CN115912729A - 一种气隙密封双风路电机冷却结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及永磁电机的冷却和密封技术，具体为一种气隙密封双风路电机冷却结构。解决了目前永磁电机风冷结构存在的气隙密封结构中无法有效实现转子冷却的技术问题。永磁电机可以为强迫通风的冷却方式。在传动端或非传动端开设进风口，在另一端开设出风口。冷却风从进风口进入电机后，一路沿定子轭部通风孔，流向出风口，形成一条风路；另一路穿过气隙密封件，从转子铁心轭部通风孔通过，流向出风口。永磁电机可以为全封闭式内循环风冷结构。全封闭式永磁电机内加离心式风扇，由转轴直接驱动，内循环风沿定子轭部通风孔流动，穿过气隙密封件，沿转子通风孔流动，再通过另一侧气隙密封件流回。

Description

一种气隙密封双风路电机冷却结构

技术领域

本发明涉及永磁电机的冷却和密封技术，具体为一种气隙密封双风路电机冷却结构。

背景技术

为保证永磁电机有效工作，避免磁性粉尘吸附在定转子气隙中，电机通常设计为全封闭结构。在电机安装空间和重量严格受限情况下，永磁电机的电磁负荷较高，发热显著。因此，设计高效的永磁电机冷却系统对永磁电机的正常运行和寿命保障有重要意义。

目前永磁电机的风冷方式主要分为以下几种。定子轭部设置通风管路，只对定子部分进行冷却；定子轭部设置风路，同时轴承室设置局部风冷结构；定子轭部和转子轭部都设置风路，形成定子外部冷却回路和转子内部冷却回路。这些风路结构不能有效地冷却转子结构。

中国专利CN110768414A提出一种定、转子轭部设置风路，形成定子外通风、转子内循环通风的结构但是定转子间气隙没有密封；。中国专利CN113794313A提出一种定转子直接与外界进行风冷的双通道冷却结构，但是该结构中，定转子间的气隙同样没有密封，容易吸附冷却风中的磁性粉尘，影响电机正常运行。中国专利CN215120460U同样是一种内外双风路结构设计，但是也不具有对定转子间的气隙进行密封的结构。

发明内容

本发明为解决目前永磁电机风冷结构存在的提高冷却效果的同时无法有效保护定转子间气隙密封的技术问题，提供一种气隙密封双风路电机冷却结构。

本发明是采用如下技术方案实现的：一种气隙密封双风路电机冷却结构，包括转轴、转子铁心、定子铁心、非传动端端盖、传动端端盖，非传动端压圈、传动端压圈；转子非传动端和传动端分别设有均为环状结构的非传动端气隙密封件和传动端气隙密封件，所述非传动端气隙密封件一侧固定在非传动端端盖上，另一侧分别与定子和转子形成迷宫结构，将非传动端定转子气隙密封；所述传动端气隙密封件一侧固定在传动端端盖上，另一侧分别与定子和转子形成迷宫结构，将传动端定转子气隙密封；

所述非传动端气隙密封件和传动端气隙密封件的环面上均开有多个通风孔；转子铁心轭部开有多个转子通风管道，定子铁心轭部开有多个定子通风管道；传动端端盖开有至少一个通风孔；非传动端端盖和/或非传动端压圈上开有至少一个通风孔。

永磁电机可以为强迫通风的冷却方式。在传动端或非传动端开设进风口，在另一端开设出风口。冷却风从进风口进入电机后，一路沿定子轭部通风孔，流向出风口，形成一条风路；另一路穿过气隙密封件，从转子铁心轭部通过，流向出风口。进风口可以只在端盖上开一个，也可以在压圈上沿轴向开设一圈进风口。出风口在另一侧压圈上环轴向开设一圈出风孔。

本发明还可以采用如下另一种技术方案来实现：一种气隙密封双风路电机冷却结构，包括转轴、转子铁心、定子铁心、非传动端端盖、传动端端盖，非传动端压圈、传动端压圈；转子非传动端和传动端分别设有均为环状结构的非传动端气隙密封件和传动端气隙密封件，所述非传动端气隙密封件一侧固定在非传动端端盖上，另一侧分别与定子和转子形成迷宫结构，将非传动端定转子气隙密封；所述传动端气隙密封件一侧固定在传动端端盖上，另一侧分别与定子和转子形成迷宫结构，将传动端定转子气隙密封；

所述转子铁心轭部开有多个转子通风管道，定子铁心轭部开有多个定子通风管道；转轴上安装有离心式风扇。

永磁电机可以为全封闭式内循环风冷结构。全封闭式永磁电机内加离心式风扇，由转轴直接驱动，内循环风沿定子轭部通风孔流动，穿过气隙密封件，沿转子通风孔流回。

上述两种冷却结构都基于定子轭部开设的通风管道、转子轭部开设的通风管路以及用于定转子气隙密封的气隙密封件。该气隙密封件安装于两端端盖上，同时与电机定子和转子形成密封，有效防止了杂质进入定转子间的气隙，确保了电机运转安全。在此基础上，设计双通风管道，增强了电机的散热能力。

进一步的，电机机座可以为定子全叠片机座，也可以是机壳焊接机座；采用机壳焊接机座式时，机壳焊接机座与定子铁心之间形成外部风路，与压圈进风口和端盖出风口形成外循环风路。

电机可以为全叠片结构，也可以是机座焊接结构。同样地，永磁电机为机座焊接型结构时，机座与定子之间设计通风管道。

本发明提供一种气隙密封的双风路冷却结构设计，该结构可用于全封闭永磁电机和全开放式永磁电机的风冷结构设计。在实现气隙单独密封的情况下，永磁电机散热效果好，有利于提高永磁电机的发热因数。

附图说明

图1 本发明结构示意图。

1-非传动端气隙密封件，2-非传动端端盖，3-非传动端压圈，4-非传动端永磁体挡板，5-定子铁心，6-转子铁心，7-定转子间气隙，8-传动端压圈，9-传动端端盖，10-传动端气隙密封件，11-传动端永磁体挡板。

具体实施方式

实施例1

一种气隙密封双风路电机冷却结构，包括转轴、转子铁心6、定子铁心5、非传动端端盖2、传动端端盖9，非传动端压圈3、传动端压圈8；转子非传动端和传动端分别设有均为环状结构的非传动端气隙密封件1和传动端气隙密封件10，所述非传动端气隙密封件1一侧固定在非传动端端盖2上，另一侧分别与定子和转子形成迷宫结构，将非传动端定转子气隙密封；所述传动端气隙密封件10一侧固定在传动端端盖9上，另一侧分别与定子和转子形成迷宫结构，将传动端定转子气隙密封；

所述非传动端气隙密封件1和传动端气隙密封件10的环面上均开有多个通风孔；转子铁心6轭部开有多个转子通风管道，定子铁心5轭部开有多个定子通风管道；传动端端盖9均开有至少一个通风孔；非传动端端盖2和/或非传动端压圈3上开有至少一个通风孔。

实施例2

一种气隙密封双风路电机冷却结构，包括转轴、转子铁心6、定子铁心5、非传动端端盖2、传动端端盖9，非传动端压圈3、传动端压圈8；转子非传动端和传动端分别设有均为环状结构的非传动端气隙密封件1和传动端气隙密封件10，所述非传动端气隙密封件1一侧固定在非传动端端盖2上，另一侧分别与定子和转子形成迷宫结构，将非传动端定转子气隙密封；所述传动端气隙密封件10一侧固定在传动端端盖9上，另一侧分别与定子和转子形成迷宫结构，将传动端定转子气隙密封；

所述转子铁心6轭部开有多个转子通风管道，定子铁心5轭部开有多个定子通风管道；转轴上安装有离心式风扇。

实施例3

转子两端分别固定有非传动端永磁体挡板4和传动端永磁体挡板11；非传动端气隙密封件1和传动端气隙密封件10结构相同，另一侧均向转子方向延伸并分出内圈和外圈；非传动端气隙密封件1内圈端面与非传动端永磁体挡板4形成迷宫油封，外圈端面则与定子铁心4端面靠近非传动端永磁体挡板4的位置形成迷宫油封，实现非传动端定转子气隙密封；传动端气隙密封件10内圈端面与传动端永磁体挡板11形成迷宫油封，外圈端面则与定子铁心4端面靠近传动端永磁体挡板11的位置形成迷宫油封，实现传动端定转子气隙密封。

实施例4

电机机座可以为定子全叠片机座，也可以是机壳焊接机座；采用机壳焊接机座式时，机壳焊接机座与定子铁心5之间形成外部风路。

实施例5

某侧端盖上通风孔作为出风口时，为一圈均布的孔，另一侧端盖上的通风孔作为进风口。若非传动端端盖2上的通风孔作为进风口，则该通风孔为一个；若非传动端压圈3上的通风孔作为进风口，则其上的通风孔为一圈均布的孔。本发明提供一种气隙密封双风路冷却结构。该结构包括非传动端气隙密封件1，非传动端气隙密封件1上开设通风孔，其通过螺栓连接安装在非传动端端盖2上，并与非传动端永磁体挡板4和定子铁心5形成迷宫密封。非传动端压圈3上设置进风口，定子铁心5和转子铁心6轭部设置通风管道。8为传动端压圈。在传动端端盖9上开设出风口。10为传动端气隙密封件，其上开设通风孔，通过螺栓连接安装在传动端端盖9上，并与定子铁心5和传动端永磁体挡板11形成迷宫密封。非传动端气隙密封件1和传动端密封件10共同形成对定转子气隙7的密封。

作为一种实施方案，进气口开设在非传动端压圈4上，冷却风进入电机内部后，一路风通过定子铁心5的轭部通风孔，再从传动端端盖9上的出风口流出；另一路风穿过非传动端密封件1上的通风孔，进入转子铁心6轭部通风孔后，再从传动端端盖9上的出风口流出。

同样地，进风口可以开设在传动端压圈8上，出风口开设在非传动端端盖2上。

同样地，电机可以为全封闭自通风式双风路冷却结构。电机内部安装离心式风扇，由转轴直接驱动，离心风扇带动电机内部风路循环。冷却风从风扇流出，通过传动端气隙密封件10，进入定子铁心5轭部通风管路，再通过非传动端气隙密封件1，进入转子铁心5轭部通风孔后回到离心风扇，形成内部风路循环。风扇可以安装在转轴任意一侧上。

同样地，电机可以为机壳焊接式结构。机壳与定子铁心之间形成外部风路；电机内部安装离心式风扇，定子铁心与转子铁心、两个气隙密封件形成内部风路。

Claims (8)

1.一种气隙密封双风路电机冷却结构，包括转轴、转子铁心（6）、定子铁心（5）、非传动端端盖（2）、传动端端盖（9），非传动端压圈（3）、传动端压圈（8）；其特征在于：转子非传动端和传动端分别设有均为环状结构的非传动端气隙密封件（1）和传动端气隙密封件（10），所述非传动端气隙密封件（1）一侧固定在非传动端端盖（2）上，另一侧分别与定子和转子形成迷宫结构，将非传动端定转子气隙密封；所述传动端气隙密封件（10）一侧固定在传动端端盖（9）上，另一侧分别与定子和转子形成迷宫结构，将传动端定转子气隙密封；

所述非传动端气隙密封件（1）和传动端气隙密封件（10）的环面上均开有多个通风孔；转子铁心（6）轭部开有多个转子通风管道，定子铁心（5）轭部开有多个定子通风管道；传动端端盖（9）开有至少一个通风孔；非传动端端盖（2）和/或非传动端压圈（3）上开有至少一个通风孔。

2.如权利要求1所述的一种气隙密封双风路电机冷却结构，其特征在于；转子铁心（6）两端分别固定有非传动端永磁体挡板（4）和传动端永磁体挡板（11）；非传动端气隙密封件（1）和传动端气隙密封件（10）结构相同，另一侧均向转子方向延伸并分出内圈和外圈；非传动端气隙密封件（1）内圈端面与非传动端永磁体挡板（4）形成迷宫油封，外圈端面则与定子铁心（5）端面靠近非传动端永磁体挡板（4）的位置形成迷宫油封，实现非传动端定转子气隙密封；传动端气隙密封件（10）内圈端面与传动端永磁体挡板（11）形成迷宫油封，外圈端面则与定子铁心（5）端面靠近传动端永磁体挡板（11）的位置形成迷宫油封，实现传动端定转子气隙密封。

3.如权利要求2所述的一种气隙密封双风路电机冷却结构，其特征在于；电机机座可以为定子全叠片机座，也可以是机壳焊接机座；采用机壳焊接机座式时，机壳焊接机座与定子铁心（5）之间形成沿圆周方向均布的通风孔。

4.如权利要求1-3任一项所述的一种气隙密封双风路电机冷却结构，其特征在于，某侧端盖上的通风孔作为出风口时，为一圈均布的孔，另一侧端盖上的通风孔作为进风口。

5.如权利要求4所述的一种气隙密封双风路电机冷却结构，其特征在于，若非传动端端盖（2）上的通风孔作为进风口，则该通风孔为一个；若非传动端压圈（3）上的通风孔作为进风口，则其上的通风孔为一圈均布的孔。

6.一种气隙密封双风路电机冷却结构，包括转轴、转子铁心（6）、定子铁心（5）、非传动端端盖（2）、传动端端盖（9），非传动端压圈（3）、传动端压圈（8）；其特征在于：转子非传动端和传动端分别设有均为环状结构的非传动端气隙密封件（1）和传动端气隙密封件（10），所述非传动端气隙密封件（1）一侧固定在非传动端端盖（2）上，另一侧分别与定子和转子形成迷宫结构，将非传动端定转子气隙密封；所述传动端气隙密封件（10）一侧固定在传动端端盖（9）上，另一侧分别与定子和转子形成迷宫结构，将传动端定转子气隙密封；

所述转子铁心（6）轭部开有多个转子通风管道，定子铁心（5）轭部开有多个定子通风管道；转轴一侧安装有离心式风扇。

7.如权利要求6所述的一种气隙密封双风路电机冷却结构，其特征在于；转子两端分别固定有非传动端永磁体挡板（4）和传动端永磁体挡板（11）；非传动端气隙密封件（1）和传动端气隙密封件（10）结构相同，另一侧均向转子方向延伸并分出内圈和外圈；非传动端气隙密封件（1）内圈端面与非传动端永磁体挡板（4）形成迷宫油封，外圈端面则与定子铁心（5）端面靠近非传动端永磁体挡板（4）的位置形成迷宫油封，实现非传动端定转子气隙密封；传动端气隙密封件（10）内圈端面与传动端永磁体挡板（11）形成迷宫油封，外圈端面则与定子铁心（5）端面靠近传动端永磁体挡板（11）的位置形成迷宫油封，实现传动端定转子气隙密封。

8.如权利要求7所述的一种气隙密封双风路电机冷却结构，其特征在于；电机机座可以为定子全叠片机座，也可以是机壳焊接机座；采用机壳焊接机座式时，机壳焊接机座与定子铁心（5）之间形成沿圆周方向均布的通风孔。

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