CN114337014B - 一种定子冷却系统及电机 - Google Patents

Abstract

本发明属于电机冷却技术领域，公开一种定子冷却系统及电机。所述定子冷却系统包括壳体、定子和导流件。定子插装于壳体的内侧，定子包括定子铁芯和端部绕组，两个端部绕组分设于定子铁芯的轴向两端，定子铁芯上设置有冷却流道，定子铁芯的端面设置有喷射口，喷射口与冷却流道连通；两个导流件均设置于壳体的内侧，并分设于定子的轴向的两端，导流件与定子间隔设置，导流件用于将由喷射口喷出的冷却液导流至端部绕组。本发明中，冷却流道内的冷却液经喷射口喷出，导流件只起到导流的作用，而不起到密封的作用，且导流件与定子铁芯无安装配合关系，只与壳体安装，从而使得对导流件的装配精度要求不高，安装工艺简单，提高装配效率，降低产品成本。

Description

一种定子冷却系统及电机

技术领域

本发明涉及电机冷却技术领域，尤其涉及一种定子冷却系统及电机。

背景技术

电机定子冷却主要冷却的部位为定子铁芯和端部绕组。一般是在电机壳体上设置冷却流道，并于定子铁芯的端部安装导流环，冷却流道中的冷却液由导流环上的喷油孔喷射至端部绕组，这需要导流环的外周面与壳体的内壁密封贴合，且导流环的端面与定子铁芯的端面密封贴合，对导流环的安装精度要求高，装配工艺复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种定子冷却系统及电机，对导流件的装配精度要求不高，安装工艺简单，提高装配效率，降低产品成本。

为实现上述目的，提供以下技术方案：

第一方面，提供一种定子冷却系统，包括：

壳体；

定子，插装于所述壳体的内侧，所述定子包括定子铁芯和端部绕组，两个所述端部绕组分设于所述定子铁芯的轴向两端，所述定子铁芯上设置有冷却流道，所述定子铁芯的端面设置有喷射口，所述喷射口与所述冷却流道连通；

导流件，两个所述导流件均设置于所述壳体的内侧，并分设于所述定子的轴向的两端，所述导流件与所述定子间隔设置，所述导流件用于将由所述喷射口喷出的冷却液导流至所述端部绕组。

作为本发明的定子冷却系统的一种可选方案，所述冷却流道包括第一流道和多个第二流道，所述第一流道沿所述定子铁芯的整个周向延伸，所述第二流道与所述定子铁芯的周向呈夹角，多个所述第二流道沿所述定子铁芯的周向间隔设置，并均与所述第一流道连通，所述喷射口至少与部分所述第二流道连通。

作为本发明的定子冷却系统的一种可选方案，所述第二流道沿所述定子铁芯的轴向延伸。

作为本发明的定子冷却系统的一种可选方案，所述第一流道包括设置于所述定子铁芯的外周面的第一凹槽，所述第二流道包括设置于所述定子铁芯的外周面的第二凹槽，所述第一凹槽的槽深小于所述第二凹槽的槽深。

作为本发明的定子冷却系统的一种可选方案，所述定子铁芯包括第一定子冲片、第二定子冲片和第三定子冲片，两个所述第一定子冲片间隔分设于所述第二定子冲片的两侧，且两个所述第一定子冲片与所述第二定子冲片之间均连接有所述第三定子冲片；

多个所述喷射口沿所述第一定子冲片的周向间隔设置；

所述第一定子冲片和所述第三定子冲片的外径相等，且均大于所述第二定子冲片的外径，两所述第三定子冲片相对的端面与所述第二定子冲片的外周面共同形成所述第一凹槽；

所述第二凹槽包括连通的第二凹槽一和第二凹槽二，多个所述第二凹槽一沿所述第三定子冲片的外周面的周向间隔设置，多个所述第二凹槽二沿所述第二定子冲片的周向间隔设置。

作为本发明的定子冷却系统的一种可选方案，所述定子铁芯与所述壳体过盈配合。

作为本发明的定子冷却系统的一种可选方案，所述导流件为环状；

所述导流件与所述壳体过盈配合；或，所述导流件与所述壳体之间通过止口结构连接。

作为本发明的定子冷却系统的一种可选方案，所述导流件包括环本体和止挡部，所述环本体与所述壳体连接，所述止挡部沿所述环本体的整个周向呈夹角设置于所述环本体的内周面，所述止挡部用于将由所述喷射口喷出的冷却液导流至所述端部绕组。

作为本发明的定子冷却系统的一种可选方案，所述环本体的内周面与所述止挡部朝向对应所述端部绕组的一侧面之间设置有多个隔挡部，多个所述隔挡部沿所述环本体的周向间隔设置。

第二方面，提供一种电机，包括如上所述的定子冷却系统。

本发明的有益效果为：

本发明提供的定子冷却系统，冷却流道内的冷却液对定子铁芯进行冷却，且冷却流道内的冷却液还能够由喷射口喷出，以对端部绕组进行冷却。喷射口喷出的冷却液先喷向导流件，之后被导流件导流致端部绕组，以对端部绕组冷却。与现有冷却液经导流件喷出，使得对导流件的装配精度要求较高相比，本发明在定子铁芯上设置冷却流道和喷射口，冷却流道内的冷却液经喷射口喷出，导流件只起到导流的作用，而不起到密封的作用，且导流件与定子铁芯无安装配合关系，只与壳体安装，从而使得对导流件的装配精度要求不高，安装工艺简单，提高装配效率，降低产品成本。

本发明提供的电机，包括上述的定子冷却系统，装配工艺简单，产品成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的电机的示意图；

图2为本发明实施例提供的一种定子铁芯的示意图；

图3为本发明实施例提供的一种定子铁芯的部分结构的示意图；

图4为本发明实施例提供的一种定子铁芯的第一定子冲片的示意图；

图5为本发明实施例提供的一种定子铁芯的第二定子冲片的示意图；

图6为本发明实施例提供的一种定子铁芯的第三定子冲片的示意图；

图7为本发明实施例提供的导流件的示意图；

图8为本发明实施例提供的另一种定子铁芯的示意图；

图9为本发明实施例提供的另一种定子铁芯的部分结构的示意图；

图10为本发明实施例提供的一种壳体的示意图。

附图标记：

1、壳体；2、定子；3、导流件；4、冷却液腔；5、泵；

11、进液流道；12、第三凹槽；

21、定子铁芯；22、端部绕组；

211、第一定子冲片；212、第二定子冲片；213、第三定子冲片；214、第一流道；215、第二流道；216、焊道；217、环形流道；

2111、喷射口；

214a、第一凹槽；

215a、第二凹槽一；215b、第二凹槽二；

31、环本体；32、止挡部。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步地详细描述，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。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本发明的描述中，需要说明的是，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；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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-图3所示，本实施例提供一种电机，包括壳体1以及设置于壳体1内的定子2和转子(图未示)。定子2插装于壳体1的内侧。定子2包括定子铁芯21和端部绕组22。定子铁芯21为中心开孔的近似圆柱状体。两个端部绕组22分设于定子铁芯21的轴向两端。转子旋转插装于定子铁芯21中。

该电机还包括定子冷却系统，以对定子铁芯21和端部绕组22进行冷却。该定子冷却系统包括导流件3以及设置于定子铁芯21上的冷却流道，定子铁芯21的端面设置有喷射口2111，喷射口2111与冷却流道连通。导流件3设置有两个，两个导流件3均设置于壳体1的内侧，并分设于定子2的轴向的两端，导流件3与定子2间隔设置，导流件3用于将由喷射口2111喷出的冷却液导流至端部绕组22。

冷却流道内的冷却液对定子铁芯21进行冷却，且冷却流道内的冷却液还能够由喷射口2111喷出，以对端部绕组22进行冷却。喷射口2111喷出的冷却液先喷向导流件3，之后被导流件3导流致端部绕组22，以对端部绕组22冷却。

与现有冷却液经导流件3喷出，使得对导流件3的装配精度要求较高相比，本实施例在定子铁芯21上设置冷却流道和喷射口2111，冷却流道内的冷却液经喷射口2111喷出，导流件3只起到导流的作用，而不起到密封的作用，且导流件3与定子铁芯21无安装配合关系，只与壳体1安装，从而使得对导流件3的装配精度要求不高，安装工艺简单，提高装配效率，降低产品成本。

示例性地，冷却液为油或水。

需要说明的是，参见图1，壳体1上设置有进液流道11，冷却液腔4内的冷却液先被泵5泵送至进液流道11，再由进液流道11流入定子铁芯21上的冷却流道。进液流道11设置于壳体1的上部，冷却液先进入定子铁芯21的上部的冷却流道中，之后再经上部的冷却流道进入下部的冷却流道中，具体参见以下描述。

可选地，参见图2和图3，冷却流道包括第一流道214和多个第二流道215，第一流道214绕定子铁芯21的整个周向设置，第二流道215与定子铁芯21的周向呈夹角，多个第二流道215沿定子铁芯21的周向间隔设置，并均与第一流道214连通，喷射口2111至少与部分第二流道215连通。冷却液通过第一流道214由上向下流动至定子铁芯21的整个周向，且第一流道214中的冷却液会分流至各第二流道215，以对整个定子铁芯21进行有效冷却。

本实施例中，第二流道215沿定子铁芯21的轴向延伸，便于加工成型。进一步地，第一流道214为圆环状，且第一流道214的半径与定子铁芯21的半径相同，第一流道214垂直于轴向的第二流道215，加工成型方便。在其他实施例中，第一流道214可为椭圆形环状或波浪环状等，或者第二流道215可与定子铁芯21的轴向呈30°、45°或60°等的夹角，或者第二流道215也可为波浪形等，在此不做限定。

本实施例中，第一流道214包括设置于定子铁芯21的外周面的第一凹槽214a，第二流道215包括设置于定子铁芯21的外周面的第二凹槽，第一凹槽214a的槽深小于第二凹槽的槽深。将第一流道214和第二流道215设置为凹槽的形式，便于加工成型。第一凹槽214a的槽深小于第二凹槽的槽深，冷却液由壳体1上的进液流道11向下流入定子铁芯21的上部时，进入第一凹槽214a上部的冷却液会先流向第二凹槽，待定子铁芯21上部的第二凹槽填充冷却液(同时冷却液也会由与第二凹槽连通的喷射口2111喷出，以冷却端部绕组22)后，冷却液再沿第一凹槽214a向下流动，并由第一凹槽214a流入定子铁芯21的下部的第二凹槽中，最终流动至定子铁芯21的整个周向。如此，在冷却液流速较小的情况下，可以优先保证端部绕组22上半部分的冷却效果，且端部绕组22上半部分的冷却液也可以顺着端部绕组22的缝隙流动至端部绕组22的下半部分，从而对整个端部绕组22进行冷却。此种冷却流道的设置(第一凹槽214a的槽深小于第二凹槽的槽深)，主要适用于方导体电机，能够对缝隙较多的端部绕组22实现较均匀的冷却效果。

可选地，多个喷射口2111沿定子铁芯21的端面的周向等间隔设置，以使得冷却液能够对端部绕组22的整个周向进行较均匀的喷洒，实现有效均匀冷却。进一步可选地，每个喷射口2111均连通有一个第二流道215，第二流道215的数量等于喷射口2111的数量，保证喷射至端部绕组22的冷却液的流量。在其他实施例中，参见图8和图9，可在定子铁芯21的轴向的两端设置环形流道217，环形流道217同时与第二流道215和喷射口2111连通，如此第二流道215的数量可以和喷射口2111的数量不一致，更便于加工。

在其他一实施例中，参见图10，壳体1上可设置第三凹槽12，第三凹槽12与第一凹槽214a正对，两者对接形成容纳腔式的第一流道214；或，在壳体1上设置第三凹槽12，省去定子铁芯21上的第一凹槽214a，使得定子铁芯21的加工更方便。壳体1上可设置第四凹槽，第四凹槽与第二凹槽正对，两者对接形成容纳腔式的第二流道215。通过设置第三凹槽12和/或第四凹槽，提高冷却液的流动空间，增大冷却液的流量，进而提高冷却效果。

在其他另一实施例中，第一流道214也可为设置于定子铁芯21上的第一孔，第二流道215为设置于定子铁芯21上的第二孔，只要第一孔的底部深度小于第二孔的底部深度即可。

本实施例中，参见图3-图6，定子铁芯21包括第一定子冲片211、第二定子冲片212和第三定子冲片213。三个定子2冲片均为中间开孔的圆盘形状。两个第一定子冲片211间隔分设于第二定子冲片212的两侧，且两个第一定子冲片211与第二定子冲片212之间均连接有第三定子冲片213。三种定子2冲片轴向叠装连接。多个喷射口2111沿第一定子冲片211的周向间隔设置。第一定子冲片211和第三定子冲片213的外径相等，且均大于第二定子冲片212的外径，两第三定子冲片213相对的端面与第二定子冲片212的外周面形成第一凹槽214a。第二凹槽包括连通的第二凹槽一215a和第二凹槽二215b，多个第二凹槽一215a沿第三定子冲片213的外周面间隔设置，多个第二凹槽二215b沿第二定子冲片212的周向间隔设置。

采用三种定子2冲片，分别在三种定子2冲片上加工出喷射口2111、第二凹槽一215a和第二凹槽二215b等结构，使得加工更方便。通过设置第二定子冲片212的直径小于第一定子冲片211和第三定子冲片213的直径，从而形成第一凹槽214a，省去第一凹槽214a的加工。喷射口2111、第二凹槽一215a和第二凹槽二215b可冲压成型，加工方便，且便于成型出各种尺寸和形状。

第一定子冲片211、第二定子冲片212和第三定子冲片213上还加工有焊道216，用于三者叠装后焊接连接。第一定子冲片211上的焊道216也可作为第二凹槽一215a，部分冷却液由第一定子冲片211上的焊道216喷出。第三定子冲片213上的焊道216也可作为第二凹槽一215a。第二定子冲片212上的焊道216也可作为第二凹槽二215b。第二定子冲片212上的部分第二凹槽二215b也可作为键槽，用于对定子铁芯21与壳体1的装配进行导向和传扭。当然，也可在第二定子冲片212上设置独立的键槽，键槽和第二凹槽二215b不共用。

本实施例中，喷射口2111为矩形孔。在其他实施例中，喷射口2111可为圆形孔、椭圆形孔、梯形孔或异形孔等，以调整由喷射口2111喷射出的冷却液的流量及喷射轨迹，最终能够实现对端部绕组22较好的冷却。

本实施例中，第二凹槽一215a和第二凹槽二215b均为楔形槽。在其他实施例中，第二凹槽一215a和第二凹槽二215b也可为U形槽或V形槽等，以调节冷却液的流速，在此不做限定。

可选地，定子铁芯21与壳体1过盈配合，无需连接件，装配方便，并能保证两者之间的密封性。

可选地，导流件3为环状；导流件3与壳体1过盈配合，装配方便，无需连接件；或者，导流件3与壳体1之间通过止口结构连接，通过止口结构实现安装定位及连接，装配方便。

可选地，参见图7，导流件3为环状，导流件3包括环本体31和止挡部32，环本体31与壳体1连接，止挡部32沿环本体31的整个周向呈夹角设置于环本体31的内周面，止挡部32用于将由喷射口2111喷出的冷却液导流至端部绕组22。进一步可选地，环本体31的内周面与止挡部32朝向对应端部绕组22的一侧面之间设置有多个隔挡部(图未示)，多个隔挡部沿环本体31的周向间隔设置。部分喷射至止挡部32上的冷却液会在重力作用下向下流动，通过设置隔档部，能够减少在重力作用下向下流动的冷却液，使更多的冷却液被导流至端部绕组22。示例性地，隔档部为凸起状或板状。

在其他实施例中，导流件3也可不为环状，多个导流件3沿壳体1的内周面的周向间隔布置，每个导流件3对应一个喷射口2111，导流将将对应的喷射口2111喷出的冷却液导流致端部绕组22。对导流件3的具体形状不做限定，导流件3的导流面可以为弧面、或依次呈夹角的多个平面等，在此不做限定。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (7)

1.一种定子冷却系统，其特征在于，包括：

壳体(1)；

定子(2)，插装于所述壳体(1)的内侧，所述定子(2)包括定子铁芯(21)和端部绕组(22)，两个所述端部绕组(22)分设于所述定子铁芯(21)的轴向两端，所述定子铁芯(21)上设置有冷却流道，所述定子铁芯(21)的端面设置有喷射口(2111)，所述喷射口(2111)与所述冷却流道连通；

导流件(3)，两个所述导流件(3)均设置于所述壳体(1)的内侧，并分设于所述定子(2)的轴向的两端，所述导流件(3)与所述定子(2)间隔设置，所述导流件(3)用于将由所述喷射口(2111)喷出的冷却液导流至所述端部绕组(22)；

所述导流件(3)为环状；

所述导流件(3)与所述壳体(1)过盈配合；或，所述导流件(3)与所述壳体(1)之间通过止口结构连接；

所述导流件(3)包括环本体(31)和止挡部(32)，所述环本体(31)与所述壳体(1)连接，所述止挡部(32)沿所述环本体(31)的整个周向呈夹角设置于所述环本体(31)的内周面，所述止挡部(32)用于将由所述喷射口(2111)喷出的冷却液导流至所述端部绕组(22)；

所述环本体(31)的内周面与所述止挡部(32)朝向对应所述端部绕组(22)的一侧面之间设置有多个隔挡部，多个所述隔挡部沿所述环本体(31)的周向间隔设置。

2.根据权利要求1所述的定子冷却系统，其特征在于，所述冷却流道包括第一流道(214)和多个第二流道(215)，所述第一流道(214)沿所述定子铁芯(21)的整个周向延伸，所述第二流道(215)与所述定子铁芯(21)的周向呈夹角，多个所述第二流道(215)沿所述定子铁芯(21)的周向间隔设置，并均与所述第一流道(214)连通，所述喷射口(2111)至少与部分所述第二流道(215)连通。

3.根据权利要求2所述的定子冷却系统，其特征在于，所述第二流道(215)沿所述定子铁芯(21)的轴向延伸。

4.根据权利要求2所述的定子冷却系统，其特征在于，所述第一流道(214)包括设置于所述定子铁芯(21)的外周面的第一凹槽(214a)，所述第二流道(215)包括设置于所述定子铁芯(21)的外周面的第二凹槽，所述第一凹槽(214a)的槽深小于所述第二凹槽的槽深。

5.根据权利要求4所述的定子冷却系统，其特征在于，所述定子铁芯(21)包括第一定子冲片(211)、第二定子冲片(212)和第三定子冲片(213)，两个所述第一定子冲片(211)间隔分设于所述第二定子冲片(212)的两侧，且两个所述第一定子冲片(211)与所述第二定子冲片(212)之间均连接有所述第三定子冲片(213)；

多个所述喷射口(2111)沿所述第一定子冲片(211)的周向间隔设置；

所述第一定子冲片(211)和所述第三定子冲片(213)的外径相等，且均大于所述第二定子冲片(212)的外径，两所述第三定子冲片(213)相对的端面与所述第二定子冲片(212)的外周面共同形成所述第一凹槽(214a)；

所述第二凹槽包括连通的第二凹槽一(215a)和第二凹槽二(215b)，多个所述第二凹槽一(215a)沿所述第三定子冲片(213)的外周面的周向间隔设置，多个所述第二凹槽二(215b)沿所述第二定子冲片(212)的周向间隔设置。

6.根据权利要求1-5任一项所述的定子冷却系统，其特征在于，所述定子铁芯(21)与所述壳体(1)过盈配合。

7.一种电机，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的定子冷却系统。