CN117526641A - 一种电机结构及压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电机结构及压缩机，包括：电机壳体，电机壳体具有容纳腔和流体进口；流体进口连通至容纳腔的外部；电机定子，电机定子与电机壳体连接，电机定子内具有与容纳腔连通的流通间隙；冷却孔，设置在电机定子上，冷却孔贯穿电机定子设置，冷却孔的一端与流体进口连通，冷却孔的另一端与流通间隙连通。本发明的电机结构及压缩机解决了相关技术中的电机的散热效果不良的技术问题。

Description

一种电机结构及压缩机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种电机结构及压缩机。

背景技术

高速电机具有体积小、功率密度大和效率高等优点，所以高速电机一直被国内外电工领域广泛应用。由于高速电机功率密度大、损耗密度高，容易导致电机产生较大的热量，而高速电机往往体积较小，散热困难。如果电机散热不及时会使得电机定子、转子温度过高，过高的温度会导致定子绝缘失效、转子上的永磁体发生不可逆失磁等，这将严重影响电机的性能与可靠性。

因此，现有技术有待于进一步发展。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种电机结构及压缩机，以解决相关技术中的电机的散热效果不良的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明采取了以下技术方案：提供了一种电机结构及压缩机，包括：电机壳体，电机壳体具有容纳腔和流体进口；流体进口连通至容纳腔的外部；电机定子，电机定子与电机壳体连接，电机定子内具有与容纳腔连通的流通间隙；冷却孔，设置在电机定子上，冷却孔贯穿电机定子设置，冷却孔的一端与流体进口连通，冷却孔的另一端与流通间隙连通。

进一步地，定子本体包括：相间隔设置的第一本体和第二本体，连接骨架位于第一本体和第二本体之间，连接骨架的一侧与第一本体连接，连接骨架的另一侧与第二本体连接。

进一步地，连接骨架内设置有贯穿连接骨架的穿孔，冷却孔的一端与穿孔连通，冷却孔的另一端与流体进口连通，流通间隙位于穿孔内。

进一步地，连接骨架为多个，多个连接骨架相间隔地设置，各个连接骨架内分别设置有冷却孔；和/或，流体进口为多个，多个流体进口相间隔地设置。

进一步地，冷却孔沿预设直线沿伸；沿垂直于冷却孔的沿伸方向的方向，电机定子的最大宽度为L，连接骨架的最大宽度为L₁；其中，L与L₁的关系满足：

进一步地，连接骨架的数量为N；其中，N与L之间的关系满足：

进一步地，冷却孔为圆形通孔，冷却孔的直径为D；其中，D与L₁的关系满足：

进一步地，电机壳体包括主壳体和端盖，端盖盖设在主壳体上，流体进口设置在主壳体上；电机定子与主壳体连接；电机结构还包括：电机转子，与端盖相对可转动地设置，流通间隙位于电机转子与电机定子之间；支撑轴承，支撑轴承的一端与端盖连接，支撑轴承的另一端与电机转子连接。

进一步地，电机结构还包括定子包线，定子包线环绕电机定子设置；电机结构还包括：与冷却孔连通的第一流通通道，第一流通通道位于定子包线与电机转子之间；与第一流通通道连通的第二流通通道，第二流通通道位于定子包线与端盖之间；与第二流通通道连通的第三流通通道，第三流通通道位于定子包线与主壳体之间。

进一步地，电机壳体包括第一壳体和第二壳体，第一壳体与第二壳体分别位于电机转子的相对两侧，第一壳体与第二壳体内分别设置有电机定子，各个电机定子上分别设置有冷却孔。

一种压缩机，包括如上所述的电机结构。

有益效果：

1、采用本发明的电机结构，有效增加电机定子转子散热量，有利于提高电机可靠性，保证电机稳定运行。

2、采用本发明的电机结构，在电机定子上增设冷却孔开辟冷却流道，拓宽了电机散热渠道，使得冷却介质可以从电机中部通入直接冷却电机转子，极大的提高了冷却介质的利用率以及电机转子的散热效果。

附图说明

图1是本发明第一个实施例采用的电机结构的剖视图；

图2是图1中A部分的局部放大图；

图3是本发明实施例采用的电机结构的连接骨架的结构示意图；

图4是本发明第一个实施例采用的冷却介质在电机结构的各个通道内的流向图；

图5是本发明第二个实施例采用的电机结构的剖视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、电机壳体；101、第一壳体；102、第二壳体；11、容纳腔；12、流体进口；13、端盖；14、主壳体；2、电机定子；21、定子本体；211、第一本体；212、第二本体；22、连接骨架；23、穿孔；3、流通间隙；4、冷却孔；5、电机转子；6、支撑轴承；7、定子包线；81、第一流通通道；82、第二流通通道；83、第三流通通道。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

根据本发明实施例，提供了一种电机结构，请参阅图1至图5，包括：电机壳体1，电机壳体1具有容纳腔11和流体进口12；流体进口12连通至容纳腔11的外部；电机定子2，电机定子2与电机壳体1连接，电机定子2内具有与容纳腔11连通的流通间隙3；冷却孔4，设置在电机定子2上，冷却孔4贯穿电机定子2设置，冷却孔4的一端与流体进口12连通，冷却孔4的另一端与流通间隙3连通。

在本实施例的电机结构中，电机定子2设置在电机壳体1内，电机定子2与电机壳体1连接，之间的间隙形成容纳腔11，电机壳体1上设置有流体进口12，冷却孔4贯穿设置在电机定子2上，冷却孔4的一端与流体进口12连通，冷却孔4的另一端与容纳腔11连通。冷却流体通过流体进口12进入冷却孔4，再经冷却孔4流入容纳腔11，容纳腔11形成一个流通冷却流体的流通间隙3，流通间隙3环绕设置在电机定子2内表面，通入冷却介质后用于冷却电机定子2。通过在电机定子2上增设冷却孔4开辟冷却流道，拓宽了电机散热渠道，使得冷却介质可以从电机中部通入直接冷却电机定子2，极大地提高了冷却介质的利用率，时也带走电机定子2中部的发热量，保障电机可靠稳定运行。本实施例的电机结构解决了相关技术中的电机的散热效果不良的技术问题。

参阅图2，在本实施例的电机结构中，电机定子2包括：定子本体21，与电机壳体1连接；连接骨架22，连接骨架22与定子本体21连接，连接骨架22与定子本体21连接，冷却孔4设置在连接骨架22上。在电机定子2上设置连接骨架22，冷却孔4设置在连接骨架22上，冷却孔4为圆形，朝向延伸方向贯通。

参阅图3，在本实施例的电机结构中，定子本体21包括：相间隔设置的第一本体211和第二本体212，连接骨架22位于第一本体211和第二本体212之间，连接骨架22的一侧与第一本体211连接，连接骨架22的另一侧与第二本体212连接。连接骨架22设置在第一本体211和第二本体212之间，连接骨架22的一侧与第一本体211连接，连接骨架22的另一侧与第二本体212连接。

参阅图3，在本实施例的电机结构中，连接骨架22内设置有贯穿连接骨架22的穿孔23，冷却孔4的一端与穿孔23连通，冷却孔4的另一端与流体进口12连通，流通间隙3位于穿孔23内。在连接骨架22贯穿设置穿孔23，冷却孔4与流体进口12连通，冷却孔4通过穿孔23与流通间隙3连通，这样设置以便于将冷却介质从流体进口12进入冷却孔4，流经穿孔23，到达流通间隙3，从电机定子2的中部进行冷却。

具体地，连接骨架22为圆形结构，电机定子2和连接骨架22紧密贴合相连。

在本实施例的电机结构中，连接骨架22为多个，多个连接骨架22相间隔地设置，各个连接骨架22内分别设置有冷却孔4。连接骨架22等距离地分布在同一轴向的电机定子2中，每一个连接骨架22内均设置有冷却孔4为流体提供流道。

参阅图1，在本实施例的电机结构中，流体进口12为多个，多个流体进口12相间隔地设置。冷却流体分别进入各个流体进口12内，再由各个冷却孔4进入容纳腔11内形成多个冷却流道。

参阅图4，在本实施例的电机结构中，冷却孔4沿预设直线沿伸；沿垂直于冷却孔4的沿伸方向的方向，电机定子2的最大宽度为L，连接骨架22的最大宽度为L₁；其中，L与L₁的关系满足：

上述式中单位为mm，如下：

当电机定子2的宽度L在100mm至200mm之间时，可在电机定子2的同一轴线上设置宽度为L₁＝3mm的连接骨架22；

当电机定子2的宽度L在200mm至400mm之间时，可在电机定子2的同一轴线上设置宽度为L₁＝4mm的连接骨架22；

当电机定子2的宽度L在400mm至700mm之间时，可在电机定子2的同一轴线上设置宽度为L₁＝5mm的连接骨架22；

当电机定子2的宽度L在700mm至1000mm之间时，可在电机定子2的同一轴线上设置宽度为L₁＝6mm的连接骨架22；

电机定子2的最大宽度L不能超过1000mm，电机定子2的同一轴线上最多设置宽度为L₁＝7mm的连接骨架22。

参阅图4，在本实施例的电机结构中，连接骨架22的数量为N；其中，N与L之间的关系满足：

上述式中，L的单位为mm，如下：

当电机定子2的宽度L小于200mm时，可设置1个连接骨架22；

当电机定子2的宽度L在200mm至300mm之间，可设置3个连接骨架22；

当电机定子2的宽度L在300mm至500mm之间，可设置4个连接骨架22；

当电机定子2的宽度L在500mm至700mm之间，可设置6个连接骨架22；

当电机定子2的宽度L在700mm至1000mm之间，可设置8个连接骨架22；

电机定子2的最大宽度L不超过1000mm，连接骨架22的个数最多10个。

参阅图4，在本实施例的电机结构中，冷却孔4为圆形通孔，冷却孔4的直径为D；其中，D与L₁的关系满足：

上述式中单位为mm，如下：

当连接骨架22的最大宽度为L₁小于3mm时，可设置1个直径为D＝1.5mm的冷却孔4；

当连接骨架22的最大宽度为L₁在3mm至4mm之间，可设置1个直径为D＝2mm的冷却孔4；

当连接骨架22的最大宽度为L₁在4mm至5之mm间，可设置1个直径为D＝3mm的冷却孔4；

当连接骨架22的最大宽度为L₁在5mm至6mm之间，可设置1个直径为D＝4mm的冷却孔4；

当连接骨架22的最大宽度为L₁不能超过7mm，最多可设置1个直径为D＝5mm的冷却孔4。

冷却孔截面积：S＝(πD^2)/4，冷却孔介质流量：Q＝V·S·ΔT(V指介质流速，ΔT指时间)。综合以上可根据不同叠高的电机方案设计出最合适的连接骨架22数量以及冷却孔4大小，再通过有限元仿真、流体仿真分析可得算出相应的散热量。据仿真结果可知，在电机具有相同功率的情况下，随着冷却孔4中通过冷却介质的流量(流速)的增加，电机温度转子温度呈现下降关系。

参阅图5，在本实施例的电机结构中，电机壳体1包括主壳体14和端盖13，端盖13盖设在主壳体14上，流体进口12设置在主壳体14上；电机定子2与主壳体14连接；电机结构还包括：电机转子5，与端盖13相对可转动地设置，流通间隙3位于电机转子5与电机定子2之间；支撑轴承6，支撑轴承6的一端与端盖13连接，支撑轴承6的另一端与电机转子5连接。

端盖13盖设在主壳体14上，流体进口12设置在主壳体14上，电机定子2与主壳体14连接，电机转子5通过支撑轴承6相对于端盖13可转动。端盖13、主壳体14、电机定子2和电机转子5围城一个流通间隙3，供冷却流体流通。

参阅图4，在本实施例的电机结构中，电机结构还包括定子包线7，定子包线7环绕电机定子2设置；电机结构还包括：与冷却孔4连通的第一流通通道81，第一流通通道81位于定子包线7与电机转子5之间；与第一流通通道81连通的第二流通通道82，第二流通通道82位于定子包线7与端盖13之间；与第二流通通道82连通的第三流通通道83，第三流通通道位于定子包线7与主壳体14之间。定子包线7环绕电机定子2在电机壳体1内形成容纳腔11，将容纳腔11分成连通的第一流通通道81、第二流通通道82和第三流通通道83，扩大流体的流通路径，从而增大冷却面积，达到更好的冷却效果。

参阅图5，在本实施例的电机结构中，电机壳体1包括第一壳体101和第二壳体102，第一壳体101与第二壳体102分别位于电机转子5的相对两侧，第一壳体101与第二壳体102内分别设置有电机定子2，各个电机定子2上分别设置有冷却孔4。第一壳体101与第二壳体102内分别设置有电机定子2增大电机结构的冷却面积，提高冷却效果。

在本实施例的压缩机中，包括如上所述的电机结构。在压缩机的内部设置有上述电机结构，通过在电机定子2中部增加一定数量的连接骨架22，在连接骨架22上开设一定大小的冷却孔4，使之在电机内部构成冷却流道，使冷却介质可充分流入到机械气隙中的电机转子5外表面，直接带走电机转子5中部的热量，同时可使冷却介质直接对电机定子2的中部进行冷却、散热，保障压缩机可靠稳定地运行。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (12)

1.一种电机结构，其特征在于，包括：

电机壳体(1)，所述电机壳体(1)具有容纳腔(11)和流体进口(12)；所述流体进口(12)连通至所述容纳腔(11)的外部；

电机定子(2)，所述电机定子(2)与所述电机壳体(1)连接，所述电机定子(2)内具有与所述容纳腔(11)连通的流通间隙(3)；

冷却孔(4)，设置在所述电机定子(2)上，所述冷却孔(4)贯穿所述电机定子(2)设置，所述冷却孔(4)的一端与所述流体进口(12)连通，所述冷却孔(4)的另一端与所述流通间隙(3)连通。

2.根据权利要求1所述的电机结构，其特征在于，所述电机定子(2)包括：

定子本体(21)，与所述电机壳体(1)连接；

连接骨架(22)，所述连接骨架(22)与所述定子本体(21)连接，所述连接骨架(22)与所述定子本体(21)连接，所述冷却孔(4)设置在所述连接骨架(22)上。

3.根据权利要求2所述的电机结构，其特征在于，所述定子本体(21)包括：

相间隔设置的第一本体(211)和第二本体(212)，所述连接骨架(22)位于所述第一本体(211)和所述第二本体(212)之间，所述连接骨架(22)的一侧与所述第一本体(211)连接，所述连接骨架(22)的另一侧与所述第二本体(212)连接。

4.根据权利要求2所述的电机结构，其特征在于，所述连接骨架(22)内设置有贯穿所述连接骨架(22)的穿孔(23)，所述冷却孔(4)的一端与所述穿孔(23)连通，所述冷却孔(4)的另一端与所述流体进口(12)连通，所述流通间隙(3)位于所述穿孔(23)内。

5.根据权利要求2所述的电机结构，其特征在于，

所述连接骨架(22)为多个，多个所述连接骨架(22)相间隔地设置，各个所述连接骨架(22)内分别设置有所述冷却孔(4)；和/或，

所述流体进口(12)为多个，多个所述流体进口(12)相间隔地设置。

6.根据权利要求5所述的电机结构，其特征在于，所述冷却孔(4)沿预设直线沿伸；沿垂直于所述冷却孔(4)的沿伸方向的方向，所述电机定子(2)的最大宽度为L，所述连接骨架(22)的最大宽度为L₁；其中，L与L₁的关系满足：L的单位为mm。

7.根据权利要求6所述的电机结构，其特征在于，所述连接骨架(22)的数量为N；其中，N与L之间的关系满足：L的单位为mm。

8.根据权利要求7所述的电机结构，其特征在于，所述冷却孔(4)为圆形通孔，所述冷却孔(4)的直径为D；其中，D与L₁的关系满足：L的单位为mm。

9.根据权利要求1所述的电机结构，其特征在于，所述电机壳体(1)包括主壳体(14)和端盖(13)，所述端盖(13)盖设在所述主壳体(14)上，流体进口(12)设置在所述主壳体(14)上；所述电机定子(2)与所述主壳体(14)连接；所述电机结构还包括：

电机转子(5)，与所述端盖(13)相对可转动地设置，所述流通间隙(3)位于所述电机转子(5)与所述电机定子(2)之间；

支撑轴承(6)，所述支撑轴承(6)的一端与所述端盖(13)连接，所述支撑轴承(6)的另一端与所述电机转子(5)连接。

10.根据权利要求9所述的电机结构，其特征在于，所述电机结构还包括定子包线(7)，所述定子包线(7)环绕所述电机定子(2)设置；所述电机结构还包括：

与所述冷却孔(4)连通的第一流通通道(81)，所述第一流通通道(81)位于所述定子包线(7)与所述电机转子(5)之间；

与所述第一流通通道(81)连通的第二流通通道(82)，所述第二流通通道(82)位于所述定子包线(7)与所述端盖(13)之间；

与所述第二流通通道(82)连通的第三流通通道(83)，所述第三流通通道位于所述定子包线(7)与所述主壳体(14)之间。

11.根据权利要求9所述的电机结构，其特征在于，所述电机壳体(1)包括第一壳体(101)和第二壳体(102)，所述第一壳体(101)与所述第二壳体(102)分别位于所述电机转子(5)的相对两侧，所述第一壳体(101)与所述第二壳体(102)内分别设置有所述电机定子(2)，各个电机定子(2)上分别设置有所述冷却孔(4)。

12.一种压缩机，包括电机结构，其特征在于，所述电机结构为权利要求1至11中任一项所述的电机结构。