CN118868510A - 一种水冷机构电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电机冷却技术领域，具体为一种水冷机构电机，包括底板以及电机外壳，电机外壳两侧有水泵和冷却机构，电机外壳内有转子，转子一端连接有联轴器。本发明转子以及定子罩产生的热量以热传导与热对流的方式通过翅片导出，转子通过联轴器传动水泵工作将冷却液输入定子罩和电机外壳之间，冷却液体与翅片接触将热量吸收，冷却液充满转子外壳可以吸收电机内部辐射出的热量，冷却液通过冷却机构以及连接管重新回流到水泵中，形成循环散热，电机温度较高时，气囊圈受热膨胀圈内面积变小可增加冷却液的输入速度，同时弧形双金属弹片弯曲度变大传动软橡胶膜瓣张开提升出水管口径，可大大提高了水的循环速度，从而大大提高了电机的散热效率。

Description

一种水冷机构电机

技术领域

本发明涉及一种电机，特别是涉及一种水冷机构电机，属于电机冷却技术领域。

背景技术

水冷机构电机，又称为液冷电机，是一种利用液体冷却来降低电机温度的装置，它主要由散热器、水泵、冷却液管路和过滤设备等组成，具有散热效果好、噪音低、稳定性高等优点，相比于风冷电机通过风扇进行散热，水冷电机通过液体循环和散热器进行散热，可以实现更大范围、更高效率的热量散发，有效降低电机的温度，适用于对散热要求较高的场合。

根据公布号为CN112701855A的中国专利申请公开的一种电动机用绝缘式水冷机构，通过驱动电机、散热结构和辅助座的配合设置，当驱动电机转动时，可实现散热结构上散热板的往复运动，从而实现了驱动电机和管道的往复式散热以及射流冲击式散热以及风力的汇集，且通过散热结构和辅助座的配合还能够实现纵向冲击式散热。

电机运行过程中热的传递方式主要有热传导、热对流和热辐射三种方式，上述设备在应用时，管道的往复式散热以及射流冲击式散热以及风力的汇集，针对电机外壳热辐射出来的热量进行散热，效率较低，电机的功率是一定的，而上述设备中的叶片和拨动杆以及受力块的设置均会增加电机的负荷，得不偿失。

因此，亟需对水冷机构电机进行改进，以解决上述存在的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种水冷机构电机，转子以及定子罩产生的热量以热传导与热对流的方式通过翅片导出，转子通过联轴器传动水泵工作将冷却液输入定子罩和电机外壳之间，冷却液体与翅片接触将热量吸收，冷却液充满转子外壳可以吸收电机内部辐射出的热量，冷却液通过冷却机构以及连接管重新回流到水泵中，形成循环散热，电机温度较高时，气囊圈受热膨胀圈内面积变小可增加冷却液的输入速度，同时弧形双金属弹片弯曲度变大传动软橡胶膜瓣张开提升出水管口径，可大大提高了水的循环速度，从而大大提高了电机的散热效率。

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种水冷机构电机，包括底板以及固定安装在所述底板上的电机外壳，所述底板在所述电机外壳的一侧固定安装有水泵，所述电机外壳远离所述水泵的一侧固定连接有冷却机构，所述电机外壳的内部转动设置有转子，所述转子的输出端延伸到所述电机外壳的两侧，所述转子的输出端连接有联轴器，所述水泵的驱动轴转动设置在所述联轴器的内部；

所述电机外壳的内部固定安装有定子罩，所述转子转动设置在所述定子罩的内部，所述定子罩上固定设置有若干个均匀分布的翅片，所述翅片与所述水泵的输出端相对应，所述水泵的输出端固定连接有进水管，所述水泵的内部通过所述进水管与所述电机外壳的内部相连通，所述进水管内壁上固定安装有气囊圈，冷却水通过所述气囊圈的内侧流入所述电机外壳与所述定子罩之间并与所述翅片接触；

所述电机外壳的底侧固定安装有出水管，所述出水管远离所述电机外壳的一端通过卡扣所述冷却机构的输入口对接，所述出水管的内部固定设置有两个对称分布的弧形双金属弹片，所述弧形双金属弹片靠近所述电机外壳的一侧固定连接有软橡胶膜瓣，所述软橡胶膜瓣远离所述弧形双金属弹片的一端固定连接在所述出水管的内壁上；

所述冷却机构的输出端固定连接有连接管，所述连接管远离所述冷却机构的一端与所述水泵的输入端连接固定连接。

优选的，所述转子的中部固定安装有电机轴，所述电机轴贯穿所述电机外壳并延伸到所述电机外壳的两端，所述电机轴用于通过所述联轴器传动所述水泵内部的叶轮转动，所述电机外壳一端安装有法固定安装有法兰盘，所述法兰盘的侧面固定安装有垫片。

优选的，所述电机外壳的上端固定安装有排气口，所述排气口的内部滑动设置有封堵气囊，所述电机外壳远离所述法兰盘的一端固定安装有风机箱，所述风机箱的内部转动设置有风机叶轮，所述风机叶轮的传动轴固定连接在所述电机轴的一端。

优选的，所述冷却机构包括两个上下分布的曲型管以及固定安装在所述底板上的半导体制冷器，两根所述曲型管的两端分别通过三通管与所述出水管和所述连接管的一端相连接。

优选的，所述半导体制冷器上固定设置有若干个均匀分布的散热片，所述散热片贯穿两个所述曲型管弯曲处的间隙并延伸到所述冷却机构的上端。

优选的，所述底板固定安装有滑动式变阻器，所述滑动式变阻器固定设置在所述电机外壳的底侧，所述滑动式变阻器一侧固定安装有导杆，所述导杆上固定安装有感温帽，所述感温帽延伸到所述电机外壳的内部，所述感温帽的内部开设有感温液腔。

优选的，所述感温帽的内部滑动设置有滑块，所述滑块套设在所述导杆的外侧，所述滑块的一侧固定设置有电极块，所述电极块与所述滑动式变阻器的一侧相接触，所述电极块与所述滑动式变阻器分别通过导线串联于所述半导体制冷器的电源电路中。

优选的，所述感温帽的上端固定设置有导热管，所述导热管与所述电机外壳与所述转子之间的冷却水接触，所述感温帽的底端固定设置有油封。

优选的，所述连接管上固定设置有逆止阀，所述逆止阀内部固定设置有过滤网。

优选的，所述电机外壳的底侧固定设置有两个支撑座，所述支撑座通过螺栓固定安装在底板上。

本发明至少具备以下有益效果：

1、本发明转子以及定子罩产生的热量以热传导与热对流的方式通过翅片导出，转子通过联轴器传动水泵工作将冷却液输入定子罩和电机外壳之间，冷却液体与翅片接触将热量吸收，冷却液充满转子外壳可以吸收电机内部辐射出的热量，冷却液通过冷却机构以及连接管重新回流到水泵中，形成循环散热的效果，联轴器将转子、水泵以及水冷机构连接为一个整体，既降低了电机的负荷又不影响电机的输出效率。

2、电机温度较高时，气囊圈受热膨胀圈内面积变小，使进水管的口径缩小，可增加冷却液的输入速度，同时弧形双金属弹片弯曲度变大，弧形双金属弹片边缘扩张传动软橡胶膜瓣向两侧张开，进而扩大了出水管口径，可增加出水流量，因此可以使冷却液的流动循环速度大大增加，从而大大提高了电机的散热效率。

3、本发明转子传动电机轴转动的过程中，电机轴传动风机叶轮转动，吸热蒸发后的冷却液蒸汽通过排气口，气囊可以防止水泵进水管处喷涌出的冷却液溢出，经过气管并通过风机箱排出，冷却液不足时气囊会向下滑动，此时工作人员可打开排气口盖添加冷却液。

4、电机外壳内的冷却液温度持续升高时，导热管可将高温导入感温液体中，感温液腔内的感温液受热膨胀，推动滑块沿着导杆滑动，导杆滑动的过程中电极块向下滑动与滑动式变阻器一侧接触，温度越高则滑动式变阻器的电阻越小，同时半导体制冷器的电流越大，半导体制冷器功率越高其制冷效果越好，可跟随电机的使用调节制冷机构的制冷效果，更加节能。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明提供的整体立面图；

图2为本发明提供的水泵和水冷机构工作示意图；

图3为本发明提供的排气口与风机箱结构示意图；

图4为本发明提供的转子与定子罩结构示意图；

图5为本发明提供的转子工作示意图；

图6为本发明提供的冷却机构爆炸示意图；

图7为本发明提供的滑动式变阻器结构示意图

图8为本发明提供的感温帽剖视结构示意图

图9为本发明提供的弧形双金属弹片结构示意图

图10为本发明提供的半导体制冷器电路原理图。

图中，1、底板；2、电机外壳；21、出水管；22、法兰盘；23、垫片；24、支撑座；3、水泵；31、进水管；4、冷却机构；41、曲型管；42、三通管；5、转子；51、电机轴；6、联轴器；7、定子罩；8、翅片；9、气囊圈；10、弧形双金属弹片；11、软橡胶膜瓣；13、连接管；131、逆止阀；14、排气口；141、封堵气囊；15、风机箱；151、风机叶轮；43、半导体制冷器；44、散热片；17、滑动式变阻器；171、导杆；172、感温帽；173、感温液腔；174、滑块；175、电极块；176、导热管；177、油封。

具体实施方式

以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，借此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

如图1－图10所示，本实施例提供的水冷机构电机，包括底板1以及固定安装在底板1上的电机外壳2，底板1在电机外壳2的一侧固定安装有水泵3，电机外壳2远离水泵3的一侧固定连接有冷却机构4，电机外壳2的内部转动设置有转子5，转子5的输出端延伸到电机外壳2的两侧，转子5的输出端连接有联轴器6，水泵3的驱动轴转动设置在联轴器6的内部；

电机外壳2的内部固定安装有定子罩7，转子5转动设置在定子罩7的内部，定子罩7上固定设置有若干个均匀分布的翅片8，翅片8与水泵3的输出端相对应，水泵3的输出端固定连接有进水管31，水泵3的内部通过进水管31与电机外壳2的内部相连通，进水管31内壁上固定安装有气囊圈9，冷却水通过气囊圈9的内侧流入电机外壳2与定子罩7之间并与翅片8接触；

其中，转子5以及定子罩7产生的热量以热传导与热对流的方式通过翅片8导出，转子5通过联轴器6传动水泵3工作将冷却液输入定子罩7和电机外壳2之间，冷却液体与翅片8接触将热量吸收，冷却液充满电机外壳2后可以吸收电机内部辐射出的热量，冷却液通过冷却机构4以及连接管13重新回流到水泵3中，形成循环散热的效果，联轴器6将转子5、水泵3以及冷却机构4连接为一个整体，既降低了电机的负荷又不影响电机的输出效率；

同时，如图1－图10所示，电机外壳2的底侧固定安装有出水管21，出水管21远离电机外壳2的一端通过卡扣冷却机构4的输入口对接，出水管21的内部固定设置有两个对称分布的弧形双金属弹片10，弧形双金属弹片10靠近电机外壳2的一侧固定连接有软橡胶膜瓣11，软橡胶膜瓣11远离弧形双金属弹片10的一端固定连接在出水管21的内壁上；冷却机构4的输出端固定连接有连接管13，连接管13远离冷却机构4的一端与水泵3的输入端连接固定连接，弧形双金属弹片10一侧为铁质另一侧铜质，两个弧形双金属弹片10铜质一侧相对设置，受热时可增大弯曲度；

其中，电机温度较高时，气囊圈9受热膨胀圈内面积变小，使进水管31的口径缩小，可增加冷却液的输入速度，同时弧形双金属弹片10弯曲度变大，弧形双金属弹片10边缘扩张传动软橡胶膜瓣11向两侧张开，进而扩大了出水管21口径，可增加出水流量，因此可以使冷却液的流动循环速度大大增加，从而大大提高了电机的散热效率。

为了解决冷却液吸热挥发的问题：

如图1－图10所示，转子5的中部固定安装有电机轴51，电机轴51贯穿电机外壳2并延伸到电机外壳2的两端，电机轴51用于通过联轴器6传动水泵3内部的叶轮转动，电机外壳2一端安装有法固定安装有法兰盘22，法兰盘22的侧面固定安装有垫片23，电机外壳2的上端固定安装有排气口14，排气口14的内部滑动设置有封堵气囊141，电机外壳2远离法兰盘22的一端固定安装有风机箱15，排气口14上端通过气管与风机箱15相连通，风机箱15的内部转动设置有风机叶轮151，风机叶轮151的传动轴固定连接在电机轴51的一端，电机轴51用于传动风机叶轮151转动使风机箱15工作；

其中，转子5传动电机轴51转动的过程中，电机轴51传动风机叶轮151转动，吸热蒸发后的冷却液蒸汽通过排气口14，封堵气囊141可以防止水泵进水管31处喷涌出的冷却液溢出，经过气管并通过风机箱15排出，冷却液不足时封堵气囊141会向下滑动，此时工作人员可打开排气口14盖添加冷却液。

进一步的，如图1－图10所示，冷却机构4包括两个上下分布的曲型管41以及固定安装在底板1上的半导体制冷器43，两个曲型管41的两端分别通过三通管42与出水管21和连接管13的一端相连接；底板1对应冷却机构4的一侧上端固定安装有半导体制冷器43，半导体制冷器43上固定设置有若干个均匀分布的散热片44，散热片44贯穿两根曲型管41弯曲处的间隙并延伸到冷却机构4的上端，三通管42将出水管21吸出的冷却液均匀的送入两个曲型管41，曲型管41外壁与散热片44接触可使冷却液快速降温；

同时，如图1－图10所示，底板1固定安装有滑动式变阻器17，滑动式变阻器17固定设置在电机外壳2的底侧，滑动式变阻器17一侧固定安装有导杆171，导杆171上固定安装有感温帽172，感温帽172延伸到电机外壳2的内部，感温帽172的内部开设有感温液腔173，感温帽172的内部滑动设置有滑块174，滑块174套设在导杆171的外侧，滑块174的一侧固定设置有电极块175，电极块175与滑动式变阻器17的一侧相接触，电极块175与滑动式变阻器17分别通过导线串联于半导体制冷器43的电源电路中；感温帽172的上端固定设置有导热管176，导热管176与电机外壳2与转子5之间的冷却水接触，感温帽172的底端固定设置有油封177，油封177可以防止感温液体流出；

其中，电机外壳内的冷却液温度持续升高时，导热管176可将高温导入感温液体中，感温液腔173内的感温液受热膨胀，推动滑块174沿着导杆171滑动，导杆171滑动的过程中电极块175向下滑动与滑动式变阻器17一侧接触，温度越高则滑动式变阻器17的电阻越小，同时半导体制冷器43的电流越大，半导体制冷器43功率越高其制冷效果越好，可跟随电机的使用调节冷却机构4的制冷效果，更加节能，与水泵3相配合散热效果倍增。

更进一步的，如图1－图10所示，连接管13上固定设置有逆止阀131，逆止阀131内部固定设置有过滤网，电机外壳2的底侧固定设置有两个支撑座24，支撑座24通过螺栓固定安装在底板1上，逆止阀131可以防止冷却液倒流，过滤网可以对冷却液的杂质进行过滤，滑动式变阻器17设置在两个支撑座24之间可以起到保护的作用。

如图1－图10所示，本实施例提供的水冷机构电机的原理如下：

转子5以及定子罩7产生的热量以热传导与热对流的方式通过翅片8导出，转子5通过联轴器6传动水泵3工作将冷却液输入定子罩7和电机外壳2之间，冷却液体与翅片8接触将热量吸收，冷却液充满电机外壳2后可以吸收电机内部辐射出的热量，冷却液通过冷却机构4以及连接管13重新回流到水泵3中，形成循环散热的效果，电机温度较高时，气囊圈9受热膨胀圈内面积变小，使进水管31的口径缩小，可增加冷却液的输入速度，同时弧形双金属弹片10弯曲度变大，弧形双金属弹片10边缘扩张传动软橡胶膜瓣11向两侧张开，进而扩大了出水管21口径，可增加出水流量，冷却液温度持续升高时，导热管176可将高温导入感温液体中，感温液腔173内的感温液受热膨胀，推动滑块174沿着导杆171滑动，导杆171滑动的过程中电极块175向下滑动与滑动式变阻器17一侧接触，温度越高则滑动式变阻器17的电阻越小，同时半导体制冷器43的电流越大，半导体制冷器43功率越高其制冷效果越好，可跟随电机的使用调节冷却机构4的制冷效果。

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种水冷机构电机，包括底板（1）以及固定安装在所述底板（1）上的电机外壳（2），其特征在于：所述底板（1）在所述电机外壳（2）的一侧固定安装有水泵（3），所述电机外壳（2）远离所述水泵（3）的一侧固定连接有冷却机构（4），所述电机外壳（2）的内部转动设置有转子（5），所述转子（5）的输出端延伸到所述电机外壳（2）的两侧，所述转子（5）的输出端连接有联轴器（6），所述水泵（3）的驱动轴转动设置在所述联轴器（6）的内部；

所述电机外壳（2）的内部固定安装有定子罩（7），所述转子（5）转动设置在所述定子罩（7）的内部，所述定子罩（7）上固定设置有若干个均匀分布的翅片（8），所述翅片（8）与所述水泵（3）的输出端相对应，所述水泵（3）的输出端固定连接有进水管（31），所述水泵（3）的内部通过所述进水管（31）与所述电机外壳（2）的内部相连通，所述进水管（31）内壁上固定安装有气囊圈（9），冷却水通过所述气囊圈（9）的内侧流入所述电机外壳（2）与所述定子罩（7）之间并与所述翅片（8）接触；

所述电机外壳（2）的底侧固定安装有出水管（21），所述出水管（21）远离所述电机外壳（2）的一端通过卡扣所述冷却机构（4）的输入口对接，所述出水管（21）的内部固定设置有两个对称分布的弧形双金属弹片（10），所述弧形双金属弹片（10）靠近所述电机外壳（2）的一侧固定连接有软橡胶膜瓣（11），所述软橡胶膜瓣（11）远离所述弧形双金属弹片（10）的一端固定连接在所述出水管（21）的内壁上；

所述冷却机构（4）的输出端固定连接有连接管（13），所述连接管（13）远离所述冷却机构（4）的一端与所述水泵（3）的输入端连接固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种水冷机构电机，其特征在于：所述转子（5）的中部固定安装有电机轴（51），所述电机轴（51）贯穿所述电机外壳（2）并延伸到所述电机外壳（2）的两端，所述电机轴（51）用于通过所述联轴器（6）传动所述水泵（3）内部的叶轮转动，所述电机外壳（2）一端安装有固定安装有法兰盘（22），所述法兰盘（22）的侧面固定安装有垫片（23）。

3.根据权利要求2所述的一种水冷机构电机，其特征在于：所述电机外壳（2）的上端固定安装有排气口（14），所述排气口（14）的内部滑动设置有封堵气囊（141），所述电机外壳（2）远离所述法兰盘（22）的一端固定安装有风机箱（15），所述排气口（14）上端通过气管与所述风机箱（15）相连通，所述风机箱（15）的内部转动设置有风机叶轮（151），所述风机叶轮（151）的传动轴固定连接在所述电机轴（51）的一端。

4.根据权利要求1所述的一种水冷机构电机，其特征在于：所述冷却机构（4）包括两个上下分布的曲型管（41）以及固定安装在所述底板（1）上的半导体制冷器（43），两根所述曲型管（41）的两端分别通过三通管（42）与所述出水管（21）和所述连接管（13）的一端相连接。

5.根据权利要求4所述的一种水冷机构电机，其特征在于：所述半导体制冷器（43）上固定设置有若干个均匀分布的散热片（44），所述散热片（44）贯穿两个所述曲型管（41）弯曲处的间隙并延伸到所述冷却机构（4）的上端。

6.根据权利要求5所述的一种水冷机构电机，其特征在于：所述底板（1）固定安装有滑动式变阻器（17），所述滑动式变阻器（17）固定设置在所述电机外壳（2）的底侧，所述滑动式变阻器（17）一侧固定安装有导杆（171），所述导杆（171）上固定安装有感温帽（172），所述感温帽（172）延伸到所述电机外壳（2）的内部，所述感温帽（172）的内部开设有感温液腔（173）。

7.根据权利要求6所述的一种水冷机构电机，其特征在于：所述感温帽（172）的内部滑动设置有滑块（174），所述滑块（174）套设在所述导杆（171）的外侧，所述滑块（174）的一侧固定设置有电极块（175），所述电极块（175）与所述滑动式变阻器（17）的一侧相接触，所述电极块（175）与所述滑动式变阻器（17）分别通过导线串联于所述半导体制冷器（43）的电源电路中。

8.根据权利要求7所述的一种水冷机构电机，其特征在于：所述感温帽（172）的上端固定设置有导热管（176），所述导热管（176）与所述电机外壳（2）与所述转子（5）之间的冷却水接触，所述感温帽（172）的底端固定设置有油封（177）。

9.根据权利要求1所述的一种水冷机构电机，其特征在于：所述连接管（13）上固定设置有逆止阀（131），所述逆止阀（131）内部固定设置有过滤网。

10.根据权利要求1所述的一种水冷机构电机，其特征在于：所述电机外壳（2）的底侧固定设置有两个支撑座（24），所述支撑座（24）通过螺栓固定安装在底板（1）上。