CN114649896B - 一种柔性可变流道散热的电机及驱动器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柔性可变流道散热的电机及驱动器，电机及驱动器内沿热源分布走向设置柔性可变流道，其结构包括流道主体、安装在流道主体上的柔性组件模块、支撑体及快速转接头；所述流道主体用于存储并传输为热源散热的换热液体；所述柔性组件模块用于改变流经该柔性组件模块截面的流量和流动状态；所述支撑体及快速转接头用于支撑或快速安装柔性组件模块；所述柔性组件模块包含四种结构类型，根据电机及驱动器内热源位置分布特点选择不同结构类型组合于流道主体上。本发明根据热源的需求和水泵的流量通过柔性机构调整出合适的流道形状，自动调节流经液冷散热系统的流量和流动状态分布，消除不正常和无效流动，提升散热效率，强化散热效果。
Description
技术领域
本发明属于电机及驱动器技术领域，具体是涉及一种柔性可变流道散热的电机及驱动器。
背景技术
航空电机及其驱动器功率密度越来越大，为了应对更高功率密度的发热，风冷散热已经无法满足需求，液冷散热技术的引入成为必要手段。但解决散热问题除了要把液冷散热循环构造集成到电机和驱动器内，还要解决如何让散热系统更加高效地工作，同时使得散热系统更加的节能。
当前的液冷散热系统自身的调节能力仅限于通过调整水泵的转速来控制换热液体循环流量的大小。当整个循环回路中有多个热源时，当各个热源的发热功率大小出现变化且热源的发热分布发生改变时，其各自所需的散热需求是不同的，当前方案仅仅改变水泵流量大小对各个热源的作用是一致的，无法使得各个热源独立获得各自状态下的流量。
另外，换热液体在散热系统内部流动过程中，由于流动阻力、结构等因素，会产生不正常流动状态，也会降低传热效果。
因此，发展一种可自动调节散热系统内换热液体流量和流动状态的柔性可变流道，能自动调节流经热源的流量和流动状态分布，可以根据整个循环系统的流量和流动状态分布调整流道的局部构造，进而匹配出最优的流道造型。
发明内容
本发明的目的在于针对上述问题，提供一种柔性可变流道散热的电机及驱动器，电机及驱动器内部通过柔性可变流道进行散热，可同时对多个热源进行散热，并能自动调节流经热源的流量和流动状态分布，散热更高效、更节能。
本发明的技术方案是这样实现的。
一种柔性可变流道散热的电机及驱动器，其特征在于：电机及驱动器内沿着热源分布走向设置柔性可变流道，所述柔性可变流道与热源接触，其结构包括流道主体、安装在流道主体上的柔性组件模块、支撑体及快速转接头；所述流道主体用于存储并传输为热源散热的换热液体；所述柔性组件模块用于改变流经该柔性组件模块截面的流量和流动状态；所述支撑体及快速转接头用于支撑或快速安装柔性组件模块；所述柔性组件模块包含用于流道主体的进口或出口的进出口模块、用于流道主体直道上的直流道模块、用于流道主体的拐角或弯曲部分的圆角或折弯模块、以及用于流道主体上存在并排热源分布情况的移动整流模块这四种结构类型；所述柔性组件模块根据电机及驱动器内热源位置分布特点选择不同结构类型组合于流道主体上；所述柔性组件模块分别设有用于改变形状或位置的形变位移调整机构。
进一步地，所述柔性组件模块包括由柔性材料构成的外壳，在非工作状态下具有平整的外形或固定的位置；处于工作状态时，在形变位移调整机构的驱动下，外壳迅速发生变形或位移并能承受一定的载荷，向各个方向形变产生平滑外形，实现改变流道形状的作用。
进一步地，所述流道主体内的进口位置设有至少一块分流板，分流板可以调整不同冷却流道支路各自的流量大小。
进一步地，所述移动整流模块能独立变形，也能整体位置移动，其外壳在作用力下向各个方向形变产生平滑外形，形变位移调整机构调整与之相连的柔性材料的三维位置，进而调节移动整流模块本身的形状，以及移动整流模块整体相对流道主体的位置，这样可以实现改变流经移动整流模块截面的流量和流动状态。
进一步地，所述直流道模块为径向收缩变形，其柔性材料构成的外壳在作用力下向径向形变产生平滑外形，进而调节流道形状，这样可以实现改变流经直流道模块截面的流量。
进一步地，所述圆角或折弯模块根据实际流量和流动需要来发生弯曲形变，其柔性材料构成的外壳在作用力下绕弯管中心轴发生弯曲形变，进而调节流道形状，改变流经圆角或折弯模块截面的流量和流动状态。
进一步地，所述进出口模块根据实际流量和流动需要自动改变进出口直径，进而调节流道形状，改变流经该进出口模块截面的流量和流动状态。
进一步地，所述柔性组件模块设置在流道上可以单个使用，也可以并排成对使用，对称设置在流道径向上。
进一步地，所述柔性可变流道还包括：设置于柔性可变流道内部的支撑体及快速转接头；其中，支撑体及快速转接头用于支撑或快速安装柔性组件模块；支撑体及快速转接头设在流道主体内部或者设置在流道主体外部。
本发明的原理是：本发明的柔性可变流道中，由于柔性可变流道和待散热热源接触，待散热热源在工作时散发的热量能够传递到柔性可变流道内存储的换热液体，同时换热液体在柔性可变流道内流动，带走热源散发的热量，从而达到为热源散热的目的。同时，针对整个液冷散热系统中的多个热源的散热需求在不同工况下会改变的问题，该柔性可变流道可以自动调节流经液冷散热系统的流量和流动状态分布，可以根据整个液冷循环系统的流速进行内部流道的重构，进而匹配出最优的流道造型，消除不正常和无效流动，提升散热效率，强化了散热效果，同时，该柔性可变流道还能避免普通流道控制流量带来的噪声，通过改变流动状态可以清洗管路，防止管路堵塞的特性。各种柔性组件模块的工作原理是，在非工作状态下具有平整的外形或固定的位置；工作时，组件外部由柔性材料构成的外壳迅速发生变形或位移并能承受一定的载荷，向各个方向形变产生平滑外形，实现改变流道形状的作用。
本发明的有益效果是：1、可以根据热源的需求和水泵的流量通过柔性机构调整出合适的流道形状。2、可以自动调节流经液冷散热系统的流量和流动状态分布，消除不正常和无效流动，提升散热效率，强化了散热效果。3、能避免普通流道控制流量带来的噪声，通过改变流动状态可以清洗管路，防止管路堵塞。4、柔性模块及其特点可以对不同类型的热源快速设计出相适应的方案。
附图说明
图1为本发明柔性可变流道散热的电机实施例1的结构示意图。
图2为本发明柔性可变流道散热的电机实施例2的结构示意图。
图3为本发明柔性可变流道散热的电机实施例3的结构示意图。
图4为本发明柔性可变流道散热的电机实施例4的结构示意图。
在图中，1、电机，11、热源，2、流道主体，21、进出口模块，22、直流道模块，23、圆角或折弯模块，24、移动整流模块，25、形变位移调整机构，26、分流板。
具体实施方式
下面通过实施例以及说明书附图对本发明的技术方案做进一步地详细说明。
如图1-图4所示，一种柔性可变流道散热的电机及驱动器，电机1及驱动器内沿着热源11分布走向设置柔性可变流道，所述柔性可变流道与热源接触，其结构包括流道主体2、安装在流道主体上的柔性组件模块、支撑体及快速转接头；所述流道主体2用于存储并传输用于为热源11散热的换热液体；所述柔性组件模块用于改变流经柔性组件模块截面的流量和流动状态；所述支撑体及快速转接头用于支撑或快速安装柔性组件模块；所述柔性组件模块包含用于流道主体2的进口或出口的进出口模块21、用于流道主体2直道上的直流道模块22、用于流道主体2的拐角或弯曲部分的圆角或折弯模块23、以及用于流道主体2上存在并排热源分布情况的移动整流模块24四种结构类型；所述柔性组件模块根据电机1及驱动器内热源位置分布特点选择不同结构类型组合于流道主体2上，不同结构类型组合见以下具体实施例；所述柔性组件模块分别设有用于改变形状或位置的形变位移调整机构25。
所述柔性组件模块包括由柔性材料构成的外壳，在非工作状态下具有平整的外形或固定的位置；处于工作状态时，在形变位移调整机构25的驱动下，外壳迅速发生变形或位移并能承受一定的载荷，向各个方向形变产生平滑外形，实现改变流道形状的作用。
所述移动整流模块24能独立变形，也能整体位置移动，其外壳在作用力下向各个方向形变产生平滑外形，形变位移调整机构调整与之相连的柔性材料的三维位置，进而调节移动整流模块24本身的形状，以及移动整流模块24整体相对流道主体2的位置，这样可以实现改变流经移动整流模块24截面的流量和流动状态。
所述直流道模块22为径向收缩变形，其柔性材料构成的外壳在作用力下向径向形变产生平滑外形，进而调节流道形状，这样可以实现改变流经直流道模块22截面的流量。
所述圆角或折弯模块23根据实际流量和流动需要来发生弯曲形变，其柔性材料构成的外壳在作用力下绕弯管中心轴发生弯曲形变，进而调节流道形状，改变流经该圆角或折弯模块23截面的流量和流动状态。
所述进出口模块21根据实际流量和流动需要自动改变进出口直径，进而调节流道形状，改变流经该进出口模块21截面的流量和流动状态。
所述柔性组件模块设置在流道上可以单个使用，也可以并排成对使用，对称设置在流道径向上。
所述柔性可变流道还包括：设置于柔性可变流道内部的支撑体及快速转接头；其中，支撑体及快速转接头用于支撑或快速安装柔性组件模块；支撑体及快速转接头设在流道主体2内部或者设置在流道主体2外部。
实施例1：
如图1所示，根据电机1内热源11的分布特点，流道主体2上从左到右设有：进出口模块21、移动整流模块24、另一个移动整流模块24、另一个进出口模块21，以上各模块在初始时为实线位置所示状态，经过形变位移调整机构25的驱动调整后，变成虚线位置所示状态，两个移动整流模块24除了形状发生改变，其整体位置也发生了改变，显然调整后的状态更有利于热源11散热。
实施例2：
如图2所示，根据电机1内热源11的分布特点，所述流道主体2内的进口位置设有一块分流板26，分流板26可以调整不同冷却流道支路各自的流量大小，每个支路在流经不同主要热源的流道，都有平直流道可压缩段，压缩后在相同流量下能加速换热液体流速，这样可以把相同流量换热液体集中后以更高流速流过主要热源区域。同时可以根据总循环回路的液泵流量大小进行搭配调节使用，以使热源冷却区域的效果在不同总流量下都能达到更佳效果。
流道主体2上从左到右设有：进出口模块21、直流道模块22和另一个直流道模块22一上一下并排设置、另一个进出口模块21，以上各模块在初始时为实线位置所示状态，经过形变位移调整机构25的驱动调整后，变成虚线位置所示状态，显然调整后的状态更有利于热源11散热。
实施例3：
如图3所示，根据电机1内热源11的分布特点，流道主体2上从左到右设有：进出口模块21、移动整流模块24和另一个进出口模块21，以上各模块在初始时为实线位置所示状态，经过形变位移调整机构25的驱动调整后，变成虚线位置所示状态，显然调整后的状态更有利于热源11散热。
实施例4：
如图4所示，根据电机1内热源11的分布特点，流道主体2上从左到右、从上到下设有：进出口模块21、圆角或折弯模块23、另一个圆角或折弯模块23、另一个进出口模块21，以上各模块在初始时为实线位置所示状态，经过形变位移调整机构25的驱动调整后，变成虚线位置所示状态，显然调整后的状态更有利于热源11散热。
以上所述是本发明的优选实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种柔性可变流道散热的电机及驱动器，其特征在于：电机及驱动器内沿着热源分布走向设置柔性可变流道，所述柔性可变流道与热源接触，其结构包括流道主体、安装在流道主体上的柔性组件模块、支撑体及快速转接头；所述流道主体用于存储并传输为热源散热的换热液体；所述柔性组件模块用于改变流经柔性组件模块截面的流量和流动状态；所述支撑体及快速转接头用于支撑或快速安装柔性组件模块；所述柔性组件模块包含用于流道主体的进口或出口的进出口模块、用于流道主体直道上的直流道模块、用于流道主体的拐角或弯曲部分的圆角或折弯模块、以及用于流道主体上存在并排热源分布情况的移动整流模块这四种结构类型；所述柔性组件模块根据电机及驱动器内热源位置分布特点选择不同结构类型组合于流道主体上；所述柔性组件模块分别设有用于改变形状或位置的形变位移调整机构。
2.根据权利要求1所述的柔性可变流道散热的电机及驱动器，其特征在于：所述柔性组件模块包括由柔性材料构成的外壳，在非工作状态下具有平整的外形或固定的位置；处于工作状态时，在形变位移调整机构的驱动下，外壳迅速发生变形或位移并能承受一定的载荷，向各个方向形变产生平滑外形，实现改变流道形状的作用。
3.根据权利要求1所述的柔性可变流道散热的电机及驱动器，其特征在于：所述流道主体内的进口位置设有至少一块分流板，分流板可以调整不同冷却流道支路各自的流量大小。
4.根据权利要求1所述的柔性可变流道散热的电机及驱动器，其特征在于：所述移动整流模块能独立变形，也能整体位置移动，其外壳在作用力下向各个方向形变产生平滑外形，形变位移调整机构调整与之相连的柔性材料的三维位置，进而调节移动整流模块本身的形状，以及移动整流模块整体相对流道主体的位置，实现改变流经移动整流模块截面的流量和流动状态。
5.根据权利要求1所述的柔性可变流道散热的电机及驱动器，其特征在于：所述直流道模块为径向收缩变形，其柔性材料构成的外壳在作用力下向径向形变产生平滑外形，进而调节流道形状，实现改变流经直流道模块截面的流量。
6.根据权利要求1所述柔性可变流道散热的电机及驱动器，其特征在于：所述圆角或折弯模块根据实际流量和流动需要来发生弯曲形变，其柔性材料构成的外壳在作用力下绕弯管中心轴发生弯曲形变，进而调节流道形状，改变流经圆角或折弯模块截面的流量和流动状态。
7.根据权利要求1所述柔性可变流道散热的电机及驱动器，其特征在于：所述进出口模块根据实际流量和流动需要自动改变进出口直径，进而调节流道形状，改变流经进出口模块截面的流量和流动状态。
8.根据权利要求1所述柔性可变流道散热的电机及驱动器，其特征在于：所述柔性组件模块设置在流道上可以单个使用，也可以并排成对使用，对称设置在流道径向上。
9.根据权利要求1所述柔性可变流道散热的电机及驱动器，其特征在于：所述柔性可变流道还包括：设置于柔性可变流道内部的支撑体及快速转接头；其中，支撑体及快速转接头用于支撑或快速安装柔性组件模块；支撑体及快速转接头设在流道主体内部或者设置在流道主体外部。
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| GR01 | Patent grant | ||
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