CN201774392U - 中空散热轴电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种中空散热轴电机，提高电机的冷却能力，保证转子及磁钢在较低温度下工作。本实用新型是通过以下技术方案来实现的：中空散热轴电机，包括有机壳部件、定子部件和转子部件；所述机壳部件包括有管道状的机壳，定子部件和转子部件位于机壳的内腔中；所述转子部件包括有轴及安装于轴外周的转子铁芯，其中：所述轴为一种中空散热轴，所述轴的体壁中，设置有储液腔；所述轴的中部为空腔；转子铁芯内部，设置有与所述储液腔密闭连通的储液通道，超导热液体位于所述储液腔和储液通道形成的密闭通道中。所述轴中部的空腔的至少一端部设置有散热风扇。
Description
技术领域
本发明属于电机的技术领域，具体涉及电机的冷却系统，尤其是一种中空散热轴电机。
背景技术
1)在车辆上应用的电动机必需满足严格的性能要求，与此同时还要适应尺寸和重量的限制从而保证它们能够适合在车辆中使用。当电动机其中一种类型的性能增强时，设计标准冲突通常使得在其它同等重要的性能方面产生不足。例如，在纯电动汽车中用于驱动的电机必需紧凑并且重量轻，更要具有足够的动力以迅速使汽车加速到内燃机能够产生的速度，并且，提供足够的驾驶区间。另外，为了真正能为用户节约成本，汽车电机必需通过在极端环境温度下运行时，提供合适的性能从而显示出其耐久性与可靠性。
2)由于需要从紧凑、轻便的单元输出较大动力，车辆上应用的电机容易发生热量累积。并且电机的生热部件在内部，例如转子，通常不能被有效地冷却。相反，电机内部产生的热量在到达位于电机壳体外围的冷却部件之前，通常传递要通过多个包括空气间隙的隔热元件，其结果是许多关键部件在常规操作过程中达到很高的温度。
3)永磁电机转子的关键部件磁钢，磁钢一般是钕铁硼永磁材料，在室温下有很高的剩磁(Br)和很大的矫顽磁力(Hc)，但其不足之处是居里温度较低，一般为310～410℃；温度系数较高，Br的温度系数为-0.13％/K，Hci的温度系数-(0.6～0.7)％/K。因而在高温下使用时，造成其磁性能热稳定性较差。为了稳定其磁性能就需要使其在较低的温度下工作。因此，提供一种能提高电机散热能力的系统是非常需要的。这样降低车辆电机的内部温度从而提高它们的效率又增加它们的可靠性和使用寿命，同时降低它们的整体运行成本。
在现有技术中，电机冷却结构的设计技术人员沿用传统冷却设计观念，一般电机内部的转子部件没有用直接的方式进行的有效冷却，转子内部累积的热量较多，转子体的温度较高，特别是永磁电机，较高的转子体温度不利于保持磁钢的磁性能的稳定，也不利于提高电机的功率密度。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种中空散热轴电机，提高电机的冷却能力，保证转子及磁钢在较低温度下工作。
本实用新型是通过以下技术方案来实现的：
中空散热轴电机，包括有机壳部件、定子部件和转子部件；所述机壳部件包括有管道状的机壳，定子部件和转子部件位于机壳的内腔中；所述转子部件包括有轴及安装于轴外周的转子铁芯，其中：所述轴为一种中空散热轴，所述轴的体壁中，设置有储液腔；所述轴的中部为空腔；转子铁芯内部，设置有与所述储液腔密闭连通的储液通道，超导热液体位于所述储液腔和储液通道形成的密闭通道中。
所述轴中部的空腔的至少一端部设置有散热风扇。
综上，本实用新型的有益效果是：
本实用新型的中空散热轴电机，由于轴的体壁中，设置有储液腔；所述轴的中部为空腔；转子铁芯内部，设置有与所述储液腔密闭连通的储液通道，导热液体位于所述储液腔和储液通道形成的密闭通道中。电机工作时磁钢上的热量在零点几秒内由超导热液迅速传到散热管上，在电机动转时固定在电机轴端部的风扇也同时转动，这样散热管内部就产生了轴向冷却风，流动的空气把散热管上的热量带走，降低了电机关键部件磁钢的温度和电机的整体运行温升，提高了磁钢的磁性能，同时也提高电机的运行效率和可靠性。
超导热液体本身只是一种传热的介质，就好比是能量的运输工具，但传热速度是一般金属的几百倍。
超导热液体有成百上千种，是由于需要的不同，有低温、中温、高温之分。在零度以下换热就需要极低的沸点才能传热，如果用于超导暖气片，就需要20～30度启动的介质；如果用于家庭采暖，范围在五六十度到一百度左右，则可用40～55度相变的超导液；如果用于烘干，就需要100～300度以上的相变材料做介质。根据不同的需要，用不同的材料进行配制，才能达到预定的效果
超导热液体是一种快速传热高效换热新技术，广泛应用于工业农业机械化工的取暖烘烤致热致冷机械加工，余热回收，塑料大棚，太阳能等多个领域.超导液有有机溶液，无机溶液，有无机混合溶液。
本实用新型采用超导热液技术，超导热液体的导热速度是一般金属的几百倍，这样很快把工作电机转子内部热源产生的热量传送到了散热管上，从而大大提高电机的冷却能力，保证转子及磁钢(钕铁硼)在较低温度下工作。
附图说明
图1是本实用新型中空散热轴电机的整体结构示意图；
图2是本实用新型中空散热轴电机的转子部件实施例一的结构示意图；
图3是本实用新型中空散热轴电机的转子部件实施例二的结构示意图；
图4是本实用新型中空散热轴电机的轴的结构示意图；
图5是图4的A向示意图；
图6是本实用新型中空散热轴电机的散热管的剖面结构示意图；
图7是本实用新型中空散热轴电机的散热管的侧视结构示意图；
图8是本实用新型中空散热轴电机的转子铁芯的剖面结构示意图；
图9是本实用新型中空散热轴电机的转子铁芯的侧视结构示意图。
附图标记说明：
1、轴，2、转子铁芯，3、散热风扇，4、散热管，5、磁钢，6、定子部件，7、机壳，8、超导热液体，9、导热管，10、压圈。11、进液口，12、出液口，13、储液腔，14、端盖，21、转子冲片，41、散热片，42、空腔，91、导热通道。
具体实施方式
本实用新型公开一种中空散热轴电机，如图1，包括有机壳部件、定子部件6和转子部件；所述机壳部件包括有管道状的机壳7，定子部件6和转子部件位于机壳7的内腔中；所述转子部件包括有轴1及安装于轴1外周的转子铁芯2，其中：所述轴1为一种中空散热轴，所述轴1的体壁中，设置有储液腔；所述轴1的中部为空腔；转子铁芯2内部，设置有与所述储液腔密闭连通的储液通道，超导热液体8位于所述储液腔和储液通道形成的密闭通道中。
所述轴1中部的空腔的至少一端部设置有散热风扇3。
优选地，所述轴1中部的空腔的两端部都设置有散热风扇3。
所述机壳7的内腔具有前端开口和后端开口，两个端盖14将前端开口和后端开口和密闭。
实施例一：
如图2、4、5、9，本实施例中，所述轴1的体壁中，沿着轴向设置有储液腔13，所述储液腔13为一个以上的储液孔、或截面为圆环形的管道状腔体贯穿所述轴1的体壁的前、后端形成，所述储液腔13设置有进液口11和出液口12。
所述转子铁芯2由多片转子冲片21叠加组合而成；转子铁芯2内部，设置有与所述储液腔13密闭连通的导热管9，所述导热管9与进液口11和出液口12连通。
如图1、6、7，所述轴1的中部空腔内，设置有散热管4，储液腔13位于散热管4的轴1的内壁面之间。
散热管4为中空状管道，散热管4的中部为空腔42，且散热管4的内腔壁面设置有多片散热片41。
本实施例采用超导热液体冷却结构，在风扇、轴、导热管、转子铁芯、散热管所围成的空腔内装满超导热液体，超导热液体很快把工作电机内部热源产生的热量传送到了散热管上，散热管在风扇的作用下，很快散热。
实施例二：
如图3、4、5、6、7，本实施例中，与实施例一不同之处在于，转子铁芯2的外周，设置有磁钢5，磁钢5的两端均设置有压圈10，磁钢5和压圈10包围形成以密闭空腔，转子铁芯2位于所述密闭空腔中，并且转子铁芯2和磁钢5、压圈10之间间隔有间隙，所述间隙位置设置有导热通道91，所述导热通道91与进液口11和出液口12连通。
优选地，所述导热通道91为镶嵌在转子冲片21和磁钢5之间的多个相互独立的储液通孔23，贯穿所述转子冲片的前、后端。
本实施例采用超导热液体冷却结构，在风扇、轴、压圈、磁钢、转子铁芯所围成的空腔内装满超导热液体，该电机的冷却系统包括带孔的轴、带储液通孔的转子铁芯、风扇、带散热筋的散热管、钕铁硼材料制成的磁钢、转子铁芯、有超导热能力的导热液、电机工作时磁钢上的热量由超导热液迅速传到散热管上，在电机动转时固定在电机轴两端的风扇也同时转动，这样散热管内部就产生了轴向冷却风，流动的空气把散热管上的热量带走，这样就降低了电机关键部件磁钢的温度和电机的整体运行温升，提高了磁钢的磁性能，同时也提高电机的运行效率和可靠性。
上述所列具体实现方式为非限制性的，如：中空轴散热管可包括为圆形、方形、三角形等。对本领域的技术人员来说，在不偏离本实用新型范围内，进行的各种改进和变化，均属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.中空散热轴电机，包括有机壳部件、定子部件(6)和转子部件；所述机壳部件包括有管道状的机壳(7)，定子部件(6)和转子部件位于机壳(7)的内腔中；所述转子部件包括有轴(1)及安装于轴(1)外周的转子铁芯(2)，其特征在于：所述轴(1)为一种中空散热轴，所述轴(1)的体壁中，设置有储液腔；所述轴(1)的中部为空腔；转子铁芯(2)内部，设置有与所述储液腔密闭连通的储液通道，超导热液体(8)位于所述储液腔和储液通道形成的密闭通道中。
2.根据权利要求1所述的中空散热轴电机，其特征在于：所述轴(1)中部的空腔的至少一端部设置有散热风扇(3)。
3.根据权利要求2所述的中空散热轴电机，其特征在于：所述轴(1)中部的空腔的两端部都设置有散热风扇(3)。
4.根据权利要求1或2或3所述的中空散热轴电机，其特征在于：所述机壳(7)的内腔具有前端开口和后端开口，两个端盖(14)将前端开口和后端开口和密闭。
5.根据权利要求1或2或3所述的中空散热轴电机，其特征在于：所述轴(1)的体壁中，沿着轴向设置有储液腔(13)，所述储液腔(13)为一个以上的储液孔、或截面为圆环形的管道状腔体贯穿所述轴(1)的体壁的前、后端形成，所述储液腔(13)设置有进液口(11)和出液口(12)。
6.根据权利要求5所述的中空散热轴电机，其特征在于：所述转子铁芯(2)由多片转子冲片(21)叠加组合而成；转子铁芯(2)内部，设置有与所述储液腔(13)密闭连通的导热管(9)，所述导热管(9)与进液口(11)和出液口(12)连通。
7.根据权利要求1或2或3所述的中空散热轴电机，其特征在于：所述轴(1)的中部空腔内，设置有散热管(4)，储液腔(13)位于散热管(4)的轴(1)的内壁面之间。
8.根据权利要求7所述的中空散热轴电机，其特征在于：所述散热管(4)为中空状管道，散热管(4)的中部为空腔(42)，且散热管(4)的内腔壁面设置有多片散热片(41)。
9.根据权利要求5所述的中空散热轴电机，其特征在于：所述转子铁芯(2)的外周，设置有磁钢(5)，磁钢(5)的两端均设置有压圈(10)，磁钢(5)和压圈(10)包围形成以密闭空腔，转子铁芯(2)位于所述密闭空腔中，并且转子铁芯(2)和磁钢(5)、压圈(10)之间间隔有间隙，所述间隙位置设置有导热通道(91)，所述导热通道(91)与进液口(11)和出液口(12)连通。
10.根据权利要求9所述的中空散热轴电机，其特征在于：所述导热通道(91)为镶嵌在转子冲片(21)和磁钢(5)之间的多个相互独立的储液通孔(23)，贯穿所述转子冲片的前、后端。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110323 Termination date: 20120602 |