CN117914061B - 一种用于电机绕组的散热防潮机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电机领域，具体是涉及一种用于电机绕组的散热防潮机构，设置在电机中，电机包括壳体和电机轴，散热防潮机构包括散热连接件和密封连接件，散热连接件设置在壳体的内壁，密封连接件设置在电机轴和壳体转动连接的位置处，壳体中对称设有两个均匀分散组件，均匀分散组件与电机轴传动连接，壳体开设有供散热介质流通的排出口，本发明通过散热连接件和密封连接件起到的高效的散热系统和严密的密封措施，保证了电机绕组在运行过程中既不会因热量积聚而造成性能下降甚至损坏，同时又能在各种环境下保持良好的防潮性能，随着电机轴的运转带动均匀分散组件的一同运动，促使散热介质充分与电机绕组接触，提高了电机的整体稳定性和可靠性。

Description

一种用于电机绕组的散热防潮机构

技术领域

本发明涉及电机领域，具体是涉及一种用于电机绕组的散热防潮机构。

背景技术

目前市场上，电动车采用的电机通常为轮毂电机或中置电机，轮毂电机经过空气散热，导热性差，中置电机经过铁芯与铝外壳接触进行热传递，传热面积小，散热条件均有限，长时间大负载，绕组热量无法短时散出，会有烧毁电机风险，此外，市场上暂无透气功能电机，而采用全封闭式电机或经过引出线透气，在现实生活中，电动车电机制造完成时，电机内部空气的物质的量与体积就已经确定，此时电机内部压强与电机的内部温度有关，当电动车骑行时，电机在做功的过程中将产生大量的热，由于电机是密封的，即使经过引出线透气，这些热量也不能及时排出，将导致电机内部温度迅速上升。

目前公开的中国专利CN108631512B电机及电动车，包括壳体，其内部具有腔体，壳体内注有绝缘导热油，电机轴，电机轴贯穿壳体，连通孔，用于连通腔体与电机外部的空间，以及防水透气装置，包括外壳，外壳开有第一通气孔和至少一个第二通气孔，外壳中填充干燥剂，其中，防水透气装置通过第一通气孔与连通孔相连。

根据上述专利所述，该专利通过在壳体内注入绝缘导热油，使得电机绕组一部分浸入到绝缘导热油内，与传统电机经过空气散热相比，由于绝缘导热油的热传递系数大于空气热传递系数，能将电机绕组内部热量经过油介质迅速传导至壳体，相较于铁芯与铝外壳接触散热，换热面积增大，从而大幅提升散热面积，达到降低绕组温度的目的，然而该专利通过油浸式设计，必须确保壳体的密封性，以防止绝缘导热油泄露，然而电机绕组一部分浸入到绝缘导热油内，只能够对一部分进行散热，导致散热效果不佳，。

而中国专利CN102386718A公开了一种电机冷却系统，其通过在电机壳体、端盖和电机轴及缠有绕组的定子铁芯之间形成密封的环状空间，该环状空间又通过管路与电机外侧的泵和散热器连通，冷却液在这个循环回路中不停流动将缠有绕组的定子铁芯充分冷却。该专利中的技术方案相较于上述专利具有较好的散热效果，但是其散热效率没有得到较大提高。

因此，目前需要一种能够具备全面高效散热功能的同时也具备防潮功能的散热机构。

发明内容

针对现技术所存在的问题，提供一种用于电机绕组的散热防潮机构，本发明通过散热连接件和密封连接件起到的高效的散热系统和严密的密封措施，保证了电机绕组在运行过程中既不会因热量积聚而造成性能下降甚至损坏，同时又能在各种环境下保持良好的防潮性能，随着电机轴的运转带动均匀分散组件的一同运动，促使散热介质充分与电机绕组接触，提高了电机的整体稳定性和可靠性。

为解决现有技术问题，本发明提供一种用于电机绕组的散热防潮机构，设置在电机中，电机包括壳体和电机轴，壳体内部具有供电机绕组安装的腔体，电机轴贯穿壳体且转动设置在壳体上，电机轴与壳体之间连接有轴承，散热防潮机构包括散热连接件和密封连接件，散热连接件设置在壳体的腔体中且位于其内壁，密封连接件设置在电机轴和壳体转动连接的位置处，壳体的腔体中对称设有两个用以将散热介质分散在电机绕组上的均匀分散组件，均匀分散组件与电机轴传动连接，电机绕组安装在两个均匀分散组件之间，壳体的下半部开设有供散热介质流通的排出口。

优选地，电机轴的一端向着另一端的方向开设有散热管路，散热管路与均匀分散组件处于连通状态，电机轴所开设散热管路的管口一端设有用以为散热管路分别提供气体和液体的转换接头，转换接头与壳体固定连接。

优选地，均匀分散组件设有离心锥盘，离心转盘同轴且固定连接在电机轴上，离心锥盘的锥面朝向壳体的内侧，离心锥盘具有供气体或液体停留的暂存腔室，电机轴上开设有与散热管路连通的通孔，离心锥盘的内侧开设有与通孔连通且直达暂存腔室的通道，离心锥盘的锥面开设有多条条形口，且多条条形口在离心锥盘的锥面上均匀分布。

优选地，在离心锥盘的锥面上，且沿着锥度方向还均匀固定设有多条离心拨杆，多条离心拨杆与多条条形口交错布置。

优选地，离心锥盘的内侧延伸有套设在电机轴上的环套，两个离心锥盘之间设有一个套设在两个环套上的套筒，套筒上贯穿每个环套均设有一个与电机轴固定连接的固定销。

优选地，转换接头上开设有与散热管路连通的进油口，进油口处设有电控阀门。

优选地，转换接头上开设有与散热管路连通的进气口，进气口处设有电控阀门。

优选地，散热连接件设有冷凝管，冷凝管呈螺旋结构，冷凝管环绕在壳体的内壁。

优选地，壳体中固定设有与冷凝管接触的导热层，导热层与壳体之间形成供冷凝管安装的夹层。

优选地，密封连接件设有密封胶圈，密封胶圈同轴套设在电机轴上，密封胶圈的内径大于电机轴的直径，电机轴与壳体之间转动连接的部分处于与密封胶圈的表面所接触的状态，壳体上固定设有套设在密封胶圈上的定位压套。

本申请相比较于现有技术的有益效果是：

（1）本发明通过散热连接件和密封连接件起到的高效的散热系统和严密的密封措施，保证了电机绕组在运行过程中既不会因热量积聚而造成性能下降甚至损坏，同时又能在各种环境下保持良好的防潮性能，随着电机轴的运转带动均匀分散组件的一同运动，促使散热介质充分与电机绕组接触；

（2）通过均匀分散组件中的离心锥盘结构，实现对电机绕组周围空间的均匀、高效的气液分散，从而极大提高散热效果，利用了离心力原理，将引入的散热介质快速分散到电机绕组周围，保证了散热效率和散热效果进而实现了电机绕组工作过程中的全面散热，延长了使用寿命，提高了电机的整体稳定性和可靠性；

（3）通过设置转换接头的设置，可以根据电机绕组的工作状态和环境条件来决定使用的散热介质。

附图说明

图1是一种用于电机绕组的散热防潮机构的立体结构示意图。

图2是一种用于电机绕组的散热防潮机构的局部立体结构剖视图。

图3是一种用于电机绕组的散热防潮机构的平面剖视图。

图4是一种用于电机绕组的散热防潮机构的均匀分散组件的立体结构示意图。

图5是一种用于电机绕组的散热防潮机构的均匀分散组件的左视图。

图6是图5的A-A处剖视图。

图7是图3的B处放大示意图。

图8是图3的C处放大示意图。

图9是图3的D处放大示意图。

图10是图3的E处放大示意图。

图中标号为：1、壳体；11、腔体；12、排出口；2、电机轴；21、散热管路；211、通孔；3、轴承；4、散热连接件；41、冷凝管；42、导热层；5、密封连接件；51、密封胶圈；52、定位压套；6、均匀分散组件；61、离心锥盘；611、暂存腔室；6111、通道；62、条形口；621、离心拨杆；63、环套；631、套筒；632、固定销；7、转换接头；71、进油口；72、进气口。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

参见图1-图6所示，一种用于电机绕组的散热防潮机构，设置在电机中，电机包括壳体1和电机轴2，壳体1内部具有供电机绕组安装的腔体11，电机轴2贯穿壳体1且转动设置在壳体1上，电机轴2与壳体1之间连接有轴承3，散热防潮机构包括散热连接件4和密封连接件5，散热连接件4设置在壳体1的腔体11中且位于其内壁，密封连接件5设置在电机轴2和壳体1转动连接的位置处，壳体1的腔体11中对称设有两个用以将散热介质分散在电机绕组上的均匀分散组件6，均匀分散组件6与电机轴2传动连接，电机绕组安装在两个均匀分散组件6之间，壳体1的下半部开设有供散热介质流通的排出口12。

在电机工作过程中，散热连接件4由于位于壳体1的腔体11内壁，通常采用高效导热材料制成，能够将电机绕组在工作过程中产生的热量迅速吸收并传导至壳体1外部，两个均匀分散组件6在电机轴2转动时跟随其一同运动，目的在于确保散热介质例如空气、油液或其他冷却介质能够均匀地分布在整个电机绕组周围，以增强散热效率，避免局部过热，相比较于电机绕组局部与散热介质所接触的方式，使得散热更加全面，当散热介质需要更换或循环时，排出口12可以使散热介质向外流通，在电机停机后或散热介质长期存放时，通过排出口12排出腔体11内的散热介质，保障电机绕组的散热效果，随着电机轴2传动过程中，密封连接件5在电机轴2与壳体1的转动连接位置处起到密封作用，有效防止水分和湿气从轴承3部位进入电机内部，从而保护电机绕组不受潮湿环境的影响，使电机具备防水功能，从而避免了电机因内外部气压失衡引发的进水、内部生锈、散热介质损坏等问题，提升电机品质及使用寿命。

参见图2-图6所示，电机轴2的一端向着另一端的方向开设有散热管路21，散热管路21与均匀分散组件6处于连通状态，电机轴2所开设散热管路21的管口一端设有用以为散热管路21分别提供气体和液体的转换接头7，转换接头7与壳体1固定连接。

电机轴2内部的散热管路21与均匀分散组件6相互连通，使得电机不仅可以利用散热连接件4的传导方式散热，还可以通过散热管路21输送气体或液体作为散热介质，转换接头7安装在散热管路21所开设管口的一端，允许根据需要将气体或液体通过散热管路21引入到均匀分散组件6中，再通过均匀分散组件6将散热介质均匀且充分的作用在电机绕组上，提高散热效果，利用转换接头7和散热管路21的结构，电机绕组能够获得更加精准、高效的散热控制，当采用导热油冷却时，流动的导热油不仅能够迅速带走电机绕组产生的热量，还能形成一道防护屏障，减少湿气对电机内部的渗透，导热油填充在密闭的壳体1中，由于其流动性且导热油在壳体1中的填充高度没过电机轴2，因此导热油能够与密封连接件5和电机轴2之间形成一道防护屏障，即在电机轴2与壳体1以及与密封连接件5接触的部位形成一个连续、密闭的屏障，起到阻止湿气直接进入壳体1内部的作用，减少空气中的湿气通过缝隙渗入电机内部的机会，从而实现良好的防潮效果，当采用空气冷却时，电机轴2内部的散热管路21与均匀分散组件6连通后，可以将外部新鲜冷空气引入到电机绕组周围，通过电机轴2转动带动均匀分散组件6工作，使得进入的空气能够沿着散热管路21和均匀分散组件6形成的路径，充分、均匀地流经整个电机绕组，有效地带走电机运行产生的热量，空气在腔体11内循环流动，并最终从壳体1下半部开设的排出口12排出，形成一个有效的对流散热系统，最终延长电机绕组的使用寿命和保持其稳定的工作状态。

参见图2-图8所示，均匀分散组件6设有离心锥盘61，离心转盘同轴且固定连接在电机轴2上，离心锥盘61的锥面朝向壳体1的内侧，离心锥盘61具有供气体或液体停留的暂存腔室611，电机轴2上开设有与散热管路21连通的通孔211，离心锥盘61的内侧开设有与通孔211连通且直达暂存腔室611的通道6111，离心锥盘61的锥面开设有多条条形口62，且多条条形口62在离心锥盘61的锥面上均匀分布。

均匀分散组件6采用了离心锥盘61结构，由于离心锥盘61同轴固定连接在电机轴2上，因此，当电机轴2转动时，离心锥盘随其高速旋转，散热介质依次通过通孔211和通道6111从电机轴2上的散热管路21进入离心锥盘61内部的暂存腔室611，在这里得到短暂存储和初步分散，并随着离心锥盘的旋转而被高效地甩出，当离心锥盘61旋转时，暂存腔室611中的散热介质会通过其表面开设的条形口62喷射出去，实现对电机绕组周围空间的均匀、高效的气液分散，从而极大提高散热效果，利用了离心力原理，将引入的散热介质快速分散到电机绕组周围，保证了散热效率和散热效果。

参见图8所示，在离心锥盘61的锥面上，且沿着锥度方向还均匀固定设有多条离心拨杆621，多条离心拨杆621与多条条形口62交错布置。

当电机轴2带动离心锥盘61高速旋转时，离心拨杆621在离心力的作用下会对散热介质起到推动效果，进一步增强对散热介质的分散效果，离心拨杆621在旋转过程中能够扰动暂存腔室611中的散热介质，使其沿着离心锥盘61的锥面通过条形口62快速、均匀地排出，并与电机绕组接触，从而实现高效散热，确保无论电机轴2运行速度如何变化，都能保证散热介质以适应性的方式有效地作用于整个电机绕组上，提高散热效率并防止局部过热。

参见图6和图7所示，离心锥盘61的内侧延伸有套设在电机轴2上的环套63，两个离心锥盘61之间设有一个套设在两个环套63上的套筒631，套筒631上贯穿每个环套63均设有一个与电机轴2固定连接的固定销632。

每个离心锥盘61通过一个环套63紧密地包裹住电机轴2上，确保了两者之间的同轴固定，两个环套63上所套设的套筒631不仅加强了两个离心锥盘61之间的稳定连接，防止它们相互独立移动或发生偏移，还保证了整个均匀分散组件6的整体性和一致性，套筒631上贯穿每个环套63与电机轴2固定连接的固定销632，进一步增强了离心锥盘61与电机轴2之间的刚性连接，确保离心锥盘61在高速旋转时不会出现晃动或松动现象，从而有效维持其对散热介质的精确分散功能。

参见图9所示，转换接头7上开设有与散热管路21连通的进油口71，进油口71处设有电控阀门。

电控阀门在图中未示出，转换接头7上开设有与电机轴2内部散热管路21连通的进油口71，当需要采用导热油冷却时，可以通过这个进油口71将导热油引入到离心锥盘61中，并分散开来，在进油口71处的电控阀门，可以远程或自动控制开启和关闭进油口71，通过精确控制电控阀门的开关状态，可以根据电机绕组的工作状态和环境条件来决定使用的散热介质，在电机工作负荷大，连续运行时间长，产生大量热量的情况下，由于空气冷却效率可能不足以快速有效地降低电机内部温度，这时使用导热油作为散热介质更合适，导热油具有较高的比热容和良好的热稳定性，能够在高温下循环，并通过散热连接件4将热量传递到外界，实现高效散热。

参见图9所示，转换接头7上开设有与散热管路21连通的进气口72，进气口72处设有电控阀门。

电控阀门在图中未示出，转换接头7上开设有与电机轴2内部散热管路21连通的进气口72，当采用空气冷却方式时，新鲜冷空气可以通过这个进气口72被引入到离心锥盘61中，并分散开来，通过排出口12排出实现空气循环，在进气口72处的电控阀门，能够对进入电机绕组区域的空气流量进行精确调控，并能够根据电机绕组运行状态来自动或远程控制电控阀门的开关，当电机运行时产生的热量相对较小，且周围环境通风良好，能够保证空气流动有效带走热量时，可以采用气体冷却的方式，通过电机内部的空气对流来散热。

参见图2和图3所示，散热连接件4设有冷凝管41，冷凝管41呈螺旋结构，冷凝管41环绕在壳体1的内壁。

螺旋结构的冷凝管41极大地增加与壳体1内壁之间的接触面积，使得热量传递更为高效，冷凝管41通过内部循环的冷却液吸收散热介质所吸收的热量，并借助其螺旋状布置将热量均匀地分散至壳体1的更大范围，从而使得热量散出。

参见图2和图3所示，壳体1中固定设有与冷凝管41接触的导热层42，导热层42与壳体1之间形成供冷凝管41安装的夹层。

导热层42采用高导热系数材料制成，能够迅速吸收并传递散热介质所携带的热量给冷凝管41，进一步提高散热效率。

参见图1、图2、图3和图10所示，密封连接件5设有密封胶圈51，密封胶圈51同轴套设在电机轴2上，密封胶圈51的内径大于电机轴2的直径，电机轴2与壳体1之间转动连接的部分处于与密封胶圈51的表面所接触的状态，壳体1上固定设有套设在密封胶圈51上的定位压套52。

当电机轴2旋转时，密封胶圈51可以与电机轴2形成一个动态密封接触面，有效防止水分、尘埃和其他杂质进入电机内部，电机轴2与壳体1之间转动连接的部分会直接与密封胶圈51表面接触，通过密封胶圈51材料的弹性和变形能力，实现电机轴2与壳体1之间的良好密封效果，同时确保两者间能顺畅地相对转动，壳体1上固定的定位压套52的作用是将密封胶圈51牢固地固定在适当位置，保证密封胶圈51在长期使用过程中不会发生移位或松动，并且通过对密封胶圈51施加一定的预压力，进一步强化了密封性能和耐久性。

本发明通过散热连接件4和密封连接件5起到的高效的散热系统和严密的密封措施，保证了电机绕组在运行过程中既不会因热量积聚而造成性能下降甚至损坏，同时又能在各种环境下保持良好的防潮性能，随着电机轴2的运转带动均匀分散组件6的一同运动，促使散热介质充分与电机绕组接触，延长了使用寿命，提高了电机的整体稳定性和可靠性。

以上实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种用于电机绕组的散热防潮机构，设置在电机中，电机包括壳体（1）和电机轴（2）；

壳体（1）内部具有供电机绕组安装的腔体（11）；

电机轴（2）贯穿壳体（1）且转动设置在壳体（1）上，电机轴（2）与壳体（1）之间连接有轴承（3）；

其特征在于，散热防潮机构包括散热连接件（4）和密封连接件（5）；

散热连接件（4）设置在壳体（1）的腔体（11）中且位于其内壁；

密封连接件（5）设置在电机轴（2）和壳体（1）转动连接的位置处；

壳体（1）的腔体（11）中对称设有两个用以将散热介质分散在电机绕组上的均匀分散组件（6），均匀分散组件（6）与电机轴（2）传动连接，电机绕组安装在两个均匀分散组件（6）之间，壳体（1）的下半部开设有供散热介质流通的排出口（12），电机轴（2）的一端向着另一端的方向开设有散热管路（21），散热管路（21）与均匀分散组件（6）处于连通状态，电机轴（2）所开设散热管路（21）的管口一端设有用以为散热管路（21）分别提供气体和液体的转换接头（7），转换接头（7）与壳体（1）固定连接，均匀分散组件（6）设有离心锥盘（61），离心转盘同轴且固定连接在电机轴（2）上，离心锥盘（61）的锥面朝向壳体（1）的内侧，离心锥盘（61）具有供气体或液体停留的暂存腔室（611），电机轴（2）上开设有与散热管路（21）连通的通孔（211），离心锥盘（61）的内侧开设有与通孔（211）连通且直达暂存腔室（611）的通道（6111），离心锥盘（61）的锥面开设有多条条形口（62），且多条条形口（62）在离心锥盘（61）的锥面上均匀分布，散热连接件（4）设有冷凝管（41），冷凝管（41）呈螺旋结构，冷凝管（41）环绕在壳体（1）的内壁壳体（1）中固定设有与冷凝管（41）接触的导热层（42），导热层（42）与壳体（1）之间形成供冷凝管（41）安装的夹层，密封连接件（5）设有密封胶圈（51），密封胶圈（51）同轴套设在电机轴（2）上，密封胶圈（51）的内径大于电机轴（2）的直径，电机轴（2）与壳体（1）之间转动连接的部分处于与密封胶圈（51）的表面所接触的状态，壳体（1）上固定设有套设在密封胶圈（51）上的定位压套（52）。

2.根据权利要求1所述的一种用于电机绕组的散热防潮机构，其特征在于，在离心锥盘（61）的锥面上，且沿着锥度方向还均匀固定设有多条离心拨杆（621），多条离心拨杆（621）与多条条形口（62）交错布置。

3.根据权利要求2所述的一种用于电机绕组的散热防潮机构，其特征在于，离心锥盘（61）的内侧延伸有套设在电机轴（2）上的环套（63），两个离心锥盘（61）之间设有一个套设在两个环套（63）上的套筒（631），套筒（631）上贯穿每个环套（63）均设有一个与电机轴（2）固定连接的固定销（632）。

4.根据权利要求1所述的一种用于电机绕组的散热防潮机构，其特征在于，转换接头（7）上开设有与散热管路（21）连通的进油口（71），进油口（71）处设有电控阀门。

5.根据权利要求1所述的一种用于电机绕组的散热防潮机构，其特征在于，转换接头（7）上开设有与散热管路（21）连通的进气口（72），进气口（72）处设有电控阀门。