CN205544798U - 油冷电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电机冷却技术领域，特别提供一种油冷电机。本实用新型所述的油冷电机包括壳体、支承于壳体的转轴、设置于壳体内且固定于转轴上的转子支架、设置于转子支架上的转子、固定于壳体内且环绕转子分布的定子以及设置于转子支架上的多块平衡板，转子分布于平衡板之间且抵靠于平衡板，壳体上设置有与油源连接的壳体油道，转子支架上设置有与壳体油道连接以用于接收所述壳体油道输送的油的支架油道，各块平衡板与转子之间均设置有与所述支架油道连接且用于向所述定子供油的转子油道。各块平衡板与转子之间均设置有转子油道，即转子的抵靠于平衡板上的两端均形成有转子油道，从而能够提升对转子的冷却能力并使转子受力均匀。

Description

油冷电机

技术领域

本实用新型涉及电机冷却技术领域，特别涉及一种油冷电机。

背景技术

电机在高速运转的时候会产生大量的热量，此时必须对电机进行冷却，以避免因电机温升超过额定值而引起的事故。而随着电机功率密度的提升，电机对散热的要求也越来越高。

目前电机的散热方式主要有风冷、水冷和油冷三种方式。在现有的电机中，大部分都采用水冷的冷却方式，水冷电机通过定子铁心、机壳将热量传到冷却水。水冷电机对定子的冷却效果明显，但采用集中式绕组的电机转子发热量大，水冷对转子的冷却效果差一些，会有磁钢退磁的风险。另外，对电机进行油冷的方式主要是针对定子进行冷却，在机壳内部添加油道，并在绕组上方添加引流结构，使电机所占空间变大也使结构更加复杂，而这种冷却方式对转子的冷却效果不佳，集中式绕组电机转子的损耗大，产生的热量大，容易发生磁钢退磁，影响电机的使用，而使电机的性能降低。或者，采用油浴的方法对电机进行油冷，在电机内部添加冷却油，使转子浸到冷却油中，通过转子的转动将冷却油甩到定子上进行冷却，采用这种方法进行冷却会造成电机气隙不均匀，且使转子的受力出现不平衡。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种所占空间小、冷却效果好且转子受力均匀的油冷电机。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种油冷电机，其包括壳体、支承于所述壳体的转轴、设置于所述壳体内且固定于所述转轴上的转子支架、设置于所述转子支架上的转子、固定于所述壳体内且环绕所述转子分布的定子以及设置于所述转子支架上的多块平衡板，所述转子分布于所述平衡板之间且抵靠于所述平衡板，所述壳体上设置有与油源连接的壳体油道，所述转子支架上设置有与所述壳体油道连接以用于接收所述壳体油道输送的油的支架油道，各块所述平衡板与所述转子之间均设置有与所述支架油道连接且用于向所述定子供油的转子油道。

进一步的，所述平衡板为圆环形状的板材，所述油冷电机包括多条所述转子油道，各条所述转子油道均沿所述平衡板的径向延伸。

进一步的，所述转子油道为设置于所述平衡板上的径向凹槽，所述径向凹槽分布于所述平衡板的与所述转子接触的侧面上。

进一步的，所述转子支架包括内圈、外圈以及连接所述内圈与所述外圈的连接壁，所述内圈套设于所述转轴上，所述转子和所述平衡板均设置于所述外圈的外周面上。

进一步的，所述支架油道包括设置于所述内圈上且沿轴向延伸的多条内圈油道、设置于所述内圈上的多个内圈油孔、设置于所述外圈上且沿轴向延伸的多条外圈油道以及设置于所述外圈上的多个外圈油孔，所述内圈油孔与所述外圈油孔相对设置，所述内圈油道、所述内圈油孔、所述外圈油孔与所述外圈油道依次连通。

进一步的，所述外圈油道为分布于所述外圈的外周面上的轴向凹槽。

进一步的，所述外圈油孔的与所述外圈油道连通的一端朝向各自接近的所述转子油道倾斜。

进一步的，所述内圈上开设有环形入油槽，所述环形入油槽与所述壳体油道、所述内圈油道均连通。

进一步的，所述内圈上开设有用于安装密封圈的多条环形密封槽，所述环形密封槽分布于所述环形入油槽的两侧。

进一步的，所述壳体包括圆筒状的周壁以及分别设置于所述周壁的两端的端盖，其中一个端盖上设置有所述壳体油道，所述转轴贯穿所述端盖。

相对于现有技术，本实用新型所述的油冷电机具有以下优势：

在转子支架和平衡板上添加油道，可以节省空间，仅占用电机内部空间，不会增加电机的外形尺寸。同时，随着转子的旋转冷却油从转子油道被甩到定子上，能同时满足对转子和定子的冷却。并且，平衡板与转子之间设置有转子油道，通过转子油道可以直接对转子进行冷却，以提升转子的冷却效果，达到降温的目的。而各块平衡板与转子之间均设置有转子油道，即转子的抵靠于平衡板上的两端均形成有转子油道，从而能够提升对转子的冷却能力并使转子受力均匀。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的油冷电机的主视剖视图；

图2为转子支架的主视剖视图；

图3为转子支架的立体图；

图4为平衡板的立体图；

图5为端盖的立体图。

附图标记说明：

1 壳体 2 转子支架

3 转子 4 定子

5 平衡板 6 壳体油道

7 转子油道 11 端盖

12 进油口 13 凸台

21 内圈 22 外圈

23 连接壁 24 内圈油道

25 内圈油孔 26 外圈油孔

27 外圈油道 28 环形入油槽

29 环形密封槽

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本实用新型。

本实用新型提供一种油冷电机，如图1所示，油冷电机包括壳体1、支承于壳体1的转轴、设置于壳体1内且固定于转轴上的转子支架2、设置于转子支架2上的转子3、固定于壳体1内且环绕转子3分布的定子4以及设置于转子支架2上的多块平衡板5，转子3分布于平衡板5之间且抵靠于平衡板5，壳体1上设置有与油源连接的壳体油道6，转子支架2上设置有与壳体油道6连接以用于接收壳体油道6输送的油的支架油道，各块平衡板5与转子3之间均设置有与支架油道连接且用于向定子4供油的转子油道7。其中，壳体1为相对封闭的结构，转轴能够在壳体1内旋转，以保证油冷电机能够正常工作。转子3包括转子铁心和缠绕于转子铁心上的转子绕组，定子4包括定子铁心和缠绕于定子铁心上的定子绕组。本实用新型中在转子支架2和平衡板5上添加油道，可以节省空间，仅占用电机内部空间，不会增加电机的外形尺寸。同时，随着转子3的旋转冷却油从转子油道7被甩到定子4上，能同时满足对转子3和定子4的冷却。并且，平衡板5与转子3之间设置有转子油道7，通过转子油道7可以直接对转子3进行冷却，以提升对转子3的冷却效果，达到降温的目的。而各块平衡板5与转子3之间均设置有转子油道7，即转子3的抵靠于平衡板5上的两端均形成有转子油道7，从而能够提升对转子3的冷却能力并使转子3受力均匀。

作为一种优选的实施方式，如图4所示，平衡板5为圆环形状的板材，转轴上套设有两块平衡板5，这两块平衡板5的尺寸以及材料均一致，转子3分布于这两块平衡板5之间且抵靠于平衡板5上，通过平衡板5可以使转子3在旋转过程中维持平稳。油冷电机包括多条转子油道7，各条转子油道7均沿平衡板5的径向延伸，随着转轴的旋转，从支架油道输送至转子油道7的冷却油沿平衡板5的径向向外甩出直至到达定子4上，以对定子4进行冷却。其中，为了进一步保证转子的受力均匀，使平衡板5的轴线设置为与转轴的轴线重合，并优选使这两块设置有转子油道7的平衡板5对称设置，从而使转子3在旋转过程中避免产生晃动。

其中，转子油道7的形式可以有多种，例如，具有完整管壁的管道或者是开设于平衡板5表面上的凹槽。当转子油道7为管道时，转子3上的热量通过管壁传递到转子油道7内，并由转子油道7内的冷却油带走。但考虑到转子3在工作过程中产生的热量较多，转子油道7优选为设置于平衡板5上的径向凹槽，径向凹槽分布于平衡板5的与转子3接触的侧面上，转子油道7内的冷却油可以与转子3直接接触，即径向凹槽与转子3(具体为转子铁心)共同组成了转子油道7，以大幅提升转子3的冷却效果，达到迅速降温的目的。

另外，转子支架2也可以有多种形状，只要能够便于支架油道的分布且能够安装转子3和平衡板5即可。其中，作为一种优选的实施方式，如图2和图3所示，转子支架2包括内圈21、外圈22以及连接内圈21与外圈22的连接壁23，内圈21套设于转轴上，转子3和平衡板5均设置于外圈22的外周面上。转子支架2的内圈21与外圈22相对应地叠套设置，并通过连接壁23相互定位，从而实现转子3与转轴之间的相互定位，同时，采用内外圈的结构，可以大幅减轻转子支架2的重量，从而有利于油冷电机甚至车辆的轻量化设计。并且，连接壁23优选为设置于外圈22的中部，以使得外圈22在旋转过程中受力均衡。

进一步地，如图2所示，支架油道优选包括设置于内圈21上且沿轴向延伸的多条内圈油道24、设置于内圈21上的多个内圈油孔25、设置于外圈22上且沿轴向延伸的多条外圈油道27以及设置于外圈22上的多个外圈油孔26。其中，内圈油孔25与外圈油孔26相对设置，内圈油道24、内圈油孔25、外圈油孔26与外圈油道27依次连通。此处的内圈油孔25与外圈油孔26并非直接连通，而是通过相对设置而实现输油油路的连通，这样设置的油路结构简单且加工方便。此外，内圈油道24与外圈油道27的数量均可以根据需要进行选择，内圈油道24与外圈油道27的数量均优选为六个，内圈油道24呈环形阵列状态均布于内圈21上，而外圈油道27呈环形阵列状态均布于外圈22上，以保证转子支架2在旋转过程中受力均衡。至于一条内圈油道24对应的内圈油孔25的数量以及一条外圈油道27对应的外圈油孔26的数量也可以根据需要进行选择，需要注意的是，为了保证连接壁23的两侧能够受力均衡，连接壁23两侧的内圈油孔25的数量优选为相等，并且，连接壁23两侧的外圈油孔26的数量也优选为相等。

在油冷电机工作时，冷却油从壳体油道1进入内圈油道24内，随着转轴的旋转，内圈油道24内的冷却油在离心力的作用下，经内圈油孔25被甩到对应设置的外圈油孔26内，然后再在离心力的作用下进入外圈油道27中，实现冷却油的输送，而转子3的热量可以通过外圈油道27内的冷却油带走。之后，外圈油道27内的冷却油进入转子油道7继续与转子3进行热量交换。此外，基于转子支架2的具体结构，在转子支架2的轴向端部与壳体1之间还形成有空腔，冷却油从内圈油孔25甩出后，有一部分冷却油可以经过这个空腔直接到达定子4的端部，以对定子4进行冷却，从而提升对定子4的冷却效果。

其中，与转子油道7相似的是，外圈油道27也可以有多种类似的形式，例如，具有完整管壁的管道或者是开设于外圈22的外周面上的凹槽。当外圈油道27为管道时，转子3上的热量通过管壁传递到外圈油道27内，并由外圈油道27内的冷却油带走。但考虑到转子3在工作过程中产生的热量较多，外圈油道27优选为分布于外圈22的外周面上的轴向凹槽(参见图3)，轴向凹槽与转子3直接接触，即轴向凹槽与转子3(具体为转子铁心)共同组成了外圈油道27，从而外圈油道27内的冷却油可以与转子3直接接触，以大幅提升转子3的冷却效果，达到迅速降温的目的。

另外，作为一种优选的实施方式，外圈油孔26的与外圈油道27连通的一端朝向各自接近的转子油道7倾斜。具体地，如图1所示，图中左侧的三个外圈油孔26的上端(即与外圈油道27连通的一端)朝向左侧的转子油道7倾斜，而图中右侧的三个外圈油孔26的上端(即与外圈油道27连通的一端)朝向右侧的转子油道7倾斜，从而实现对冷却油的导向作用，以便于对转子3的冷却。

进一步地，如图2和图3所示，内圈21上开设有环形入油槽28，环形入油槽28与壳体油道6、内圈油道24均连通。在油冷电机的工作过程中，壳体油道6内的冷却油被输送至环形入油槽28内，内圈21随着转轴旋转，通过开设于内圈21上的环形入油槽28，而能够在内圈21的旋转过程中对所有的内圈油道24进行供油。其中，环形入油槽28可开设于内圈21的外周面上(参见图3)，或者环形入油槽28也可开设于内圈21的端面上，只要能够实现对内圈油道24进行供油的功能即可。

并且，为了防止冷却油的泄露，如图3所示，内圈21上开设有用于安装密封圈的多条环形密封槽29，环形密封槽29分布于环形入油槽28的两侧，安装于环形密封槽29内的密封圈能够对内圈21与壳体1之间的间隙进行密封，从而防止在内圈21与壳体1的接合部分发生漏油的情况。

另外，作为一种优选的实施方式，如图1所示，壳体1包括圆筒状的周壁以及分别设置于周壁的两端的端盖11，其中一个端盖11上设置有壳体油道6，转轴贯穿端盖11。通过周壁与两个端盖11形成相对封闭的壳体1，而转轴能够在壳体1内旋转，以保证油冷电机能够正常工作。并且，如图5所示，端盖11上还设置有沿端盖11的径向延伸的凸台13，壳体油道6设置于凸台13内部，而壳体油道6的与环形入油槽28对应的端口为进油口12，通过进油口12实现向环形入油槽28内供油。另外，周壁上开设有出油口(参见图1)，温度较高的油可以从出油口排出壳体1。

以下通过对本实用新型的油冷电机的供油过程进行详细描述，以对本实用新型的技术方案进行进一步说明。

首先，将油源内的冷却油泵送至壳体油道6内，冷却油在泵送压力的作用下经进油口12进入环形入油槽28内，再进入内圈油道24。之后，随着转轴的旋转，内圈油道24内的冷却油在离心力的作用下经内圈油孔25沿径向向外甩出。大部分的冷却油被甩到对应设置的外圈油孔26内，然后再在离心力的作用下进入外圈油道27中与转子3进行热量交换，并且，外圈油道27内的冷却油还会在离心力的作用下进入转子油道7继续与转子3进行热量交换，直至冷却油从转子油道7内被甩至定子4，从而同时且有效地实现对转子3和定子4的冷却。此外，从内圈油孔25流出的小部分冷却油还可以经过转子支架2与壳体1之间的空腔直接到达定子4的端部，以对定子4进行冷却。本实用新型通过转子油道7可以直接对转子3进行冷却，以提升转子3的冷却效果，达到降温的目的，而各块平衡板5与转子3之间均设置有转子油道7，即转子3的抵靠于平衡板5上的两端均形成有转子油道7，从而能够提升对转子3的冷却能力并使转子受力均匀。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种油冷电机，其特征在于，所述油冷电机包括壳体(1)、支承于所述壳体(1)的转轴、设置于所述壳体(1)内且固定于所述转轴上的转子支架(2)、设置于所述转子支架(2)上的转子(3)、固定于所述壳体(1)内且环绕所述转子(3)分布的定子(4)以及设置于所述转子支架(2)上的多块平衡板(5)，所述转子(3)分布于所述平衡板(5)之间且抵靠于所述平衡板(5)，所述壳体(1)上设置有与油源连接的壳体油道(6)，所述转子支架(2)上设置有与所述壳体油道(6)连接以用于接收所述壳体油道(6)输送的油的支架油道，各块所述平衡板(5)与所述转子(3)之间均设置有与所述支架油道连接且用于向所述定子(4)供油的转子油道(7)。

2.根据权利要求1所述的油冷电机，其特征在于，所述平衡板(5)为圆环形状的板材，所述油冷电机包括多条所述转子油道(7)，各条所述转子油道(7)均沿所述平衡板(5)的径向延伸。

3.根据权利要求2所述的油冷电机，其特征在于，所述转子油道(7)为设置于所述平衡板(5)上的径向凹槽，所述径向凹槽分布于所述平衡板(5)的与所述转子(3)接触的侧面上。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的油冷电机，其特征在于，所述转子支架(2)包括内圈(21)、外圈(22)以及连接所述内圈(21)与所述外圈(22)的连接壁(23)，所述内圈(21)套设于所述转轴上，所述转子(3)和所述平衡板(5)均设置于所述外圈(22)的外周面上。

5.根据权利要求4所述的油冷电机，其特征在于，所述支架油道包括设置于所述内圈(21)上且沿轴向延伸的多条内圈油道(24)、设置于所述内圈(21)上的多个内圈油孔(25)、设置于所述外圈(22)上且沿轴向延伸的多条外圈油道(27)以及设置于所述外圈(22)上的多个外圈油孔(26)，所述内圈油孔(25)与所述外圈油孔(26)相对设置，所述内圈油道(24)、所述内圈油孔(25)、所述外圈油孔(26)与所述外圈油道(27)依次连通。

6.根据权利要求5所述的油冷电机，其特征在于，所述外圈油道(27)为分布于所述外圈(22)的外周面上的轴向凹槽。

7.根据权利要求5所述的油冷电机，其特征在于，所述外圈油孔(26)的与所述外圈油道(27)连通的一端朝向各自接近的所述转子油道(7)倾斜。

8.根据权利要求5所述的油冷电机，其特征在于，所述内圈(21)上开设有环形入油槽(28)，所述环形入油槽(28)与所述壳体油道(6)、所述内圈油道(24)均连通。

9.根据权利要求8所述的油冷电机，其特征在于，所述内圈(21)上开设有用于安装密封圈的多条环形密封槽(29)，所述环形密封槽(29)分布于所述环形入油槽(28)的两侧。

10.根据权利要求1-3中任一项所述的油冷电机，其特征在于，所述壳体(1)包括圆筒状的周壁以及分别设置于所述周壁的两端的端盖(11)，其中一个端盖(11)上设置有所述壳体油道(6)，所述转轴贯穿所述端盖(11)。