CN202524243U - 螺旋轴向循环式电机冷却水道结构 - Google Patents
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Abstract
一种螺旋轴向循环式电机冷却水道结构，包括电机的定子铁芯，铁芯中设置有冷却水道，冷却水道包括有一个第一螺旋通道和一个第二螺旋通道，第一螺旋通道和第二螺旋通道相邻并行延伸，第一螺旋通道的入口端与第二螺旋通道的出口端相邻，第一螺旋通道的出口端与第二螺旋通道的入口端相邻并连通。第一螺旋通道和第二螺旋通道沿铁芯的轴向并列设置。冷却水从定子铁芯的前端流向后端再回流向前端，能均匀冷却铁芯，使定子铁芯前后端温差缩小，冷却水在回流时产生湍流，使热阻下降，换热系数上升，换热率上升，从而可降低电机的温升，提高功率密度；采用一个橡胶密封垫就可实现密封，可靠性和工艺性都有显著提高。
Description
技术领域：
本实用新型涉及电学领域，尤其涉及高效率电机如励磁电机和永磁电机，特别是一种螺旋轴向循环式电机冷却水道结构。
背景技术：
高效电机如励磁电机和永磁电机利用冷却水对电机进行冷却。现有技术中，高效电机中的冷却水道采用螺旋轴向非循环式的水道。在螺旋轴向非循环式水道中，冷却水入口和出口分别位于两端，冷却水从入口到出口，轴向温度曲线程线性递增，所以换热效果不均匀，导致电机定子铁芯前后端温差大，在电机的定子铁芯轴向过长时，电机在流体最后冷却的部分会温度偏高，而电机绕组只要有一点其温度超过绝缘等级的极限温度时，电机就存在失效风险。同时，不容易产生湍流，不能改善换热系数和换热率，还需要在定子铁芯的两端设置冷却水道的密封结构，增加了密封的难度。
发明内容：
本实用新型的目的在于提供一种螺旋轴向循环式电机冷却水道结构，所述的这种螺旋轴向循环式电机冷却水道结构要解决现有技术中高效电机的螺旋轴向非循环式冷却水道换热不均匀、电机存在失效风险、不能改善换热系数和换热率、密封难度大的技术问题。
本实用新型的这种螺旋轴向循环式电机冷却水道结构，包括电机的定子铁芯，所述的定子铁芯中设置有冷却水道，其中，所述的冷却水道包括有一个第一螺旋通道和一个第二螺旋通道，所述的第一螺旋通道和所述的第二螺旋通道并列，第一螺旋通道的入口端与第二螺旋通道的出口端相邻，第一螺旋通道的出口端与第二螺旋通道的入口端相邻并连通。
进一步的，第一螺旋通道和第二螺旋通道沿定子铁芯的轴向并列设置。
进一步的，第一螺旋通道和第二螺旋通道的螺距相等。
进一步的，第一螺旋通道的入口端连接有一个入水通道，所述的入水通道的轴向位于定子铁芯的径向平面中，第一螺旋通道的出口端连接有一个出水通道，所述的出水通道的轴向位于定子铁芯的径向平面中，入水通道与出水通道相邻且平行。
进一步的，第一螺旋通道和第二螺旋通道的断面均呈矩形。
本实用新型的工作原理是：冷却水从第一螺旋通道的入口端进入第一螺旋通道，然后通过第一螺旋通道的出口端进入第二螺旋通道的入口端，最后从第二螺旋通道的出口端流出。冷却水从定子铁芯的前端流向后端后再回流到前端，定子铁芯的前后端温差缩小，均匀冷却定子铁芯，冷却水在换向回流时产生湍流，使热阻下降，换热系数上升，换热率上升，利用一个橡胶密封垫在定子铁芯的一端同时密封入水通道与出水通道。
本实用新型和已有技术相比较，其效果是积极和明显的。本实用新型在电机的定子铁芯中设置了相邻并行延伸的双螺旋冷却水道，冷却水从定子铁芯的前端流向后端再回流向前端，能均匀冷却铁芯，使定子铁芯前后端温差缩小，冷却水在回流时产生湍流，使热阻下降，换热系数上升，换热率上升，从而可降低电机的温升，提高功率密度；采用一个橡胶密封垫就可实现密封，可靠性和工艺性都有显著提高。
附图说明：
图1是本实用新型的螺旋轴向循环式电机冷却水道结构的三维结构示意图。
图2是本实用新型的螺旋轴向循环式电机冷却水道结构的端部视图。
图3是图2中A-A方向的剖视图。
具体实施方式：
实施例1：
如图1、图2和图3所示，本实用新型的螺旋轴向循环式电机冷却水道结构，包括电机的定子铁芯(图中未示)，所述的定子铁芯中设置有冷却水道，其中，所述的冷却水道包括有一个第一螺旋通道1和一个第二螺旋通道2，所述的第一螺旋通道1和所述的第二螺旋通道2并列，第一螺旋通道1的入口端与第二螺旋通道2的出口端相邻，第一螺旋通道1的出口端与第二螺旋通道2的入口端相邻并连通。
图1中的部位3表示了第一螺旋通道1的出口端与第二螺旋通道2的入口端的连通处。
进一步的，第一螺旋通道1和第二螺旋通道2沿定子铁芯的轴向并列设置。
进一步的，第一螺旋通道1和第二螺旋通道2的螺距相等。
进一步的，第一螺旋通道1的入口端连接有一个入水通道11，所述的入水通道11的轴向位于定子铁芯的径向平面中，第一螺旋通道1的出口端连接有一个出水通道21，所述的出水通道21的轴向位于定子铁芯的径向平面中，入水通道11与出水通道21相邻且平行。
进一步的，第一螺旋通道1和第二螺旋通道2的断面均呈矩形。
本实施例的工作过程是：冷却水从第一螺旋通道1的入口端进入第一螺旋通道1，然后通过第一螺旋通道1的出口端进入第二螺旋通道2的入口端，最后从第二螺旋通道2的出口端流出。冷却水从定子铁芯的前端流向后端后再回流到前端，定子铁芯的前后端温差缩小，均匀冷却定子铁芯，冷却水在换向回流时产生湍流，使热阻下降，换热系数上升，换热率上升，利用一个橡胶密封垫(图中未示)在定子铁芯的一端同时密封入水通道11与出水通道21。
具体的，本实用新型的工作原理如下：
根据对流换热公式：式中，α2为换热系数，A为换热面积，t2和tf2是流体的高、低温度。可见，通过改变换热系数、冷却面积、流体温度都会导致热流量的增加。
本实施例通过改变流体的形态与动力和传热面的几何形状来提升换热效果，在同等流体温度和同等冷却面积的前提下，在最短的时间内实现二次冷却，使流体将固体热源的热量最大限度的换热和均匀化。使之能够非常快的冷却到热源的最热处，该流体到达最热处的速度是现有的螺旋轴向非循环式水道的2倍，所以在一次冷却时加快了速度容易使湍流进入热源深处，并且在二次冷却回流时也产生湍流，所以使之热阻下降、换热系数上升、换热率上升，从而降低温升。并且由于此种设计的进出水口是在同一方向，所以在密封设计上也大为方便和可靠。
Claims (5)
1.一种螺旋轴向循环式电机冷却水道结构，包括电机的定子铁芯，所述的定子铁芯中设置有冷却水道，其特征在于：所述的冷却水道包括有一个第一螺旋通道和一个第二螺旋通道，所述的第一螺旋通道和所述的第二螺旋通道并列，第一螺旋通道的入口端与第二螺旋通道的出口端相邻，第一螺旋通道的出口端与第二螺旋通道的入口端相邻并连通。
2.如权利要求1所述的螺旋轴向循环式电机冷却水道结构，其特征在于：第一螺旋通道和第二螺旋通道沿定子铁芯的轴向并列设置。
3.如权利要求1所述的螺旋轴向循环式电机冷却水道结构，其特征在于：第一螺旋通道和第二螺旋通道的螺距相等。
4.如权利要求1所述的螺旋轴向循环式电机冷却水道结构，其特征在于：第一螺旋通道的入口端连接有一个入水通道，所述的入水通道的轴向位于定子铁芯的径向平面中，第一螺旋通道的出口端连接有一个出水通道，所述的出水通道的轴向位于定子铁芯的径向平面中，入水通道与出水通道相邻且平行。
5.如权利要求1所述的螺旋轴向循环式电机冷却水道结构，其特征在于：第一螺旋通道和第二螺旋通道的断面均呈矩形。
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|---|---|---|---|---|
| CN102624154A (zh) * | 2012-04-13 | 2012-08-01 | 华域汽车电动系统有限公司 | 一种螺旋轴向循环式电机冷却水道结构 |
| CN107819384A (zh) * | 2016-09-12 | 2018-03-20 | 福特全球技术公司 | 装置热管理总成和方法 |
| CN111120337A (zh) * | 2019-12-09 | 2020-05-08 | 珠海格力电器股份有限公司 | 振动低的电机结构及水泵 |
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- 2012-04-13 CN CN2012201576077U patent/CN202524243U/zh not_active Expired - Lifetime
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