CN116633067B - 一种双定子永磁电机用具有多级散热功能的冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双定子永磁电机用具有多级散热功能的冷却装置，涉及永磁电机技术领域。包括有电机外壳，电机外壳内设置有流通腔，电机外壳内部设置电机内部元件，电机外壳设置有风扇和除尘网，电机外壳设置有周向分布的水箱，电机外壳滑动连接有周向分布的固定板，固定板与电机外壳的流通腔之间设置且连通有波纹管，固定板与相邻的水箱之间设置且连通有连通管，固定板与连通管连接处设置有抽水泵，连通管与水箱连接处固接有防水套，连通管与防水套为滑动连接，连通管设置有通水孔。本发明通过输出轴与连通管其上通水孔配合，在电机负载增大时，增大连通管其上通水孔水的流通孔径，自主调节本装置的散热速度。

Description

一种双定子永磁电机用具有多级散热功能的冷却装置

技术领域

本发明涉及永磁电机技术领域，尤其涉及一种双定子永磁电机用具有多级散热功能的冷却装置。

背景技术

随着电机技术的快速发展，双定子永磁电机的研究和发展也得到了进一步的技术革新，双定子永磁电机应用领域的扩大，对双定子永磁电机提出了更高的技术要求，主要表现在功率密度大和响应速度快等方面，而双定子永磁电机由转子和两个定子构成，提高了电机的输出功率，相应的电机的定子和转子之间功率增加所产生的热量也急剧增加，所以双定子永磁电机的散热也需要相应提高。

双定子永磁电机的输出轴负载增大时，双定子永磁电机的功率增大，进而定子和转子之间产生的热量也增加，而现有的电机散热装置在对双定子永磁电机散热时无法根据双定子永磁电机的负载进行自适应的分级散热，难以充利用双定子永磁电机的散热能力。

发明内容

为了克服无法根据双定子永磁电机的负载进行自适应的分级散热的缺点，本发明提供了一种双定子永磁电机用具有多级散热功能的冷却装置来解决上述问题。

本发明的技术方案是：一种双定子永磁电机用具有多级散热功能的冷却装置，包括有电机外壳，电机外壳内设置有散热用的流通腔，电机外壳内部设置有用于驱动电机的电机内部元件，电机内部元件设置有输出轴，电机外壳内设置有风扇，电机外壳设置有用于截取空气中灰尘的除尘网，其特征在于：电机外壳设置有周向分布的水箱，电机外壳滑动连接有周向分布的固定板，固定板与电机外壳的流通腔之间设置且连通有波纹管，固定板与相邻的水箱之间设置且连通有连通管，固定板与连通管连接处设置有抽水泵，连通管与水箱连接处固定连接有防水套，连通管与防水套为滑动连接，连通管设置有对称分布的通水孔，周向分布的水箱之间固定连接且连通有弧形散热管。

进一步的，防水套始终完全覆盖连通管上对称分布的通水孔，用于防止水箱内水泄漏。

进一步的，通水孔的孔径由水箱向相邻固定板的方向逐渐增大。

进一步的，弧形散热管设置有均匀分布的圆形散热板，用于加快水箱内水散热的速度。

进一步的，水箱滑动连接有滑杆，滑杆固定连接有对接块，对接块与外部电路连接，固定板设置有通电管道，通电管道与抽水泵电连接。

进一步的，电机外壳设置有存油壳，存油壳内部转动连接有转动内壳，存油壳滑动连接有周向分布的滑轴，周向分布的滑轴与相邻的固定板固定连接，滑轴与存油壳之间设置有复位弹簧，转动内壳设置有第一出油孔，转动内壳设置有垂直分布的内板，其中一个内板设置有第二出油孔，转动内壳与输出轴转动连接，输出轴固定连接有挤压板。

进一步的，电机外壳固定连接有氮气罐，氮气罐固定连接且连通有排气环，排气环设置有周向分布的排气孔，排气环与周向分布的固定板滑动连接。

进一步的，排气孔由排气环的内侧向外侧倾斜，用于加快电机内部元件的散热效率。

进一步的，电机外壳与电机内部元件之间设置有内部散热环，内部散热环设置有周向分布的散热管道。

进一步的，周向分布的散热管道为网状结构，用于提高电机内部元件的散热效率。

有益效果是：1、通过输出轴与连通管其上通水孔配合，在电机负载增大时，增大连通管其上通水孔水的流通孔径，自主调节本装置的散热速度。

2、通过输出轴转动带动挤压板挤压其与内板之间的液压油，液压油推动周向分布的四个滑轴沿存油壳滑动，进而根据电机的运行负载，检测出电机产生热量的速度。

3、通过风扇与散热管道配合，使空气沿周向分布的散热管道内发生对冲，改变散热管道内空气的运动状态，延缓空气的流通时间，进一步增加空气与电机内部元件热交换时长。

4、通过周向分布的水箱与电机外壳内流通腔配合，水进入电机外壳内流通腔后向两侧分散下流，两侧水箱内水经连通管和波纹管进入电机外壳内流通腔与上方的水对冲，改变水流的运动状态，减缓水流的流通时间。

5、通过排气环与固定板配合，使氮气罐的氮气经排气环上周向分布的排气孔排出，且周向分布的排气孔为由内向外倾斜设置，氮气朝向散热管道运动，加速氮气进入周向分布的散热管道内，快速降低电机内部元件的温度。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明电机外壳、存油壳和内部散热环的立体结构剖视图。

图3为本发明固定板和抽水泵等零件的立体结构示意图。

图4为本发明连通管和防水套的立体结构示意图。

图5为本发明滑杆和对接块等零件的立体结构示意图。

图6为本发明存油壳剖视及其内部零件的立体结构示意图。

图7为本发明转动内壳及其内部零件的立体结构示意图。

图8为本发明氮气罐和排气环剖视的立体结构示意图。

图9为本发明内部散热环和散热管道的局部立体结构示意图。

图中零部件名称及序号：101-电机外壳，102-电机内部元件，103-风扇，104-除尘网，105-波纹管，106-固定板，107-连通管，108-抽水泵，109-防水套，110-水箱，111-通水孔，112-弧形散热管，201-滑杆，202-对接块，203-通电管道，301-输出轴，302-存油壳，303-转动内壳，304-滑轴，305-复位弹簧，306-第一出油孔，307-内板，308-第二出油孔，309-挤压板，401-氮气罐，402-排气环，403-排气孔，501-内部散热环，502-散热管道。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

实施例1：一种双定子永磁电机用具有多级散热功能的冷却装置，如图1-图4所示，包括有电机外壳101，电机外壳101内设置有散热用的流通腔，电机外壳101内部设置有用于驱动电机的电机内部元件102，电机内部元件102设置有输出轴301，电机外壳101设置有向电机内部抽取气体的风扇103，电机外壳101设置有用于截取空气中灰尘的除尘网104，电机外壳101设置有周向分布的四个水箱110，周向分布的四个水箱110内均充满有冷水，电机外壳101滑动连接有周向分布的四个固定板106，固定板106与电机外壳101的流通腔之间设置且连通有波纹管105，固定板106与相邻的水箱110之间设置且连通有连通管107，固定板106与连通管107连接处设置有抽水泵108，连通管107与水箱110连接处固定连接有防水套109，防水套109用于密封水箱110与连通管107之间的滑动处，避免水箱110内冷水泄漏，连通管107与防水套109为滑动连接，连通管107设置有对称分布的两个通水孔111，防水套109始终完全覆盖连通管107对称分布的两个通水孔111，通水孔111的孔径由水箱110向相邻固定板106的方向逐渐增大，周向分布的四个水箱110之间固定连接且连通有弧形散热管112，弧形散热管112设置有均匀分布的圆形散热板，用于加快水箱110内水散发热量的速度，通过电机外壳101与连通管107上通水孔111配合，当电机负载增大时，本装置通过水箱110内冷水吸收电机内部元件102产生的热量。

如图3和图5所示，水箱110滑动连接有滑杆201，水箱110与滑杆201之间设置有弹簧，滑杆201固定连接有对接块202，对接块202为柱形块，对接块202与外部电路连接，固定板106设置有通电管道203，通电管道203上设置有与对接块202对接的凹陷，滑杆201与弹簧配合，确保电机在负载逐渐增大时，对接块202与通电管道203上凹陷不会分离，通电管道203与抽水泵108电连接，通过滑杆201与对接块202配合开启抽水泵108。

如图6和图7所示，电机外壳101设置有存油壳302，存油壳302为圆柱形外壳，存油壳302内部设置有液压油，存油壳302内部转动连接有转动内壳303，转动内壳303为圆柱形壳体，存油壳302滑动连接有周向分布的四个滑轴304，滑轴304由滑动轴和滑动盘组成，周向分布的滑轴304的滑动轴与相邻的固定板106固定连接，周向分布的四个滑轴304上滑动盘与存油壳302之间均设置有复位弹簧305，转动内壳303设置有第一出油孔306，转动内壳303设置有垂直分布的两个内板307，第一出油孔306位于垂直分布的两个内板307所形成的较小弧形之间，输出轴301逆时针转动朝向的内板307设置有第二出油孔308，两个内板307与输出轴301贴合且转动连接，转动内壳303与输出轴301转动连接，输出轴301固定连接有挤压板309，通过输出轴301转动带动挤压板309挤压其与内板307之间的液压油，液压油推动周向分布的四个滑轴304沿存油壳302滑动，进而根据电机的运行负载，自适应调节本装置散热速度。

当本装置开始运行时，此时电机内部元件102开启，带动输出轴301转动，输出轴301转动带动挤压板309逆时针转动，挤压板309逆时针转动挤压其与内板307之间的液压油，液压油沿内板307上第二出油孔308进入两个垂直分布的内板307之间，然后再沿第一出油孔306进入存油壳302与转动内壳303之间的腔体内，此时存油壳302与转动内壳303之间腔体内的液压油量增加，进而液压油挤压周向分布的四个滑轴304，周向分布的四个滑轴304均沿存油壳302滑动，同时压缩相邻的复位弹簧305，当液压油受挤压力至与复位弹簧305平衡时，此时输出轴301通过液压油带动转动内壳303发生转动，转动内壳303带动其上转轴同步运动，当转动内壳303转轴携带负载较大时，此时输出轴301转动带动挤压板309转动挤压内部液压油的程度越大，即周向分布的四个滑轴304沿存油壳302滑动距离增加，用于针对不同的电机负载响应不同级别的散热速率。

当本装置的负载继续增大时，此时输出轴301转动带动挤压板309同步转动挤压液压油，液压油推动周向分布的四个滑轴304继续沿存油壳302滑动，此时周向分布的四个滑轴304带动相邻的固定板106沿电机外壳101向外滑动，此时周向分布的四个固定板106带动其上对称分布的两个连通管107沿其相邻的防水套109滑动，对称分布的两个连通管107沿其相邻的防水套109滑动至相邻的水箱110内，同时固定板106带动其上通电管道203的对接凹槽与对接块202接触，此时对接块202通过通电管道203向对称分布的两个抽水泵108输电，两个抽水泵108开启，此时两个连通管107进入水箱110内，使连通管107其上通水孔111与水箱110连通，此时位于本装置上方及两侧的抽水泵108抽取相邻的水箱110内水，位于本装置下方的抽水泵108抽取电机外壳101内流通腔体内的水，本装置上方的水箱110内水经相邻的两个连通管107上通水孔111和波纹管105进入电机外壳101内流通腔，水进入电机外壳101内流通腔后向两侧分散下流，同时与电机内部元件102进行热交换，降低电机内部元件102的温度。

两侧水箱110内水经连通管107和波纹管105进入电机外壳101内部的流通腔，此时由电机上方水箱110内流入的冷水沿电机外壳101内流通腔两侧向下流动，两侧水箱110内水与电机外壳101内流通腔两侧向下流动的冷水对冲，改变水流的运动状态，减缓水流的流通时间，增加与电机内部元件102的热交换时间，进一步对电机内部元件102降温，同时本装置电机外壳101内流通腔两侧的进水与上方的进水混合，然后混合后的水继续于电机外壳101内流通腔下流至其底部，然后由本装置下方的两个抽水泵108抽取进入下方的水箱110内，抽取的水进入水箱110内推动水箱110内水沿弧形散热管112向上运动，在向上运动过程中经弧形散热管112其上的圆形散热板将吸收的热量散发出去，水继续沿弧形散热管112向上运动至本装置上方的水箱110内，再经本装置上方的水箱110进入电机外壳101内流通腔体内，如此循环将电机内部元件102产生的热量排出。

随着电机负载的增大，周向分布的四个滑轴304继续沿存油壳302滑动，此时周向分布的四个滑轴304带动相邻的固定板106继续沿电机外壳101滑动，此时固定板106带动相邻的两个连通管107继续沿防水套109滑动，此时两个连通管107上的通水孔111与水箱110的流通孔径增大，进而增加电机外壳101内滑动腔体内水循环量，进一步提高对电机内部元件102的降温效果，避免电机内部元件102温度过高，出现损坏。

实施例2：在实施例1的基础之上，如图2和图8所示，电机外壳101固定连接有氮气罐401，氮气罐401固定连接且连通有排气环402，排气环402由圆环壳和十字架壳组成，且圆环壳和十字架壳内部相互连通，排气环402的圆环壳设置有周向分布的排气孔403，排气孔403由排气环402的内侧向外侧倾斜，用于加快电机内部元件102的散热效率，排气环402内圆环壳和十字架壳与周向分布的四个固定板106滑动连接，周向分布的四个固定板106封堵氮气罐401内氮气，且当周向分布的四个滑轴304带动相邻的固定板106沿排气环402滑动至极限位置时，此时周向分布的四个固定板106不再封堵氮气罐401内氮气通过氮气罐401内氮气快速对电机内部元件102进行散热，确保电机内部元件102不被高温损坏。

如图2和图9所示，电机外壳101与电机内部元件102之间设置有内部散热环501，内部散热环501设置有散热管道502，散热管道502为网状结构，散热管道502为网状结构用于增加气体与电机内部元件102的热交换距离，提高散热效率，且散热管道502内气体于网状交汇处产生对冲，增加气体与电机内部元件102之间换热时间，进一步提高电机内部元件102的散热效率。

当电机开始工作时，风扇103同步开启，抽取外部空气，空气经风扇103转动进入周向分布的散热管道502内，并与电机内部元件102进行热交换，且由于散热管道502为网状结构，增加空气与电机内部元件102热交换时间，进一步增加空气与电机内部元件102热交换的热量，且内部散热环501内网状结构散热管道502内存在多处交汇，空气沿散热管道502内运动时，与网状结构交汇处发生对冲，改变散热管道502内空气的运动状态，延缓空气的流通时间，进一步增加空气与电机内部元件102热交换时长，然后经过热交换的空气沿周向分布的散热管道502排出至外部，如此循环对电机内部元件102降温，避免电机内部元件102温度过高。

当本装置的负载较大时，输出轴301转动带动挤压板同步转动挤压液压油，液压油推动周向分布的四个滑轴304继续沿存油壳302滑动，当周向分布的四个滑轴304沿存油壳302滑动至极限位置，此时周向分布的四个滑轴304带动相邻的固定板106沿排气环402滑动至极限位置，此时周向分布的四个固定板106解除对氮气罐401的封堵，氮气罐401的氮气进入排气环402内部，氮气罐401的氮气经排气环402上周向分布的排气孔403排出，且周向分布的排气孔403为由内向外倾斜设置，氮气朝向散热管道502运动，加速氮气进入周向分布的散热管道502内，此时风扇103的转动抽取外部空气，外部空气进一步推动氮气进入周向分布的散热管道502内，氮气于周向分布的散热管道502内运动轨迹与上述空气一致，氮气进入周向分布的散热管道502后与电机内部元件102进行热交换，快速降低电机内部元件102的温度，避免电机负载过大，导致电机内部元件102的温度过高导致电机出现损坏。

以上对本申请进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (8)

1.一种双定子永磁电机用具有多级散热功能的冷却装置，包括有电机外壳（101），电机外壳（101）内设置有散热用的流通腔，电机外壳（101）内部设置有用于驱动电机的电机内部元件（102），电机内部元件（102）设置有输出轴（301），电机外壳（101）内设置有风扇（103），电机外壳（101）设置有用于截取空气中灰尘的除尘网（104），其特征在于：电机外壳（101）设置有周向分布的水箱（110），电机外壳（101）滑动连接有周向分布的固定板（106），固定板（106）与电机外壳（101）的流通腔之间设置且连通有波纹管（105），固定板（106）与相邻的水箱（110）之间设置且连通有连通管（107），固定板（106）与连通管（107）连接处设置有抽水泵（108），连通管（107）与水箱（110）连接处固定连接有防水套（109），连通管（107）与防水套（109）为滑动连接，连通管（107）设置有对称分布的通水孔（111），周向分布的水箱（110）之间固定连接且连通有弧形散热管（112）；

水箱（110）滑动连接有滑杆（201），滑杆（201）固定连接有对接块（202），对接块（202）与外部电路连接，固定板（106）设置有通电管道（203），通电管道（203）与抽水泵（108）电连接；

电机外壳（101）设置有存油壳（302），存油壳（302）内部转动连接有转动内壳（303），存油壳（302）滑动连接有周向分布的滑轴（304），周向分布的滑轴（304）与相邻的固定板（106）固定连接，滑轴（304）与存油壳（302）之间设置有复位弹簧（305），转动内壳（303）设置有第一出油孔（306），转动内壳（303）设置有垂直分布的内板（307），其中一个内板（307）设置有第二出油孔（308），转动内壳（303）与输出轴（301）转动连接，输出轴（301）固定连接有挤压板（309）。

2.根据权利要求1所述的一种双定子永磁电机用具有多级散热功能的冷却装置，其特征在于：防水套（109）始终完全覆盖连通管（107）上对称分布的通水孔（111），用于防止水箱（110）内水泄漏。

3.根据权利要求2所述的一种双定子永磁电机用具有多级散热功能的冷却装置，其特征在于：通水孔（111）的孔径由水箱（110）向相邻固定板（106）的方向逐渐增大。

4.根据权利要求3所述的一种双定子永磁电机用具有多级散热功能的冷却装置，其特征在于：弧形散热管（112）设置有均匀分布的圆形散热板，用于加快水箱（110）内水散热的速度。

5.根据权利要求1所述的一种双定子永磁电机用具有多级散热功能的冷却装置，其特征在于：电机外壳（101）固定连接有氮气罐（401），氮气罐（401）固定连接且连通有排气环（402），排气环（402）设置有周向分布的排气孔（403），排气环（402）与周向分布的固定板（106）滑动连接。

6.根据权利要求5所述的一种双定子永磁电机用具有多级散热功能的冷却装置，其特征在于：排气孔（403）由排气环（402）的内侧向外侧倾斜，用于加快电机内部元件（102）的散热效率。

7.根据权利要求1所述的一种双定子永磁电机用具有多级散热功能的冷却装置，其特征在于：电机外壳（101）与电机内部元件（102）之间设置有内部散热环（501），内部散热环（501）设置有周向分布的散热管道（502）。

8.根据权利要求7所述的一种双定子永磁电机用具有多级散热功能的冷却装置，其特征在于：周向分布的散热管道（502）为网状结构，用于提高电机内部元件（102）的散热效率。