CN115224834A - 一种防高温干扰的永磁同步电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防高温干扰的永磁同步电机，涉及永磁同步电机技术领域，包括电机外壳、定子以及其内部的转子，所述转子内部中间位置处设置有固定筒。本发明随着转子相对于定子旋转时，且固定筒随着转子旋转，随着固定筒的旋转以及在固定筒内壁多组导流叶片的作用下，固定筒内部冷却液从一端移动至另一端，通过多组连接管依次进入至转动流通架以及固定流通架内部，进而冷却液通过排液管进入冷却筒内部，此时冷却筒内部其余冷却液则通过进液管从另一端的依次经过固定流通架、转动流通架以及多组连接管再次进入到固定筒内部，进而使冷却液形成循环流动的过程，整体散热降温效果较好，有效的提高了转子内部永磁体的耐高温干扰的性能。

Description

一种防高温干扰的永磁同步电机

技术领域

本发明涉及永磁同步电机技术领域，具体为一种防高温干扰的永磁同步电机。

背景技术

永磁同步电动机以永磁体提供励磁，使电动机结构较为简单，降低了加工和装配费用，且省去了容易出问题的集电环和电刷，提高了电动机运行的可靠性，又因无需励磁电流，没有励磁损耗，提高了电动机的效率和功率密度，永磁同步电动机由定子、转子和端盖等部件构成，定子与普通感应电动机基本相同，采用叠片结构以减小电动机运行时的铁耗，转子可做成实心，也可用叠片叠压，电枢绕组可采用集中整距绕组的，也可采用分布短距绕组和非常规绕组。

在永磁同步电机运行过程中，将永磁同步电机的最高温度与外部环境温度的差值称为温升，限制电机设计的功率密度，转矩密度和可靠性进一步提高的关键就是电机温升，因为过高的电机温升会造成电机过热而使电机绕组绝缘失效，永磁体永久性退磁等一系列问题，永磁同步电机运行时，转子铁芯和永磁体会产生涡流损耗，尤其是高扭矩密度和大功率密度的永磁同步电机，其转子中存在大量的涡流损耗，使得转子永磁体的温升过高而发生永磁体高温永久性退磁等现象。

现有技术中往往通过加设同轴风扇对电机内部进行风冷散热降温，但是降温效果较差，通过电机外壳和定子之间加设外界动力循环的冷却液，对电机进行液冷散热降温，但是现有技术中转子相对于定子高速旋转，其中转子内部的温度较高，现有技术中不能更好的以及更加直接的对转子内部的高温进行散热降温，导致永磁同步电机的耐高温干扰的性能较差。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种防高温干扰的永磁同步电机，以解决现有技术中转子相对于定子高速旋转，其中转子内部的温度较高，现有技术中不能更好的以及更加直接的对转子内部的高温进行散热降温，导致永磁同步电机的耐高温干扰的性能较差的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种防高温干扰的永磁同步电机，包括电机外壳、定子以及其内部的转子，其中转子两端固定设置有输出轴，两组所述固定流通架和输出轴之间通过轴承连接，所述转子内部边缘部位均匀设置有多组永磁体，且定子内壁均匀固定设置有多组线圈架，且线圈架外侧缠绕有线圈，所述转子内部中间位置处设置有固定筒；

所述固定筒内壁均匀固定设置有多组导流叶片，所述转子外侧两端皆固定设置有转动流通架，所述固定筒和两组转动流通架皆通过多组连接管相连通，两组所述转动流通架一端皆设置有固定流通架，且转动流通架和固定流通架之间为转动连接，其中固定流通架内端固定设置有延伸至转动流通架内部的限位滑环，所述限位滑环内壁固定设置有滑动密封圈，且转动流通架内部开设有与限位滑环相配合的环形滑槽；

所述定子外侧固定设置有冷却筒，其中一组所述固定流通架底部和冷却筒之间通过排液管相连通，另一组所述固定流通架顶部和冷却筒之间通过进液管相连通，所述冷却筒底部一端连接有贯穿电机外壳的注液管，所述注液管内部设置有密封头。

通过采用上述技术方案，随着转子相对于定子旋转时，由于转子内部的固定筒内部填充有冷却液，进而冷却液可以在转子内部对多组永磁体进行散热降温，且固定筒随着转子旋转，随着固定筒的旋转以及在固定筒内壁多组导流叶片的作用下，固定筒内部冷却液从一端移动至另一端，通过多组连接管进入至转动流通架内部，由于转动流通架和固定流通架之间相对于滑动，且其内部开设有流通孔，进而冷却液通过排液管进入冷却筒内部，此时冷却筒内部其余冷却液则通过进液管从另一端的依次经过固定流通架、转动流通架以及多组连接管再次进入到固定筒内部，进而使冷却液形成循环流动的过程，更好的对转子内部以及定子外部进行冷却液循环流动散热降温，整体散热降温效果较好，有效的提高了转子内部永磁体的耐高温干扰的性能。

本发明进一步设置为，所述输出轴外侧位于转子一端固定设置有风冷叶轮，所述转子内部均匀开设有多组气体流通孔，电机外壳和冷却筒之间通过多组支撑板条固定连接，且电机外壳和冷却筒之间开设有气体流通腔，电机外壳两端分别固定设置有后端盖和前端盖，且后端盖和前端盖内部均匀开设有多组与风冷叶轮相配合的透气孔。

通过采用上述技术方案，气体通过气体流通腔可以起到对冷却筒内部的冷却液进一步的风冷散热降温，通过气体流通孔可以起到对固定筒内部的冷却液以及多组永磁体一定程度的辅助散热降温效果，整体不仅提高了冷却液吸收热量后循环时散热降温的效果，还进一步起到了通过风冷对电机进一步散热降温的效果。

本发明进一步设置为，所述冷却筒和两组固定流通架之间通过支撑架固定连接，且支撑架数量为两组。

通过采用上述技术方案，其中支撑架起到对固定流通架的固定支撑作用，使固定流通架不会随着转动流通架的转动而转动。

本发明进一步设置为，所述电机外壳内部两端皆固定设置有与输出轴相配合的连接架，且连接架和输出轴之间为活动连接。

通过采用上述技术方案，其中连接架的设置，进一步通过电机外壳起到对输出轴的活动支撑作用，使输出轴旋转时更加稳定。

综上所述，本发明主要具有以下有益效果：

1、本发明随着转子相对于定子旋转时，由于转子内部的固定筒内部填充有冷却液，进而冷却液可以在转子内部对多组永磁体进行散热降温，且固定筒随着转子旋转，随着固定筒的旋转以及在固定筒内壁多组导流叶片的作用下，固定筒内部冷却液从一端移动至另一端，通过多组连接管进入至转动流通架内部，由于转动流通架和固定流通架之间相对于滑动，且其内部开设有流通孔，进而冷却液通过排液管进入冷却筒内部，此时冷却筒内部其余冷却液则通过进液管从另一端的依次经过固定流通架、转动流通架以及多组连接管再次进入到固定筒内部，进而使冷却液形成循环流动的过程，更好的对转子内部以及定子外部进行冷却液循环流动散热降温，整体散热降温效果较好，有效的提高了转子内部永磁体的耐高温干扰的性能；

2、本发明输出轴旋转带动风冷叶轮进行旋转，由于后端盖和前端盖表面皆均匀开设有多组透气孔，进而旋转的风冷叶轮从外界吸入空气，使空气依次吹过气体流通腔和气体流通孔，然后通过前端盖排出，气体通过气体流通腔可以起到对冷却筒内部的冷却液进一步的风冷散热降温，通过气体流通孔可以起到对固定筒内部的冷却液以及多组永磁体一定程度的辅助散热降温效果，整体不仅提高了冷却液吸收热量后循环时散热降温的效果，还进一步起到了通过风冷对电机进一步散热降温的效果。

附图说明

图1为本发明第一视角的结构示意图；

图2为本发明的轴向剖视图；

图3为本发明图2的A处放大图；

图4为本发明的径向剖视图；

图5为本发明第一视角的内部结构示意图；

图6为本发明第二视角的内部结构示意图；

图7为本发明的局部剖切图；

图8为本发明第第二视角的结构示意图。

图中：1、电机外壳；2、定子；3、冷却筒；4、转子；5、永磁体；6、输出轴；7、固定筒；8、导流叶片；9、转动流通架；10、连接管；11、固定流通架；12、限位滑环；13、轴承；14、排液管；15、进液管；16、注液管；17、密封头；18、支撑架；19、风冷叶轮；20、支撑板条；21、气体流通腔；22、气体流通孔；23、连接架；24、线圈架；25、后端盖；26、前端盖。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面根据本发明的整体结构，对其实施例进行说明。

一种防高温干扰的永磁同步电机，如图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，包括电机外壳1、定子2以及其内部的转子4，其中转子4两端固定设置有输出轴6，两组固定流通架11和输出轴6之间通过轴承13连接，转子4内部边缘部位均匀设置有多组永磁体5，且定子2内壁均匀固定设置有多组线圈架24，且线圈架24外侧缠绕有线圈，转子4内部中间位置处设置有固定筒7；

固定筒7内壁均匀固定设置有多组导流叶片8，转子4外侧两端皆固定设置有转动流通架9，固定筒7和两组转动流通架9皆通过多组连接管10相连通，两组转动流通架9一端皆设置有固定流通架11，且转动流通架9和固定流通架11之间为转动连接，其中固定流通架11内端固定设置有延伸至转动流通架9内部的限位滑环12，限位滑环12内壁固定设置有滑动密封圈，且转动流通架9内部开设有与限位滑环12相配合的环形滑槽；

定子2外侧固定设置有冷却筒3，其中一组固定流通架11底部和冷却筒3之间通过排液管14相连通，另一组固定流通架11顶部和冷却筒3之间通过进液管15相连通，冷却筒3底部一端连接有贯穿电机外壳1的注液管16，注液管16内部设置有密封头17，随着转子4相对于定子2旋转时，由于转子4内部的固定筒7内部填充有冷却液，进而冷却液可以在转子4内部对多组永磁体5进行散热降温，且固定筒7随着转子4旋转，随着固定筒7的旋转以及在固定筒7内壁多组导流叶片8的作用下，固定筒7内部冷却液从一端移动至另一端，通过多组连接管10进入至转动流通架9内部；

由于转动流通架9和固定流通架11之间相对于滑动，且其内部开设有流通孔，进而冷却液通过排液管14进入冷却筒3内部，此时冷却筒3内部其余冷却液则通过进液管15从另一端的依次经过固定流通架11、转动流通架9以及多组连接管10再次进入到固定筒7内部；

上述可知，进而使冷却液形成循环流动的过程，更好的对转子4内部以及定子2外部进行冷却液循环流动散热降温，整体散热降温效果较好，有效的提高了转子4内部永磁体5的耐高温干扰的性能。

请参阅图1、图2、图6和图8，输出轴6外侧位于转子4一端固定设置有风冷叶轮19，转子4内部均匀开设有多组气体流通孔22，电机外壳1和冷却筒3之间通过多组支撑板条20固定连接，且电机外壳1和冷却筒3之间开设有气体流通腔21，电机外壳1两端分别固定设置有后端盖25和前端盖26，且后端盖25和前端盖26内部均匀开设有多组与风冷叶轮19相配合的透气孔，本发明通过设置以上结构，气体通过气体流通腔21可以起到对冷却筒3内部的冷却液进一步的风冷散热降温，通过气体流通孔22可以起到对固定筒7内部的冷却液以及多组永磁体5一定程度的辅助散热降温效果，整体不仅提高了冷却液吸收热量后循环时散热降温的效果，还进一步起到了通过风冷对电机进一步散热降温的效果。

请参阅图5和图6，冷却筒3和两组固定流通架11之间通过支撑架18固定连接，且支撑架18数量为两组，本发明通过设置以上结构，其中支撑架18起到对固定流通架11的固定支撑作用，使固定流通架11不会随着转动流通架9的转动而转动。

请参阅图5和图6，电机外壳1内部两端皆固定设置有与输出轴6相配合的连接架23，且连接架23和输出轴6之间为活动连接，本发明通过设置以上结构，其中连接架23的设置，进一步通过电机外壳1起到对输出轴6的活动支撑作用，使输出轴6旋转时更加稳定。

本发明的工作原理为：使用时，接通电源，首先打开密封头17，通过注液管16对冷却筒3注入冷却液，使冷却液充满冷却筒3、固定筒7、两组转动流通架9、两组固定流通架11、排液管14以及进液管15，然后将密封头17对注液管16进行密封封闭；

通过导线连接外界电源设备，当三相电流通入永磁同步电机的定子2的三相对称绕组中时，电流产生的磁动势合成一个幅值大小不变的旋转磁动势，因此转子4主磁场和定子2圆形旋转磁动势产生的旋转磁场保持相对静止，两个磁场相互作用，在定子2与转子4之间的气隙中形成一个合成磁场，它与转子4主磁场发生相互作用，产生了一个推动或者阻碍电机旋转的电磁转矩，由于气隙合成磁场与转子4主磁场位置关系的不同，永磁同步电机既可以运行于电动机状态也可以运行于发电机状态；

随着转子4相对于定子2旋转时，由于转子4内部的固定筒7内部填充有冷却液，进而冷却液可以在转子4内部对多组永磁体5进行散热降温，且固定筒7随着转子4旋转，随着固定筒7的旋转以及在固定筒7内壁多组导流叶片8的作用下，固定筒7内部冷却液从一端移动至另一端，通过多组连接管10进入至转动流通架9内部；

由于转动流通架9和固定流通架11之间相对于滑动，且其内部开设有流通孔，进而冷却液通过排液管14进入冷却筒3内部，此时冷却筒3内部其余冷却液则通过进液管15从另一端的依次经过固定流通架11、转动流通架9以及多组连接管10再次进入到固定筒7内部；

上述可知，进而使冷却液形成循环流动的过程，更好的对转子4内部以及定子2外部进行冷却液循环流动散热降温，整体散热降温效果较好，有效的提高了转子4内部永磁体5的耐高温干扰的性能；

具体的说，转动流通架9和固定流通架11之间的配合使用下，也就是相当于液体滑环，其中两组转动流通架9随着转子4进行旋转，且两组固定流通架11静止不同与冷却筒3分别通过排液管14和进液管15相连通，便于冷却液的循环流动；

进一步的说，冷却液从固定筒7进入冷却筒3内部时，排液管14内部的冷却液为自上而下的流动，且冷却液从冷却筒3进入固定筒7内部时，进液管15内部的冷却液也是自上而下的流动，且排液管14和进液管15内部的流动孔皆为上大下小，进而使冷却液流动过程更加省力，循环流动效果较好；

其中转子4旋转带动输出轴6旋转，输出轴6旋转带动风冷叶轮19进行旋转，由于后端盖25和前端盖26表面皆均匀开设有多组透气孔，进而旋转的风冷叶轮19从外界吸入空气，使空气依次吹过气体流通腔21和气体流通孔22，然后通过前端盖26排出；

其中气体通过气体流通腔21可以起到对冷却筒3内部的冷却液进一步的风冷散热降温，通过气体流通孔22可以起到对固定筒7内部的冷却液以及多组永磁体5一定程度的辅助散热降温效果，整体不仅提高了冷却液吸收热量后循环时散热降温的效果，还进一步起到了通过风冷对电机进一步散热降温的效果；

总的来说，本发明冷却液在转子4内部以及定子2外部进行循环流动，也就是在固定筒7和冷却筒3内部循环流动，整体对电机整体的散热降温效果较好，提升了永磁同步电机的防高温干扰的能力。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，但本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对发明的限制，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合，本领域技术人员在阅读完本说明书后可在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下，可以根据需要对实施例做出没有创造性贡献的修改、替换和变型等，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种防高温干扰的永磁同步电机，包括电机外壳（1）、定子（2）以及其内部的转子（4），其特征在于：所述转子（4）内部边缘部位均匀设置有多组永磁体（5），所述转子（4）内部中间位置处设置有固定筒（7）；

所述固定筒（7）内壁均匀固定设置有多组导流叶片（8），所述转子（4）外侧两端皆固定设置有转动流通架（9），所述固定筒（7）和两组转动流通架（9）皆通过多组连接管（10）相连通，两组所述转动流通架（9）一端皆设置有固定流通架（11），且转动流通架（9）和固定流通架（11）之间为转动连接；

所述定子（2）外侧固定设置有冷却筒（3），其中一组所述固定流通架（11）底部和冷却筒（3）之间通过排液管（14）相连通，另一组所述固定流通架（11）顶部和冷却筒（3）之间通过进液管（15）相连通，所述冷却筒（3）底部一端连接有贯穿电机外壳（1）的注液管（16），所述注液管（16）内部设置有密封头（17）。

2.根据权利要求1所述的一种防高温干扰的永磁同步电机，其特征在于：所述转子（4）两端固定设置有输出轴（6），两组所述固定流通架（11）和输出轴（6）之间通过轴承（13）连接。

3.根据权利要求1所述的一种防高温干扰的永磁同步电机，其特征在于：所述固定流通架（11）内端固定设置有延伸至转动流通架（9）内部的限位滑环（12），所述限位滑环（12）内壁固定设置有滑动密封圈，且转动流通架（9）内部开设有与限位滑环（12）相配合的环形滑槽。

4.根据权利要求1所述的一种防高温干扰的永磁同步电机，其特征在于：所述定子（2）内壁均匀固定设置有多组线圈架（24），且线圈架（24）外侧缠绕有线圈。

5.根据权利要求2所述的一种防高温干扰的永磁同步电机，其特征在于：所述输出轴（6）外侧位于转子（4）一端固定设置有风冷叶轮（19），所述转子（4）内部均匀开设有多组气体流通孔（22）。

6.根据权利要求1所述的一种防高温干扰的永磁同步电机，其特征在于：所述电机外壳（1）和冷却筒（3）之间通过多组支撑板条（20）固定连接，且电机外壳（1）和冷却筒（3）之间开设有气体流通腔（21）。

7.根据权利要求5所述的一种防高温干扰的永磁同步电机，其特征在于：所述电机外壳（1）两端分别固定设置有后端盖（25）和前端盖（26），且后端盖（25）和前端盖（26）内部均匀开设有多组与风冷叶轮（19）相配合的透气孔。

8.根据权利要求1所述的一种防高温干扰的永磁同步电机，其特征在于：所述冷却筒（3）和两组固定流通架（11）之间通过支撑架（18）固定连接，且支撑架（18）数量为两组。

9.根据权利要求2所述的一种防高温干扰的永磁同步电机，其特征在于：所述电机外壳（1）内部两端皆固定设置有与输出轴（6）相配合的连接架（23），且连接架（23）和输出轴（6）之间为活动连接。

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