CN114391212A - 通过定子的密封冷却实现有效冷却的涡轮电动机 - Google Patents

Abstract

本发明具体涉及一种通过定子的密封冷却实现有效冷却的涡轮电动机，该涡轮电动机包括具备定子芯和线圈并接收电源以产生磁力的定子、以及通过定子磁化进行旋转运动的转子，在转子的外周面上隔开形成密封和容纳制冷剂，内部定子浸入制冷剂并联接电动机壳体，使制冷剂分离并流入定子，制冷剂流出口在制冷剂流入口之间至少形成一个分离后流入的制冷剂盒体，向电动机壳体的外侧流出。本发明的涡轮电动机中，定子浸入并联接到密封的电动机壳中，流入的制冷剂通过定子芯的外表面、线圈的内部等吸收从定子释放的热量，吸收定子的发热能量，使液体状态的制冷剂变成气体状态的制冷剂，从而直接有效地冷却定子。

Description

通过定子的密封冷却实现有效冷却的涡轮电动机

技术领域

本发明属于涡轮电动机技术领域，具体涉及一种通过定子的密封冷却实现有效冷却的涡轮电动机。

背景技术

众所周知，电动机由层叠有硅钢板等的定子芯、线圈等组成，由通过提供电源产生磁力的定子、通过定子的磁化进行旋转运动的转子组成，特别是高速涡轮电动机可以使用交流转换装置进行高速旋转，因此必然会产生电热。如果不消除这种电热，马达的寿命就会缩短，而且还会因发热而发生火灾事故等。

因此，作为冷却这种发热的冷却方式，主要使用通过循环空气来冷却马达的空冷式冷却方式，以及循环冷却水来冷却马达的水冷式冷却方式。

在空气冷却方法中，在电动机的一侧具备冷却风扇或另外具备循环风扇以供应空气来冷却电动机，但当空气本身的热吸收率不大，并且冷却风扇周围环境温度高时，存在用高温空气冷却电动机而降低冷却效率的问题。

另外，水冷式冷却方式虽然比空气吸收热率高，但为了冷却吸收热的水，必须另外配备热交换器、水箱、管道等，涡轮马达的大部分构成装置都是利用电源的装置，存在因水漏水而发生大型事故等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种涡轮电动机，该涡轮电动机能够通过将定子浸入并联接到密封容纳有制冷剂的电动机壳体上来冷却定子，从而通过密封冷却定子来实现高效冷却。

另外，本发明通过提供通过定子芯的外表面流动并通过线圈内部的制冷剂流路，使制冷剂在接触定子时能够直接冷却定子芯的定子密封冷却，从而提供高效冷却的涡轮电动机。

另外，本发明根据定子的大小、形状等，改变制冷剂流入口、制冷剂流出口等位置、个数等，通过可适用于多种形态的定子的定子的密封冷却，提供高效冷却的涡轮电动机。

本发明的实施例目的不限于以上提到的目的，未提及的另一个目的可以从下列记载中明确地理解为，在属于本发明的技术领域具有通常知识的人。

本发明课题的解决手段如下：

本发明的实施例，在具备定子芯和线圈、接受电源后产生磁力的定子、包括通过定子的磁化进行旋转运动的转子的涡轮电动机中，在上述转子的外周面隔开形成，密封并容纳制冷剂，内部由定子浸入上述制冷剂而结合的电动机壳体和上述电动机壳体的外侧面贯通形成，通过定子的密封冷却，可以提供高效冷却的涡轮电动机。

根据本发明的实施例，设置在定子的一侧端以支撑定子，使从上述制冷剂入口流入的上述制冷剂通过而形成的第一定子固定环，以及设置在定子另一端以支撑上述定子，使通过上述线圈的上述制冷剂流动到上述制冷剂出口。通过包括第二定子固定环的定子的密封冷却，可以提供高效冷却的涡轮电动机。

另外，根据本发明的实施例，从上述制冷剂流入口流入的上述制冷剂沿着上述定子芯的侧面流动，通过上述第一定子固定环，通过上述线圈通过上述制冷剂流出口而形成的定子的密封冷却，可以提供高效冷却的涡轮电动机。

另外，根据本发明的实施例，上述制冷剂流入口由多个形成，使上述制冷剂分离并流入上述定子，上述制冷剂流出口在上述制冷剂流入口之间至少形成一个，使分离后流入的制冷剂合体，通过上述电动机壳体的外侧流出的定子的密封冷却，可以提供高效冷却的涡轮电动机。

另外，根据本发明的实施例，在上述定子两侧端部设置多个支撑上述定子，通过流入的上述制冷剂通过而形成的第一定子固定环，在上述定子中心侧设置多个支撑上述定子，通过上述线圈的上述制冷剂通过上述制冷剂流出口流动而形成的第二定子固定环。

另外，根据本发明的实施例，从上述制冷剂流入口流入的上述制冷剂沿着上述定子芯的一侧及其他侧流动，通过上述第一定子固定环，通过上述线圈通过上述制冷剂流出口形成的定子密封冷却，可以提供高效冷却的涡轮电动机。

另外，根据本发明的实施例，在上述马达壳体的外侧形成，为调节马达壳体的内部压力，可以提供包括至少一个压力调节口在内的定子的密封冷却，从而实现高效冷却的涡轮马达。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1.在本发明的涡轮电动机中，定子浸入并联接到密封的电动机壳中，并且流入的制冷剂通过定子芯的外表面、线圈的内部等吸收从定子释放的热量，吸收定子的发热能量，使液体状态的制冷剂变成气体状态的制冷剂，从而直接有效地冷却定子；

2.本发明的涡轮电动机可根据定子的大小、形状等改变制冷剂流入口、制冷剂流出口的位置、个数等，并形成相应的制冷剂流路，适用于冷却各种形态的定子。

附图说明

图1是能够通过密封冷却实施例定子来高效冷却的涡轮马达结构示意图。

图2是通过冷却定子的密封冷却实现高效冷却的涡轮马达的其他实施例结构示意图。

具体实施方式

在参考附图和详细后述的实施例时，将明确发明实施例的优点和特征，以及实现它们的方法。但是，本发明不限于以下公开的实施例，而是以不同的形态实现，只是本实施例是为了完整地告知在属于本发明的技术领域具有通常知识的人，而本发明只是根据请求项的范畴来定义。在整个明细单上，相同的参照符号是指相同的构成要素。

在说明本发明的实施例时，如果认为对公告功能或构成的具体说明可能会不必要地模糊本发明的要旨时，将省略其详细说明。另外，后述用语是考虑在实施本发明的实施例中的功能而定义的用语，这可能会根据使用者、运营者的意图或惯例等而有所不同。因此，其定义应以本明细单的整体内容为基础进行。

以下，参照附图详细说明本发明的实施例。

图1是示例了能够通过密封冷却本发明实施例冷却定子的高效冷却的涡轮马达的结构示意图，图2是通过根据本发明其他实施例冷却定子的定子的密封冷却进行高效冷却的涡轮马达的结构示意图。图纸2是示例图纸。

参照图1和图2，通过本发明的实施例，通过定子的密封冷却实现高效冷却的涡轮电动机可以包括电动机壳110、制冷剂入口120、制冷剂出口130、制冷剂油路140、第一定子固定环150、第二定子固定环160、压力调节口170等。

首先，与常规的涡轮电动机相同，本发明的涡轮电动机包括定子芯11和线圈12以及通过定子10磁化接收电源产生磁力的定子20等。

电动机壳体110在转子20的外周面上隔开形成，密封并容纳制冷剂，定子20沉淀并结合到电动机壳体110内部的制冷剂中，可以通过制冷剂冷却。

在电动机壳体110的外侧形成制冷剂入口120和制冷剂出口130，制冷剂流入和流出，与定子插槽图纸未图纸时外部接触固定，密封和容纳制冷剂，在电动机壳体110上具备第一定子固定环150、第二定子固定环160、压力调节口170等，并具备第一定子固定环。

另外，在定子10结合的电动机壳110和转子20的分离空间中，为了隔离并容纳定子10与转子20密封在电动机壳110中，可以具备以气缸形态等形成的隔离构件省略图纸编号，这种隔离构件省略图纸编号由非磁性体形成，通过定子10、转子20等隔离构件。省略图纸号码可以防止磁化。

制冷剂流入口120贯穿电机壳110的外侧形成，制冷剂流入电机壳110内部，根据定子10、制冷剂油140等形态可形成多个，对此的详细说明应在制冷剂油140后述。

从制冷剂流入口120流入的制冷剂沿着定子芯11的侧面流动，通过第1定子固定环150的孔图纸未成都市，移动到线圈12等，可以冷却定子10。

特别是，为了有效冷却定子10的热量，制冷剂入口120可与第二定子固定环160相邻。

制冷剂流入口120与第二定子固定环160相邻形成，流入的制冷剂在定子10的外周面流动，冷却定子芯11等，通过第一定子固定环150的孔图纸未全时后，流动卷绕的线圈12的同时冷却线圈12等，与第一定子固定环150分离安装。可以冷却伊特固定环160的外侧线圈12等。

制冷剂流出口130贯穿电机壳110的外侧形成，制冷剂从电机壳110流出，根据定子10、制冷剂油140等形态，至少可以设置一个以上。

制冷剂油路140设置在电动机壳110内部，使制冷剂流动的同时冷却定子10，是从制冷剂流入口120流入的制冷剂通过定子，流入制冷剂流出口130的制冷剂移动通道。

制冷剂入口120可与第二定子固定环160相邻形成，第二定子固定环160以封闭形态形成，因此制冷剂不能通过第二定子固定环160移动，流入的制冷剂可向第一定子固定环150方向流动。移动到第一定子固定环150侧的制冷剂可以流动由硅钢板等形成的定子芯11的外表面，同时可以吸收从定子芯11、线圈12等释放的热量。在这种情况下，制冷剂可以通过接触定子芯11来直接冷却定子芯11并吸收从线圈12等散发的热量，从而直接冷却线圈12等。

如上所述，制冷剂通过制冷剂流入口120持续流入，流入的制冷剂在移动的同时可以持续吸收定子芯11、线圈12等热量，因此可以产生定子芯11的整个部分均衡冷却的效果。

另外，通过第一定子固定环150的孔图纸未图示的制冷剂通过定子10内部的线圈12、电动机壳体110和线圈12之间的间隙等，可以吸收定子10产生的热量。

线圈12是插入在定子芯11内侧形成的插槽图纸未图纸中沿长度方向卷绕的形态，一般以120度间隔缠绕3对独立后，以Y连接或连接方式连接。

通过线圈12等的制冷剂可以通过与第二定子固定环160相邻形成的制冷剂流出口130从电动机壳110流出。

另外，根据定子10、制冷剂油140等形态，制冷剂流入口120、制冷剂流出口130等的形成位置、形成数量等可能会发生变化。

例如，定子10形成为大尺寸即定子10的长度被延长，在上述位置具备制冷剂流入口120、制冷剂流出口130等时，流入的制冷剂在冷却延长的定子芯11、延长的线圈12等的同时流动，制冷剂流动的制冷剂油140也会被延长。

在这种情况下，能够吸收一定量热量的制冷剂在流动延长的制冷剂油140的同时，还要从定子10吸收更多的热量，因此，在线圈12的末端、制冷剂流出口130附近等地，制冷剂吸收的热量明显减少，在制冷剂流入口120附近等地，制冷剂的热吸收率和制冷剂流出口130附近等地，制冷剂吸收的热量明显减少。存在热吸收率差异增大的问题。

为了克服这些问题，如图2所示，定子芯11平分形成，制冷剂流入口120由多个形成，制冷剂分离并流入定子10，制冷剂流出口130在制冷剂流入口120之间即，定子10的中央位置对应的电动机壳110的外表面分离并流入。合体后形成向电动机壳110的外侧流出。

另外，第一定子固定环150在定子10的两端设置有多个支撑定子10；第二定子固定环160在定子10的中心侧设置有多个支撑定子10；通过线圈12的制冷剂引导到制冷剂出口130流动。制冷剂油路140由制冷剂流入口120流入的制冷剂沿着定子芯11的一侧及其他侧流动，通过第一定子固定环150，通过线圈12通过制冷剂流出口130流出。

如上所述，当形成制冷剂流入口120、制冷剂流出口130等时，制冷剂可以通过多个制冷剂流入口120分配并流入，流入的每个制冷剂可以通过第二定子固定环160空间分离的每个定子10被单独冷却而形成的每个制冷剂油140移动，因此缩短的制冷剂油路140。

如图2所示，在支撑每个定子10的第二定子固定环160附近形成多个制冷剂流入口120，在对应于每个定子10之间的位置的电动机壳110位置形成制冷剂流出口130时，流入的制冷剂被第二定子固定环160堵塞，无法在每个定子10之间流动。沿着定子芯11的外表面流动，可以吸收定子芯11等热量。接着，制冷剂通过第一定子固定环150的孔图纸未图向线圈12侧流动，通过线圈12等，通过每个定子10吸热的制冷剂在每个定子10之间的位置合在一起，形成制冷剂。通过销售出口130可以排出。

如上所述，当形成制冷剂油140时，制冷剂可以单独流入每个定子10冷却并排出定子10，因此即使定子10分开设置，也可以均衡地冷却整个定子10。

另一方面，密封并容纳在电动机壳体110中的制冷剂在一定温度以上气化，在一定温度以下液体液化，可以使用绝缘性、非可燃性、非爆炸性等物质，一般可以使用冷冻机中使用的制冷剂R-22、R-134a等，也可以使用可燃性、爆炸性等的CO2制冷剂等。

R-22是氟利昂制冷剂的一种，冷冻能力在氟利昂制冷剂中是最优秀的，从小型装置到大型装置都可以广泛使用。特别是主要用于往返式空调等，还可用于低温冷冻装置。但是，氟利昂制冷剂会破坏臭氧层，影响全球变暖，如果水分渗透，对金属具有腐蚀性。

另外，134a作为代替R-12的制冷剂开发的制冷剂，具有无色透明的不可燃性。主要用于冰箱或汽车空调，分子中不含氯，因此没有臭氧层破坏指数，但全球变暖指数较高。

使用的制冷剂，1.蒸发力高于大气压，常温下冷凝力低；2.蒸发潜热大，液体状态比热小；3.化学稳定；4.热传导度高；5.不活性，与金属没有化学反应；6.电阻性大，绝缘性好；7.不易燃性，无爆炸性，不影响；8.臭氧层崩溃和地球变暖。可以使用可以最小化的制冷剂。

R-22、R-134a等制冷剂的特性上，制冷剂从液体气化成气体，可以吸收大量热量，流入制冷剂流入口120的制冷剂在发动机壳110内吸收定子10等热量，排放到制冷剂流出口130，与发动机壳110内部的发热部直接或间接接触，吸收热量进行冷却。

第一定子固定环150设置在定子10的一侧端以支撑定子10，形成从制冷剂流入口120流入的制冷剂通过。

为了使通过制冷剂流入口120流入的制冷剂吸收定子芯11的热量并流向线圈12侧，在第一定子固定环150上形成了开放形态的孔图纸未成都市等，因此制冷剂可以通过第一定子固定环150。

另外，第一定子固定环150可以使定子10沉淀在制冷剂中并结合到电动机壳110上，结合到定子10的一侧端，可以支撑定子10，如图2所示，当定子10分离形成时，各定子10在一侧端可以支撑，具备多个定子10。

第二定子固定环160设置在定子10的其他端部，以支撑定子10，使通过线圈12的制冷剂流向制冷剂流出口130。

通过线圈12等吸收热量的制冷剂不移动到与第二定子固定环160相邻形成的制冷剂流入口120，而可以将第二定子固定环160以封闭的形式形成。

另外，第二定子固定环160可以使定子10沉淀在制冷剂中并结合到电动机壳110，结合到定子10的其他端部，可以支撑定子10，如图2所示，当定子10分离形成时，各定子10可以在一端支撑。

压力调节口170至少设置一个以调节电动机壳体的内部压力，并且在电动机壳体的外表面上形成。

当制冷剂油140形成时，制冷剂个别流入定子10中，制冷剂沿着制冷剂油140流动，冷却定子10并排出，在此过程中，由于内部定子10产生的热量而改变为气体状态的制冷剂，电动机壳110内部压力会急剧上升。

压力调节口170以螺线管阀等形式设置在电动机壳110的外侧，当电动机壳110的内部压力急剧上升并达到一定压力以上时，压力调节口170会打开，当压力恢复至一定压力以下时，压力调节口170会关闭，从而防止电动机壳110内部压力的急剧上升。可以使负压力保持恒定。

在以上说明中，虽然提出了本发明的各种实施例并进行了说明，但并不一定局限于此，在属于该发明的技术领域具有通常知识的人，在不脱离发明的技术思想的范围内，可以很容易地发现各种置换、变形及变更。

Claims (5)

1.一种通过定子的密封冷却实现有效冷却的涡轮电动机，其特征在于，包括：具备定子芯和线圈并接收电源以产生磁力的定子，以及通过定子磁化进行旋转运动的转子，在所述转子的外周面上隔开形成密封和容纳制冷剂，内部定子浸入所述制冷剂并联接电动机壳体，以及通过所述电动机壳体的外侧面贯穿所述电动机的壳体，使所述制冷剂分离并流入定子，所述制冷剂流出口在所述制冷剂流入口之间至少形成一个，分离后流入的制冷剂盒体，向所述电动机壳体的外侧流出；

在所述定子的两侧端部设置有多个支撑定子，通过流入的所述制冷剂形成的第一定子固定环，在所述定子的中心侧设置有多个支撑定子，通过所述线圈所述制冷剂流到所述制冷剂流出口，包括第二定子固定环。

2.根据权利要求1所述的通过定子的密封冷却实现有效冷却的涡轮电动机，其特征在于，设置在定子的一侧端以支撑定子，使从所述制冷剂入口流入的所述制冷剂通过的第一定子固定环，以及设置在定子另一端以支撑所述定子，通过所述线圈所述制冷剂通过包括第二定子固定环。

3.根据权利要求2所述的通过定子的密封冷却实现有效冷却的涡轮电动机，其特征在于，在制冷剂流路中，从制冷剂流入口流入的制冷剂沿着定子芯的侧面流动，通过第一定子固定环，通过所述线圈制冷剂流出口流出。

4.根据权利要求1所述的通过定子的密封冷却实现有效冷却的涡轮电动机，其特征在于，在制冷剂流路中，从制冷剂流入口流入的制冷剂沿着定子芯的一侧和另一侧流动，通过第一定子固定环，通过所述线圈制冷剂流出口流出。

5.根据权利要求3或4所述的通过定子的密封冷却实现有效冷却的涡轮电动机，其特征在于，在所述电动机壳体的外表面上形成，并且通过包括至少一个压力调节口以调节电动机壳体的内部压力。

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