CN202679153U - 一种用于直线电机的热管散热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于直线电机的热管散热器，该热管散热器安装于直线电机动子与动子底板之间，其组件包括热管、热管基座和散热肋片，其特点是利用热管的高效传热的优点将直线电机动子产生的热量传递到散热肋片处，通过电机自身运动带动肋片与周围空气进行对流换热，从而达到散热的目的。该热管散热器结构紧凑，节约空间，冷却效率高，适用于高速、高精密机床进给系统等对热稳定性要求较高的散热场合。

Description

一种用于直线电机的热管散热器

技术领域

本实用新型涉及一种用于直线电机的热管散热器，属于电动机冷却技术范围，该热管散热器适用于高速、高精密机床进给系统等对热稳定性要求较高的散热场合。 

背景技术

随着现代制造技术对机床加工精度与加工速度的要求，直线电机作为一种新的传动系统受到了大量研究人员的关注。直线电机结构简单，单位推力大，不需中间机械传动机构而直接产生直线运动，相对传统电机控制精度高，被称为机床进给系统的“零传动”。 

但是，直线电机发热是制约其应用的重要因素之一。在高速、高精密直线电机进给系统运行中，绕组线圈发热、铁心磁滞发热导致电机温升过高，产生的热变形直接影响电机自身性能与系统进给精度。因此对直线电机的冷却是十分必要的。 

发明内容

为了减少直线电机温升过高而影响加工精度的问题，本实用新型利用热管高效传热的优点，提供一种具有冷却效率高、结构紧凑、节约空间的直线电机用热管散热器，将电机动子产生的热量及时的散发到周围环境中。 

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：一种热管散热器，由热管上基座、下基座、热管、肋片四个主要部分组成，通过螺栓、焊接的方式安装于直线电机动子与动子底板之间。 

所述热管基座由两块平板状基座组成，其中与电机动子相接触的基座采用具有优秀导热性能的金属材料，其接触面为导热面，其目的在于将直线电机动子产生的热量快速传递给热管，为保证接触面具有良好的导热特性，可在接触面处涂抹一层导热硅胶；与电机动子底板相接触的基座可根据散热要求采用具有优秀隔热性能的材料，其目的在于阻隔电机动子产生的热传递到机床进给工作台，防止其产生热变形，亦可采用轻质材料，以提高电机动态响应特性；两块平板基座通过螺栓、焊接的连接方式固定在一起。 

所述的基座的下表面与下基座的上表面加工有沿基座长度方向排列、沿基座宽度方向延伸的沟槽，沟槽的间距根据直线电机单位长度散热量与热管传递功率进行设计，沟槽的尺寸等于或略小于热管的截面尺寸，热管安装固定在热管基座上。 

所述热管可根据直线电机内部空间的大小及工况需要采用直管或弯管，热管的截面类型包括圆形、椭圆形或矩形形状，热管的吸热段夹持在热管基座的沟槽内，热管的冷却段位于热管的两端。 

所述肋片安装在热管两端的冷却段上，其材质为高导热金属材料，其外观特征为强化对流换热的肋片结构，肋片与肋片之间保持一定的间距，肋片表面开有穿孔，肋片与热管之间的安装通过焊接、浸镀或胀管的方式实现。 

本实用新型的有益效果是：设计了一种模块化的直线电机用热管散热器，不需要对现有的直线电机内部结构进行改造，即可直接安装在直线电机的动子与动子底板之间，易于实现，利用热管高效传热的优点将直线电机动子绕组产生的热量传递到肋片散发到周围环境中，热管散热器有效利用直线电机内部有限的空间增大电机的散热表面，同时利用电机动子运动带动热管散热器与周围空气进行对流换热，实现电机的自我冷却，而不需要额外的强制风冷，降低了系统的能量损耗，且散热肋片的延伸方向与电机的运动方向一致，因此对电机运动特性的影响较小。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。 

附图1为一种用于直线电机的热管散热器的结构示意图。 

附图2为一种用于直线电机的热管散热器的安装示意图。 

附图3为一种用于直线电机的热管散热器的散热示意图。 

以上附图中：1.上基座；2.下基座；3.热管；4.肋片；5.直线电机动子6.直线电机动子底板。 

具体实施方式

在图1中，本实用新型由上基座(1)、下基座(2)、热管(3)、肋片(4)等构成，其中，上基座(1)与下基座(2)的外形相同，均为平板形，尺寸相同，下基座(2)与上基座(1)通过螺栓连接的方式固定在一起；热管(3)的外形为拱形弯管，热管(3)的横截面形状为圆形；下基座(2)的上表面与上基座(1)的下表面加工有沿基座长度方向排列的、沿基座宽度方向延伸的沟槽，沟槽的外形轮廓与热管(3)的外形轮廓相一致，热管(3)的中段通过粘结或挤压夹持固定安装在上基座(1)与下基座(2)的沟槽内；肋片(4)的外观特征为平片，肋片(4)的表面加工有通孔，通孔的外形尺寸与热管(3)的横截面轮廓相一致，肋片(4)通过焊接、浸镀或胀管的方式固定在热管(3)的两端。上基座(1)的材料为隔热材料或轻质材料，下基座(2)与肋片(4)所采用的材料为具有优秀导热性能的金属。 

在图2所示实例中，下基座(2)通过螺栓连接固定在直线电机动子(5)上，上基座(1)通过螺栓连接固定在直线电机动子底板(6)上。 

在图3所示实例中，热量通过下基座(2)由直线电机动子(5)进入热管(3)的中段即吸热段，通过热管(3)内的流体运动传递至热管(3)的两端即放热段，再通过肋片(4)与空气的对流换热将热量散发到环境中，达到冷却电机的目的。 

以上所述仅为本实用新型的优选实施例的详细说明与图附，并非因此限制本实用新型，本实用新型的所有范围应以专利权利书要求保护的范围为准，凡应用本实用新型的设计思想及其实施例的类似变化，都应包含于本实用新型的专利保护范围内。 

Claims (6)

1.一种用于直线电机的热管散热器，在直线电机动子与动子底板之间，通过螺栓和焊接的连接方式装有热管上基座、下基座、热管和肋片，其特征是：上基座通过螺栓与直线电机动子底板连接，下基座通过螺栓与直线电机动子连接，上基座与下基座通过螺栓连接的方式固定在一起，热管夹持固定在上基座和下基座表面上加工的沟槽内，肋片固定在热管的两端。

2.根据权利要求1所述的一种用于直线电机的热管散热器，其特征是：热管散热器由热管、热管基座和肋片构成。

3.根据权利要求1所述的一种用于直线电机的热管散热器，其特征是：热管基座分为上基座和下基座，其中与电机动子相接触的下基座采用具有优秀导热性能的金属材料，与电机动子底板相接触的上基座可采用金属材料，亦可以根据散热及电机运行性能的需要采用隔热材料或轻质材料。

4.根据权利要求1所述的一种用于直线电机的热管散热器，其特征是：上基座的下表面与下基座的上表面加工有沿基座长度方向排列、沿基座宽度方向延伸的沟槽，沟槽的尺寸等于或略小于热管的截面尺寸，热管安装固定在上基座和下基座的沟槽内。

5.根据权利要求1所述的一种用于直线电机的热管散热器，其特征是：热管可根据直线电机内部空间的大小及工况需要采用直管或者弯管，热管的截面类型包括圆形、椭圆形或矩形形状的热管，热管的吸热段夹持在热管基座的沟槽内，热管的冷却段位于热管的两端。

6.根据权利要求1所述的一种用于直线电机的热管散热器，其特征是：肋片安装在热管两端的冷却段上，其外观特征为平片、波纹片、开缝片的强化对流换热的肋片结构，肋片与肋片之间保持一定的间距，肋片表面开有穿孔，通过焊接、浸镀或胀管的方法安装固定在热管的冷却段。 

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