匀。本领域技术人员应当知道，凹槽444也可以采用其他布置方式(例如均匀地布置在第一定子冲片333的外侧)，凹槽444以及拉杆槽445的数量也不限于实施例中所示的数量，并且相邻拉杆槽445之间的凹槽444的数量也可以不相等。

图5是图3A所示的定子130的第二定子冲片334的立体图，用于示出第二定子冲片334的结构。如图5所示，与第一定子冲片333不同的是，第二定子冲片334在其外侧只设置有拉杆槽545，而没有凹槽。此外，第二定子冲片334在其一侧表面还具有数个凸起546。数个凸起546遍布第二定子冲片334的所述一侧。结合图3A可知，数个凸起546的存在使得紧邻第二定子冲片334的第三定子冲片335无法接触第二定子冲片334的所述一侧，而是抵靠在第二定子冲片334的数个凸起546上，进而在第二定子冲片334与第三定子冲片335之间形成径向的通道(即径向定子冷却通道336)。在本实施例中，数个凸起546为销钉，考虑到压铆工艺特性，第二定子冲片334的厚度要大于第一定子冲片333和第三定子冲片335。

图6是图3A所示的定子130的数片第三定子冲片335中的一个的立体图，用于示出第三定子冲片335的结构。如图6所示，第三定子冲片335的厚度与第一定子冲片333大致相等。第三定子冲片335大致呈圆环形，其内侧均匀地布置有数个嵌线槽647，其外侧设有8个拉杆槽645。结合图3B可知，第三定子冲片335设置在第一定子冲片333和第二定子冲片334之间，由于第三定子冲片335的外侧除了会被拉杆占据的拉杆槽以外不存在其它凹槽，因此第三定子冲片335可以将第一定子冲片333的凹槽444形成的数个轴向第一定子槽道331和数个轴向第二定子槽道332与第二定子冲片334和第三定子冲片335形成的径向定子冷却通道336分割开，避免冷却流体在流经数个轴向第一定子槽道331和数个轴向第二定子槽道332时直接流入径向定子冷却通道336，进而从冷却流体出口102流出电机100。

需要说明的是，第一定子冲片333的数个嵌线槽447、第二定子冲片334的数个嵌线槽547以及第三定子冲片335的数个嵌线槽647的分布情况相同，这有利于将绕组372绕到定子铁芯371上。此外，第一定子冲片333的拉杆槽445、第二定子冲片334的拉杆槽545以及第三定子冲片335的拉杆槽645的分布情况也相同，以便于通过拉杆339将上述定子冲片固定。

继续参照图3B，在组装定子铁芯371时，先将第一定子冲片333、第二定子冲片334以及第三定子冲片335按一定顺序摆放。具体地，第二定子冲片334放置在中间，在其两侧设置若干片第三定子冲片335，最后在若干片第三定子冲片335两侧放置若干片第一定子冲片333。并保证第一定子冲片333的拉杆槽445、第二定子冲片334的拉杆槽545以及第三定子冲片335的拉杆槽645对齐。然后，在最外侧的两片第一定子冲片333的外侧放置固定环343，固定环343不能遮住第一定子冲片33的凹槽444，以防止固定环343影响冷却流体的流动。最后将拉杆339放置于由拉杆槽445、拉杆槽545以及拉杆槽645共同形成的拉杆槽道中，并将拉杆339与固定环343以及定子冲片焊接连接。

图7A是图1A所示的电机100的转子150的立体图，图7B是图7A所示的转子150的爆炸图，图7C是图7A所示的转子150的轴向剖面图，用于示出转子150的整体结构、组成部分以及内部结构。如图7A至7C所示，转子150包括转子铁芯791和转子轴107。转子铁芯791大致呈圆柱形，在其两侧具有大致垂直于转子轴107设置的左端面(第一端面)760和右端面761(第二端面)。转子铁芯791上设有轴孔755。轴孔755贯穿左端面760和右端面761设置。轴孔755在其一侧具有向外凸起的平键槽770。转子铁芯791通过轴孔755安装到转子轴107上，再通过连接平键756与平键槽770的配合将转子铁芯791与转子轴107固定在一起。

转子铁芯791上设有径向(第一方向)转子冷却通道751、数个径向转子冷却子通道752以及数个轴向(第二方向)转子冷却通道754。其中，径向转子冷却通道751位于转子铁芯791的中间位置，径向转子冷却通道751内还设有数个叶片757，数个叶片757被配置成为冷却流体的流动提供动力，这将在以下进行具体阐述。数个径向转子冷却子通道752彼此间隔地设置在径向转子冷却通道751的两侧。径向转子冷却通道751以及数个径向转子冷却子通道752环绕转子轴107延伸并沿径向贯穿转子铁芯791。当转子150安装至定子130内时，径向转子冷却通道751以及数个径向转子冷却子通道752与定子130和转子150之间的间隙120流体连通。

数个轴向转子冷却通道754从转子铁芯791的左端面760延伸至右端面761，并且与径向转子冷却通道751以及数个径向转子冷却子通道752流体连通。需要说明的是，当转子150的尺寸比较小时，可以不需要数个径向转子冷却子通道752，这样，轴向转子冷却通道754在径向转子冷却通道751左右两侧就不会被数个径向转子冷却子通道752打断。为了描述方便，将位于径向转子冷却通道751左侧的数个轴向转子冷却通道754中的每一个称为第一侧轴向转子冷却通道763，将位于其右侧的数个轴向转子冷却通道754中的每一个称为第二侧轴向转子冷却通道764，数个轴向转子冷却通道754中的每一个的第一侧轴向转子冷却通道763和第二侧轴向转子冷却通道764相对于径向转子冷却通道751对称设置。

转子铁芯791还包括数个转子冲片753和导体组件792。导体组件792包括数个叶片757、数个导体杆758以及设置在数个导体杆758的两侧的导体环759。数个叶片757设置在导体组件792的数个导体杆758上，并与数个导体杆758一体成型。数个转子冲片753之间的间隙分别形成径向转子冷却通道751以及数个径向转子冷却子通道752，这将结合图9进行详细说明。

图8是图7A所示的转子150的径向剖面图，用于示出数个叶片757的具体结构。如图8所示，数个叶片757环绕转子轴107布置在数个轴向转子冷却通道754的外侧。数个叶片757在轴向上布满径向转子冷却通道751，每个叶片757具有翼型结构。具体地，叶片757包括前缘774和后缘775，其中前缘774是指叶片757旋转方向的前端边缘，后缘775是指叶片757旋转方向的后端边缘。前缘774的径向截面大致呈圆弧形，后缘775的径向截面大致呈S形，前缘774的两侧分别于后缘775的两侧相连。当叶片757顺时针(从转子150的左侧看)转动时，在离心力的作用下，数个叶片757能够将数个叶片757所环绕的中间区域的气体加压后排到转子铁芯791的外部。叶片757的翼型结构能够提高叶片757对冷却流体的驱动效率，让冷却流体更平滑地流过径向转子冷却通道751。

当然，叶片757的径向截面也可以采用其他形状，例如长方形等。在本实施例中，数个叶片757全部位于数个轴向转子冷却通道754的外侧。在其他情况下，数个叶片757也可以部分地位于数个轴向转子冷却通道754的外侧，只要保证数个叶片757的旋转能够使得冷却流体从转子150的外侧经由数个轴向转子冷却通道754向内流动即可。

图9是图7A所示的数个转子冲片753中的一个的立体图，用于示出转子冲片的具体结构。如图9所示，转子冲片753大致呈圆环形，其中心具有带有向外突出的槽孔969的圆形孔968，圆形孔968用于形成转子铁芯791的轴孔755。转子冲片753在其外侧具有装配槽967，装配槽967用于形成安装导体杆758的槽道793(图7B中清楚地示出)。装配槽967的形状与导体组件792的导体杆758的径向截面的形状一致。在本实施例中，装配槽967大致呈带有弧度的三角形。当然，装配槽967也可以是其他形状，例如圆形、长方形、正方形、半圆形等形状，只要保证其与导体杆758的径向截面的形状一致，并且能够互相配合即可。装配槽967和圆形孔968之间还具有8条缝隙962，缝隙962用于形成数个轴向转子冷却通道754。8条缝隙962以两个一组被分成4组，每组中的两条缝隙962的一端彼此靠近，另一端彼此远离。彼此远离的所述另一端朝向圆形孔968设置，使得4组缝隙962围绕圆形孔968布置成四角星形。

结合图7A至图7C可知，数个转子冲片753堆叠在一起，圆形孔968叠加形成具有平键槽770的轴孔755，装配槽967叠加形成安装导体杆758的槽道793，缝隙962叠加形成轴向转子冷却通道754。数个转子冲片753之间的间隙形成径向转子冷却通道751以及数个径向转子冷却子通道752。导体组件792通过铸造方式一体成型，并与数个转子冲片753紧密连接。具体地，将数个转子冲片753按顺序置于模具中，然后在模具中将导体组件792的数个叶片757、数个导体杆758以及导体环759一起浇筑成型。在其他实施例中，也可以采用其他方式来设置数个叶片757，例如将数个叶片757焊接至径向转子冷却通道751两侧的转子冲片753上。

图10是图1A所示的电机100的冷却流体的流动路径示意图，是在图1B的基础上增加了箭头，以标示冷却流体的流动方向。下面主要参照图10并结合图2、图3A以及图7C来说明冷却流体在电机100中的流动途径。如图10所示，冷却流体进入冷却流体进口101后经由分流件205被分为第一股冷却流体和第二股冷却流体。以下以第一股冷却流体为例，讲述第一股冷却流体的流动路径，第二股冷却流体与第一股冷却流体的路径类似。第一股冷却流体流入第一环槽211，由于定子130与外壳110过盈配合，第一环槽211内的冷却流体无法直接流入外壳容腔106，而是沿着第一环槽211环向流动。如上文所述，第一环槽211与数个轴向第一定子槽道331流体连通，冷却流体从第一环槽211流入数个轴向第一定子槽道331，并从数个轴向第一定子槽道331的左侧流出进入定子铁芯371左侧的外壳容腔106。冷却流体在第一环槽211以及数个轴向第一定子槽道331中流动时与定子130的定子铁芯371进行热交换，第一股冷却流体在定子铁芯371左侧的外壳容腔106中时与定子130左侧的端部绕组373进行热交换，从而降低定子130的温度。接着，外壳容腔106内的冷却流体在数个叶片757的作用下，朝向转子150流动，并经由第一侧轴向转子冷却通道763以及定子130与转子150之间的间隙120流向转子150中间位置上的径向转子冷却通道751。由于位于径向转子冷却通道751左侧的数个径向转子冷却子通道752与第一侧轴向转子冷却通道763以及间隙120流体连通，因此冷却流体可以经由上述数个径向转子冷却子通道752在第一侧轴向转子冷却通道763以及间隙120之间流动以平衡冷却流体在流动过程中受到的阻力。冷却流体在间隙120的流动过程中能够同时与定子130的内侧以及转子150的外侧进行热交换，冷却流体在第一侧轴向转子冷却通道763、径向转子冷却通道751左侧的数个径向转子冷却子通道752以及径向转子冷却通道751的流动过程中能够与转子150进行热交换。最后，在数个叶片757的作用下，冷却流体流入径向定子冷却通道336，并最终从冷却流体出口102流出电机100。在此过程中，第一冷却流体又与定子130进行热交换。由此可见，冷却流体在流经本申请的电机100时，能够充分地与定子130和转子150进行热交换，进而充分地带走电机100内部的热量，提高电机100的散热效率。

本申请的发明人发现，现有技术的电机需要对冷却流体施加很大的压力才能使冷却流体从定子和转子之间的间隙流过。这是因为在转子高速旋转时，转子会对定子和转子之间的冷却流体造成强烈的扰动，形成典型的泰勒涡流，这会对定子和转子之间的冷却流体的流动带来极大的阻力。如果要使得冷却流体进入定子和转子之间的间隙，必须给冷却流体施加足够大的压力。

本申请在转子150的径向转子冷却通道751内设置数个叶片757，数个叶片757的旋转使得转子150的径向转子冷却通道751内产生低压区。在转子150的外侧和内侧的压力差作用下，冷却流体自发地流向间隙120以及数个轴向转子冷却通道754，从而对转子150进行散热。数个叶片757的存在可以使得冷却流体在进入电机100时只需要施加很小的压力，甚至不需要施加压力。此外，本申请通过在转子150上设置径向转子冷却通道751、数个径向转子冷却子通道752以及数个轴向转子冷却通道754，使得冷却流体更好地对转子150进行冷却。

并且，由于数个叶片757和转子150固定在一起，转子150转速越快，数个叶片757的转速也越快，使得转子150的外侧和内侧的压力差变大，冷却流体的流速加快，换热效率提高。换言之，转子150转速越快，一方面，其产生的热量越大；但另一方面，冷却流体的流速也越快，带走的热量也变多。即，数个叶片757能够根据转子150的转速的大小(即转子150产生的热量的多少)来调节冷却流体的流量。

此外，冷却流体在进入电机时既包含气相也包含液相，由于液相粘度大于气相粘度，液相的冷却流体与高速旋转的转子发生激烈的摩擦，并且在此过程中部分液相的冷却流体升温后会转变为气相的冷却流体，液相粘度和液气相转换时体积的剧增会产生很大的风磨损。本申请通过设置冷却流体的流动路径来克服此不利效果。即，冷却流体需要先流经定子130的定子铁芯371，再流经定子130的端部绕组373(通常认为端部绕组373的温度最高)以全部转换成气相的冷却流体。最后，气相的冷却流体流入间隙120以及数个轴向转子冷却通道754，从而有效的降低风磨损。

需要说明的是，上述实施例只是本申请的一个实施例，并不旨在限制本申请的保护范围。例如，在其他实施例中，可以将冷却流体进口设置在定子的两侧，使得冷却流体先冷却定子的绕组，而不是定子铁芯的外侧。此外，本申请所指的第一方向并不限定于径向，而是从定子或转子的内部朝向外部的任意可能的方向；同样，本申请所指的第二方向并不限定于轴向，而是从定子或转子的一侧朝向另一侧的任意可能的方向。

尽管参考附图中出示的具体实施方式将对本申请进行描述，但是应当理解，在不背离本申请教导的精神和范围和背景下，本申请的电机可以有许多变化形式。本领域技术普通技术人员还将意识到有不同的方式来改变本申请所公开的实施例中的结构细节，均落入本申请和权利要求的精神和范围内。

Claims (9)

1.一种电机(100)，其特征在于：包括：

外壳(110)，所述外壳(110)具有冷却流体进口(101)、冷却流体出口(102)和外壳容腔(106)，所述冷却流体进口(101)与所述外壳容腔(106)流体连通，以使得冷却流体从所述冷却流体进口(101)进入所述外壳(110)，其中所述外壳(110)的内壁上设有第一环槽(211)和第二环槽(212)，所述第一环槽(211)和所述第二环槽(212)被配置为沿所述外壳(110)的周向延伸，并且所述第一环槽(211)和所述第二环槽(212)彼此间隔开，所述第一环槽(211)和第二环槽(212)与所述冷却流体进口(101)流体连通，其中所述第一环槽(211)和所述第二环槽(212)的开口抵接定子(130)的外侧(349)；

定子(130)，所述定子(130)设置在所述外壳容腔(106)内，所述定子(130)具有定子本体(338)和由所述定子本体(338)限定的定子容腔(348)，所述定子本体(338)上设有贯穿所述定子本体(338)并环绕所述定子容腔(348)延伸的第一方向定子冷却通道(336)，所述第一方向定子冷却通道(336)被配置为将所述定子容腔(348)与所述定子(130)的外侧连通，所述定子(130)在所述外侧(349)具有沿着第二方向延伸的数个第一定子槽道(331)和数个第二定子槽道(332)，所述数个第一定子槽道(331)和所述数个第二定子槽道(332)位于所述第一方向定子冷却通道(336)的两侧，其中，所述第一环槽(211)和第二环槽(212)分别经由所述数个第一定子槽道(331)和所述数个第二定子槽道(332)与所述外壳容腔(106)流体连通；以及

转子(150)，所述转子(150)设置在所述定子容腔(348)内，所述转子(150)具有转子轴(107)以及大致垂直于所述转子轴(107)的第一端面(760)和第二端面(761)，所述转子(150)中设有第一方向转子冷却通道(751)以及数个第二方向转子冷却通道(754)，所述数个第二方向转子冷却通道(754)从所述第一端面(760)延伸至所述第二端面(761)，所述第一方向转子冷却通道(751)环绕所述转子轴(107)延伸，并与所述数个第二方向转子冷却通道(754)连通，并且所述第一方向转子冷却通道(751)经由所述第一方向定子冷却通道(336)与所述冷却流体出口(102)流体连通；

其中，所述第一方向转子冷却通道(751)内设有数个叶片(757)，所述数个叶片(757)环绕所述转子轴(107)设置，所述数个叶片(757)被配置为能够使流入所述外壳容腔(106)的所述冷却流体从所述转子(150)的所述第一端面(760)和所述第二端面(761)进入所述数个第二方向转子冷却通道(754)，并从所述第一方向转子冷却通道(751)流至所述外壳(110)的所述冷却流体出口(102)，以实现冷却所述电机。

2.根据权利要求1所述的电机(100)，其特征在于：

所述数个叶片(757)至少部分地设置在所述数个第二方向转子冷却通道(754)的外侧。

3.根据权利要求1所述的电机(100)，其特征在于：

所述数个叶片(757)具有翼型结构，所述数个叶片(757)中的每个叶片包括径向截面大致呈圆弧形的前缘和径向截面大致成S形的后缘(775)，所述前缘(774)的两侧分别与所述后缘(775)的两侧相连。

4.根据权利要求1所述的电机(100)，其特征在于：

所述第一方向转子冷却通道(751)设置在所述第一端面(760)和所述第二端面(761)之间的中心位置处，以将所述数个第二方向转子冷却通道(754)中的每一个分为相对于所述第一方向转子冷却通道(751)对称的第一侧第二方向转子冷却通道(763)和第二侧第二方向转子冷却通道(764)。

5.根据权利要求1所述的电机(100)，其特征在于：

所述转子(150)还包括数个第一方向转子冷却子通道(752)，所述数个第一方向转子冷却子通道(752)布置在所述第一方向转子冷却通道(751)的两侧，并且与所述数个第二方向转子冷却通道(754)流体连通。

6.根据权利要求5所述的电机(100)，其特征在于：

所述定子(130)与所述转子(150)之间存在间隙(120)，所述第一方向转子冷却通道(751)和所述数个第一方向转子冷却子通道(752)与所述间隙(120)流体连通，并且所述间隙(120)形成冷却通道，其中所述数个叶片(757)被配置为能够使冷却流体从所述转子(150)的所述第一端面(760)和所述第二端面(761)进入所述间隙(120)，并从所述第一方向转子冷却通道(751)流至所述外壳(110)的所述冷却流体出口(102)。

7.根据权利要求1所述的电机(100)，其特征在于：

所述外壳(110)还具有分流件(205)，所述分流件(205)设置在所述冷却流体进口(101)下方，冷却流体经由所述分流件(205)被引导至所述第一环槽(211)和所述第二环槽(212)。

8.根据权利要求1所述的电机(100)，其特征在于：

在从所述外壳(110)的顶部到底部的方向上，所述数个第一定子槽道(331)和所述数个第二定子槽道(332)的冷却流体流通面积逐渐减小。

9.根据权利要求1所述的电机(100)，其特征在于：

所述冷却流体进口(101)和所述冷却流体出口(102)在所述转子轴(107)的轴向上居中地设置在所述外壳(110)上。

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