CN117175858A - 一种盘式电机定子冷却结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种盘式电机定子冷却结构，属于盘式电机技术领域，其包括：电机壳体，其内部分布设有定子腔，定子腔内周向分布有多个定子铁芯，定子铁芯上绕接有线圈；隔离环；导油密封板，同轴固定在电机壳体内，并位于定子腔外围，导油密封板与电机壳体之间密封配合形成冷却通道；注液喷道，垂向设置在电机壳体圆周外围，注液喷道上左右分布有两个流道，流道上套接固定有进液管；内通道；排液环，固定在隔离环上，电机壳体外连接有排液管，以及喷液器；本发明中尤其采用三种不同压力的泵对冷却液进行输送，并配合喷液器中不同强度的支撑弹簧，从而达到多路径冷却液输送效果，针对性较强，适用于不同工作环境条件。

Description

一种盘式电机定子冷却结构

技术领域

本发明属于盘式电机技术领域，具体是一种盘式电机定子冷却结构。

背景技术

盘式电机具有体积小、高转矩密度、高功率密度和高效率等优点，被广泛应用于电动汽车、通用工业等领域。电机在运行过程中都会产生各种耗损，进而引发电机发热，电机的主要发热元件为定子铁芯和线圈绕组。盘式电机的冷却结构是为了在电机工作过程中控制温度，确保电机的稳定运行和延长使用寿命。但所述电机冷却结构虽然能够采用引入冷却液进行降温，但冷却不均匀充分，无法有效降低电机的峰值温度；

现有公开号为CN115580046A的中国专利，公开了一种轴向磁场电机、定子冷却结构及制造方法，其采用喷环与壳体的配合形成冷却通道，以引入冷却介质对定子腔内的铁芯绕组进行冷却介质喷洒，以实现冷却的效果；但是上述专利存在以下问题：

电机中冷却液会在定子和其他部件引起流体力学振动或压力脉动，当这些振动与电机工作振动频率相近时，引发共振现象；其次在长期降温中，盘式电机中冷却液在重力作用下易集中堆积在通道底部，导致循环流通时电机内部无法得到充分冷却，同时也会造成清理和维护变得更加困难，因此，有必要提供一种盘式电机定子冷却结构，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种盘式电机定子冷却结构，其包括：电机壳体，其内部分布设有定子腔，所述定子腔内周向分布有多个定子铁芯，所述定子铁芯上绕接有线圈；隔离环，同轴固定在电机壳体内；导油密封板，同轴固定在电机壳体内，并位于定子腔外围，所述导油密封板与电机壳体之间密封配合形成冷却通道；注液喷道，垂向设置在电机壳体圆周外围，所述注液喷道上左右分布有两个流道，所述流道上套接固定有进液管；内通道，沿电机壳体的轴向设置，所述内通道的一端与冷却通道相连通，且其另一端与进液管相连接；排液环，固定在隔离环上，所述电机壳体外连接有排液管，所述排液环的一端与所述排液管相连通，以及喷液器，均匀排布在所述导油密封板上靠近线圈的一侧。

进一步，作为优选，所述导油密封板被配置为多个，多个所述导油密封板中心对称设置在电机壳体内。

进一步，作为优选，所述导油密封板的横截面呈均匀变化的变截面结构，且所述导油密封板上设有多个与所述喷液器相对应的注送口，各所述注送口正对设置在相邻所述定子铁芯之间的排流间隙处，所述进液管内输送有冷却液。

进一步，作为优选，所述导油密封板的边缘厚度大小不一，且靠近所述内通道一侧的边缘厚度大于另一侧，各所述注送口的内径大小不一，靠近进液管的注送口内径小，远离进液管的注送口内径大。

进一步，作为优选，所述排液环内设有流动仓，且所述排液环的侧壁上等距分布有多个排口，所述排液环的一侧连接有内管；

各所述排口的内径大小不一，且靠近所述内管一侧的所述排口的内径小于另一侧。

进一步，作为优选，所述喷液器的端部均设有喷液孔，所述喷液器内滑动设置有支杆，所述支杆上套接有阻体，所述喷液器的外围侧壁均开设有侧孔，所述阻体能够在滑动中与喷液器相密封接触，并对侧孔密封封堵，所述支杆上套接有支撑弹簧，所述支杆的端部还固定有阻塞，所述阻塞能够与喷液孔密封配合，所述阻体上分布有多个内通孔，所述内通孔从阻体上表面贯穿至下表面。

进一步，作为优选，所述注液喷道上的进液管能够对冷却通道提供低压、中低压以及中高压冷却液供给。

进一步，作为优选，所述支撑弹簧包括第一弹簧与第二弹簧，所述第一弹簧与第二弹簧交替分布在各所述喷液器内，且所述第一弹簧的弹性强度大于第二弹簧的弹性强度，且所述第二弹簧能够在冷却液中低压输送中受阻体推动进行压缩，所述第一弹簧仅在冷却液中高压输送中受阻体推动进行压缩。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中采用的中心对称设置的导油密封板与排液环能够在电机工作冷却中既能够保证冷却液的流动扩散性，又能够提高电机工作的稳定性，从而带来冷却效果和振动抑制方面的潜在优势；同时导油密封板与排液环能够保证各处冷却液流通的均匀性，避免出现滞留死角；本发明中尤其采用三种不同压力的泵对冷却液进行输送，并配合喷液器中不同强度的支撑弹簧，从而达到多路径冷却液输送效果，针对性较强，适用于不同工作环境条件。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中排液环的结构示意图；

图3为本发明中导油密封板的结构示意图；

图4为本发明中喷液器的结构示意图；

图5为本发明中冷却液低压输送中的流动示意图；

图6为本发明中冷却液中低压输送中的流动示意图；

图7为本发明中冷却液中高压输送中的流动示意图；

图中：1、电机壳体；11、定子铁芯；12、线圈；13、隔离环；2、导油密封板；21、注送口；3、注液喷道；31、进液管；32、排液管；33、内通道；4、排液环；41、排口；42、内管；5、喷液器；51、阻体；52、侧孔；53、支撑弹簧；54、阻塞。

具体实施方式

请参阅图1~图7，本发明实施例中，一种盘式电机定子冷却结构，其包括：

电机壳体1，其内部分布设有定子腔，所述定子腔内周向分布有多个定子铁芯11，所述定子铁芯11上绕接有线圈12；

隔离环13，同轴固定在电机壳体1内；

导油密封板2，同轴固定在电机壳体1内，并位于定子腔外围，所述导油密封板2与电机壳体1之间密封配合形成冷却通道；

注液喷道3，垂向设置在电机壳体1圆周外围，所述注液喷道3上左右分布有两个流道，所述流道上套接固定有进液管31；

内通道33，沿电机壳体1的轴向设置，所述内通道33的一端与冷却通道相连通，且其另一端与进液管31相连接；

排液环4，固定在隔离环13上，所述电机壳体外连接有排液管32，所述排液环的一端与所述排液管32相连通，以及

喷液器5，均匀排布在所述导油密封板2上靠近线圈12的一侧。

本实施例中，所述导油密封板2均被配置为多个，多个所述导油密封板2中心对称设置在电机壳体1内，中心对称设置可以减小电机内部的共振效应，以便降低电机在运行时的振动和机械应力，从而延长电机的寿命和可靠性。

作为较佳的实施例，所述导油密封板2的横截面呈均匀变化的变截面结构，且所述导油密封板2上设有多个与所述喷液器5相对应的注送口21，各所述注送口21正对设置在相邻所述定子铁芯11之间的排流间隙处，所述进液管31内输送有冷却液，从而通过冷却液循环输送实现对定子铁芯的工作降温。

参阅图3，本实施例中，所述导油密封板2的边缘厚度大小不一，且靠近所述内通道33一侧的边缘厚度大于另一侧；

各所述注送口21的内径大小不一，靠近进液管31的注送口21内径小，远离进液管31的注送口21内径大，也就是说，在冷却液输送中进入冷却通道，并依次通过各注送口，而靠近内通道处的注送口内径小，冷却液流动快，远离内通道处的注送口内径大，冷却液流动慢，使得冷却液充分流向远离内通道端的位置，从而达到均匀流动效果，散热更加均匀。

参阅图2，本实施例中，所述排液环4内设有流动仓，且所述排液环4的侧壁上等距分布有多个排口41，所述排液环4的一侧连接有内管42；

需要注意的是，在电机放置中，当电机驱动轴处于水平方向时，应确保电机内的排液环始终位于隔离环的相对上方（如图中所示），排液环的角度大于180°，从而保证下方的冷却液能循环至上方的排液环，再排出。

各所述排口41的内径大小不一，且靠近所述内管42一侧的所述排口41的内径小于另一侧，也就是说，冷却液经过定子铁芯之间的排流间隙后分别通过各排口，远离内管的排口内径大，冷却通道横截面大，压力小，便于腔体内冷却液进入排液环。

参阅图4，本实施例中，所述喷液器5的端部均设有喷液孔，所述喷液器5内滑动设置有支杆，所述支杆上套接有阻体51，所述喷液器5的外围侧壁均开设有侧孔52，所述阻体51能够在滑动中与喷液器5相密封接触，并对侧孔52密封封堵，所述支杆上套接有支撑弹簧53，所述支杆的端部还固定有阻塞54，所述阻塞54能够与喷液孔密封配合，所述阻体上分布有多个内通孔，所述内通孔从阻体51上表面贯穿至下表面，其中当阻体与喷液器相密封接触时，此时阻塞与喷液孔相滑动脱离，喷液孔打开，冷却液通过内通孔流至喷液孔并喷出；而阻体与喷液器相分离时，阻塞与喷液孔密封配合，需要注意的是，喷液孔中冷却液流量大于侧孔。

作为较佳的实施例，所述注液喷道3上的进液管31能够对冷却通道提供低压、中低压以及中高压冷却液供给。

参阅图5、6、7，本实施例中，所述支撑弹簧53包括第一弹簧与第二弹簧，所述第一弹簧与第二弹簧交替分布在各所述喷液器5内，且所述第一弹簧的弹性强度大于第二弹簧的弹性强度，且所述第二弹簧能够在冷却液中低压输送中受阻体51推动进行压缩，所述第一弹簧仅在冷却液中高压输送中受阻体51推动进行压缩；即，

冷却液低压泵送中，各喷液器中阻塞密封封堵在喷液孔内，此时冷却液经过各侧孔沿定子铁芯的切向以及轴向方向流动，并进行交汇，冷却液流速慢，流动整体性强（多用于工作前期）；

冷却液中低压泵送中，偶数位的喷液器中第二弹簧受阻体推动进行压缩，此时喷液器的喷液孔打开，而奇数位的喷液器侧孔打开，经过偶数位喷液器侧孔的冷却液向四周扩散（即沿定子铁芯的切向以及轴向方向流动），并与奇数位喷液器内的冷却液汇合，大部分冷却液直接通过排液环外排，小部分冷却液在排液环外围扩散，并沿着偶数位的喷液器处定子铁芯之间的排流间隙产生回流，达到绕定子铁芯流动循环，换热能力强（多用于高温度工作环境下）；

冷却液中高压泵送中，各喷液器中第一弹簧与第二弹簧均在压缩下使得侧孔封闭，此时冷却液直接经过喷液孔径向流动，冷却液流速快，能够实现内部冷却液快速置换（多用于冷却液更换）。

以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种盘式电机定子冷却结构，其特征在于：其包括：

电机壳体（1），其内部分布设有定子腔，所述定子腔内周向分布有多个定子铁芯（11），所述定子铁芯（11）上绕接有线圈（12）；

隔离环（13），同轴固定在电机壳体（1）内；

导油密封板（2），同轴固定在电机壳体（1）内，并位于定子腔外围，所述导油密封板（2）与电机壳体（1）之间密封配合形成冷却通道；

注液喷道（3），垂向设置在电机壳体（1）圆周外围，所述注液喷道（3）上左右分布有两个流道，所述流道上套接固定有进液管（31）；

内通道（33），沿电机壳体（1）的轴向设置，所述内通道（33）的一端与冷却通道相连通，且其另一端与进液管（31）相连接；

排液环（4），固定在隔离环（13）上，所述电机壳体（1）外连接有排液管（32），所述排液环（4）的一端与所述排液管（32）相连通，以及

喷液器（5），均匀排布在所述导油密封板（2）上靠近线圈（12）的一侧。

2.根据权利要求1所述的一种盘式电机定子冷却结构，其特征在于：所述导油密封板（2）被配置为多个，多个所述导油密封板（2）中心对称设置在电机壳体（1）内。

3.根据权利要求1所述的一种盘式电机定子冷却结构，其特征在于：所述导油密封板（2）的横截面呈均匀变化的变截面结构，且所述导油密封板（2）上设有多个与所述喷液器（5）相对应的注送口（21），各所述注送口（21）正对设置在相邻所述定子铁芯（11）之间的排流间隙处，所述进液管（31）内输送有冷却液。

4.根据权利要求3所述的一种盘式电机定子冷却结构，其特征在于：所述导油密封板（2）的边缘厚度大小不一，且靠近所述内通道（33）一侧的边缘厚度大于另一侧；

各所述注送口（21）的内径大小不一，靠近进液管（31）的注送口（21）内径小，远离进液管（31）的注送口（21）内径大。

5.根据权利要求1所述的一种盘式电机定子冷却结构，其特征在于：所述排液环（4）内设有流动仓，且所述排液环（4）的侧壁上等距分布有多个排口（41），所述排液环（4）的一侧连接有内管（42）；

各所述排口（41）的内径大小不一，且靠近所述内管（42）一侧的所述排口（41）的内径小于另一侧。

6.根据权利要求1所述的一种盘式电机定子冷却结构，其特征在于：所述喷液器（5）的端部均设有喷液孔，所述喷液器（5）内滑动设置有支杆，所述支杆上套接有阻体（51），所述喷液器（5）的外围侧壁均开设有侧孔（52），所述阻体（51）能够在滑动中与喷液器（5）相密封接触，并对侧孔（52）密封封堵，所述支杆上套接有支撑弹簧（53），所述支杆的端部还固定有阻塞（54），所述阻塞（54）能够与喷液孔密封配合，所述阻体（51）上分布有多个内通孔，所述内通孔从所述阻体（51）上表面贯穿至下表面。

7.根据权利要求6所述的一种盘式电机定子冷却结构，其特征在于：所述注液喷道（3）上的进液管（31）能够对冷却通道提供低压、中低压以及中高压冷却液供给。

8.根据权利要求7所述的一种盘式电机定子冷却结构，其特征在于：所述支撑弹簧（53）包括第一弹簧与第二弹簧，所述第一弹簧与第二弹簧交替分布在各所述喷液器（5）内，且所述第一弹簧的弹性强度大于第二弹簧的弹性强度，且所述第二弹簧能够在冷却液中低压输送中受阻体（51）推动进行压缩，所述第一弹簧仅在冷却液中高压输送中受阻体（51）推动进行压缩。