CN205811827U - 一种便于定子快速冷却的永磁外转子电动机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种便于定子快速冷却的永磁外转子电动机，包括定子及装配于定子外侧的电机转子，定子由芯架及呈圆周状分布于芯架槽中的一组绕组组成，相邻3个绕组以串联的方式连接，所述绕组由绕组铁芯及绕线组成，绕组个数为双数，绕组个数与磁钢磁极数不相等，绕组通过压片及螺钉装配于到芯架上；芯架内设置有用于定子冷却的水道系统，所述水道系统由入水口、出水口、前水室、后水室、分水嘴及隔板组成，隔板内部设置有分支水道；本实用新型通过在电机定子芯架内设置水道系统，用于对电机定子进行快速冷却，提高电机定子冷却效率，避免电机定子表面温度过高引起的电机故障，提高电机功率密度。
Description
技术领域
本实用新型涉及电动机技术领域，特别涉及一种便于定子快速冷却的永磁外转子电动机。
背景技术
外转子永磁同步电动机作为一种特殊结构的永磁同步电动机，结合了永磁电机和轴向磁场电机的特点，相对于传统的径向电动机，外转子永磁同步电动机涡流损耗小，且电机轴向尺寸短，有利于提高电机的转矩密度。然而现有的外转子永磁同步电动机由于设计缺陷，存在以下技术问题：①电机定子的冷却效率低下，定子表面温度急剧上升，大大降低了电机的功率密度；②电机绕组内未设置有铁芯，致使绕组间的电机气隙大，磁路磁阻增大，且不利于快速绕线，绕组生产效率大大降低；③定子与定子芯架的紧固性差，运行过程中，容易出现定子松动现象，限制了电机的使用寿命和性能稳定性。
实用新型内容
本实用新型的目的是，针对现有的永磁外转子电动机存在的技术问题，设计一种便于定子快速冷却的永磁外转子电动机，通过在电机定子芯架内设置水道系统，用于对电机定子进行快速冷却，提高电机定子冷却效率，避免电机定子表面温度过高引起的电机故障，提高电机功率密度。
本实用新型通过以下技术方案实现：
一种便于定子快速冷却的永磁外转子电动机，其特征在于，包括定子（4）及装配于定子（1）外侧的电机转子，所述电机转子通过电机轴（15）及轴承（16）与定子（4）装配；所述电机轴（15）上设置有用于固定电机转子与定子（4）相对位置的锁紧螺母（9）；
所述定子（4）由芯架（17）及呈圆周状分布于芯架槽中的一组绕组组成，相邻3个绕组以串联的方式连接，所述绕组由绕组铁芯（18）及绕线（19）组成，绕组个数为双数，绕组个数与磁钢磁极数不相等，绕组通过压片（21）及螺钉（20）装配于到芯架（17）上；
所述芯架（17）内设置有用于定子（4）冷却的水道系统，所述水道系统由入水口（24）、出水口（27）、前水室（23）、后水室（25）、分水嘴（26）及隔板（28）组成，所述隔板（28）内部设置有分支水道；
所述入水口（24）、前水室（23）、隔板（28）、后水室（25）、分水嘴（26）及出水口（27）依次相接；
所述电机转子由前端盖（1）、后端盖（6）及外罩（5）构成；
所述前端盖（1）和后端盖（6）上分别镶嵌有硅钢卷（2）及磁钢（3），所述前端盖（1）和后端盖（6）上分别设置有用于镶嵌硅钢卷（2）及磁钢（3）的装配槽；
所述硅钢卷（2）设置于磁钢（3）外侧；
所述硅钢卷（2）及磁钢（3）通过粘接剂粘合于前端盖（1）和后端盖（6）的装配槽上；
所述定子（4）外接接线端子（7）；
所述定子（4）上设置有接线柱U、接线柱V及接线柱W。
进一步，所述绕组铁芯（18）设置为梯形“工”字形结构。
进一步，所述磁钢（3）设置为梯形体结构，梯形体结构的上下底为弧形，磁钢（3）沿前端盖（1）与后端盖（6）组成的圆柱体的圆周方向均匀分布，磁钢（3）的N极和磁钢（3）的S极间隔排布。
进一步，所述定子（4）外接有用于控制电动机运行的旋转变压器（12）。
进一步，所述旋转变压器（12）的定子通过旋转变压器座（8）及卡环（10）安装到定子（4）上。
进一步，所述旋转变压器（12）的转子通过旋转变压器转子轴（13）及锁紧螺栓（14）锁固于电机轴（15）上。
进一步，所述旋转变压器（12）外部设置有保护罩（11），保护罩（11）安装固定在旋转变压器座（8）上。
进一步，所述绕组个数比磁钢磁极数少2个。
本实用新型提供了一种便于定子快速冷却的永磁外转子电动机，与现有技术相比，有益效果在于：
1、本实用新型设计的便于定子快速冷却的永磁外转子电动机，芯架（17）内设置有用于定子（4）冷却的水道系统，水道系统由入水口（24）、出水口（27）、前水室（23）、后水室（25）、分水嘴（26）及隔板（28）组成，所述隔板（28）内部设置有分支水道；入水口（24）、前水室（23）、隔板（28）、后水室（25）、分水嘴（26）及出水口（27）依次相接，此种设计结构，利用水道系统中的冷却水可快速带走电子定子表面及内部的热量，避免电机定子温度过高，提高电机功率密度。
2、本实用新型设计的便于定子快速冷却的永磁外转子电动机，绕组由绕组铁芯（18）及绕线（19）组成，绕组个数为双数，绕组个数与磁钢磁极数不相等，绕组通过压片（21）及螺钉（20）装配于到芯架（17）上；与现有的永磁同步电机相比，通过在绕组内部增加梯形“工”字结构的绕组铁芯（18），减少绕组气隙，降低磁路磁阻，使绕组气隙内磁场均匀，提高电机效率；与此同时，在绕组内部增加梯形“工”字结构的绕组铁芯（18），可将绕线（19）直接绕制于绕组铁芯（18），简化绕组工艺，便于采用机绕工艺，提高绕组效率。
3、本实用新型设计的便于定子快速冷却的永磁外转子电动机，定子（4）由芯架（17）及呈圆周状分布于芯架槽中的一组绕组组成，相邻3个绕组以串联的方式连接，此种设计方式，减少了接线线路，避免接线错误，提高电动机的可靠性和稳定性，使获得的外转子永磁同步电动机机更为可靠。
4、本实用新型设计的便于定子快速冷却的永磁外转子电动机，电机转子由前端盖（1）、后端盖（6）及外罩（5）构成；前端盖（1）和后端盖（6）上分别镶嵌有硅钢卷（2）及磁钢（3）；磁钢（3）沿前端盖（1）与后端盖（6）组成的圆柱体的圆周方向均匀分布，磁钢（3）的N极和磁钢（3）的S极间隔排布；此种设计结构，提高了磁路的稳定性和均匀性，提高电机效率。
5、本实用新型设计的便于定子快速冷却的永磁外转子电动机，绕组通过压片（21）及螺钉（20）装配于到芯架（17）上，然后采用环氧胶体固封，硅钢卷（2）及磁钢（3）通过粘接剂及机械固定粘合于前端盖（1）和后端盖（6）的装配槽上；上述设计结构，提高了本设计中外转子永磁同步电动机机的机械强度和防震性，提高了电机使用寿命。
附图说明
图1为本实用新型便于定子快速冷却的永磁外转子电动机的结构示意图。
图2为本实用新型中定子的结构示意图。
图3为本实用新型中磁钢的装配结构示意图。
图4为本实用新型中设置于芯架中的水道系统的侧视结构示意图。
图5为本实用新型中设置于芯架中的水道系统的结构剖视图一。
图6为本实用新型中设置于芯架中的水道系统的结构剖视图二。
图7为本实用新型水道系统中冷却水的流向结构示意图。
具体实施方式
参阅附图1、图2、图3、图4、图5、图6及图7对本实用新型做进一步描述。
本实用新型涉及一种便于定子快速冷却的永磁外转子电动机，其特征在于，包括定子（4）及装配于定子（1）外侧的电机转子，所述电机转子通过电机轴（15）及轴承（16）与定子（4）装配；所述电机轴（15）上设置有用于固定电机转子与定子（4）相对位置的锁紧螺母（9）；
所述定子（4）由芯架（17）及呈圆周状分布于芯架槽中的一组绕组组成，相邻3个绕组以串联的方式连接，所述绕组由绕组铁芯（18）及绕线（19）组成，绕组个数为双数，绕组个数与磁钢磁极数不相等，绕组通过压片（21）及螺钉（20）装配于到芯架（17）上；
所述芯架（17）内设置有用于定子（4）冷却的水道系统，所述水道系统由入水口（24）、出水口（27）、前水室（23）、后水室（25）、分水嘴（26）及隔板（28）组成，所述隔板（28）内部设置有分支水道；
所述入水口（24）、前水室（23）、隔板（28）、后水室（25）、分水嘴（26）及出水口（27）依次相接；
所述电机转子由前端盖（1）、后端盖（6）及外罩（5）构成；
所述前端盖（1）和后端盖（6）上分别镶嵌有硅钢卷（2）及磁钢（3），所述前端盖（1）和后端盖（6）上分别设置有用于镶嵌硅钢卷（2）及磁钢（3）的装配槽；
所述硅钢卷（2）设置于磁钢（3）外侧；
所述硅钢卷（2）及磁钢（3）通过粘接剂粘合于前端盖（1）和后端盖（6）的装配槽上；
所述定子（4）外接接线端子（7）；
所述定子（4）上设置有接线柱U、接线柱V及接线柱W。
优选地，作为改进，所述绕组铁芯（18）设置为梯形“工”字形结构。
优选地，作为改进，所述磁钢（3）设置为梯形体结构，梯形体结构的上下底为弧形，磁钢（3）沿前端盖（1）与后端盖（6）组成的圆柱体的圆周方向均匀分布，磁钢（3）的N极和磁钢（3）的S极间隔排布。
优选地，作为改进，所述定子（4）外接有用于控制电动机运行的旋转变压器（12）。
优选地，作为改进，所述旋转变压器（12）的定子通过旋转变压器座（8）及卡环（10）安装到定子（4）上。
优选地，作为改进，所述旋转变压器（12）的转子通过旋转变压器转子轴（13）及锁紧螺栓（14）锁固于电机轴（15）上。
优选地，作为改进，所述旋转变压器（12）外部设置有保护罩（11），保护罩（11）安装固定在旋转变压器座（8）上。
优选地，作为改进，所述绕组个数比磁钢磁极数少2个。
与现有技术相比，本实用新型设计的便于定子快速冷却的永磁外转子电动机，芯架（17）内设置有用于定子（4）冷却的水道系统，水道系统由入水口（24）、出水口（27）、前水室（23）、后水室（25）、分水嘴（26）及隔板（28）组成，所述隔板（28）内部设置有分支水道；入水口（24）、前水室（23）、隔板（28）、后水室（25）、分水嘴（26）及出水口（27）依次相接，此种设计结构，利用水道系统中的冷却水可快速带走电子定子表面及内部的热量，避免电机定子温度过高，提高电机功率密度。
本实用新型设计的便于定子快速冷却的永磁外转子电动机，绕组由绕组铁芯（18）及绕线（19）组成，绕组个数为双数，绕组个数与磁钢磁极数不相等，绕组通过压片（21）及螺钉（20）装配于到芯架（17）上；与现有的永磁同步电机相比，通过在绕组内部增加梯形“工”字结构的绕组铁芯（18），减少绕组气隙，降低磁路磁阻，使绕组气隙内磁场均匀，提高电机效率；与此同时，在绕组内部增加梯形“工”字结构的绕组铁芯（18），可将绕线（19）直接绕制于绕组铁芯（18），简化绕组工艺，便于采用机绕工艺，提高绕组效率。
本实用新型设计的便于定子快速冷却的永磁外转子电动机，定子（4）由芯架（17）及呈圆周状分布于芯架槽中的一组绕组组成，相邻3个绕组以串联的方式连接，此种设计方式，减少了接线线路，避免接线错误，提高电动机的可靠性和稳定性，使获得的外转子永磁同步电动机机更为可靠。
本实用新型设计的便于定子快速冷却的永磁外转子电动机，电机转子由前端盖（1）、后端盖（6）及外罩（5）构成；前端盖（1）和后端盖（6）上分别镶嵌有硅钢卷（2）及磁钢（3）；磁钢（3）沿前端盖（1）与后端盖（6）组成的圆柱体的圆周方向均匀分布，磁钢（3）的N极和磁钢（3）的S极间隔排布；此种设计结构，提高了磁路的稳定性和均匀性，提高电机效率。
本实用新型设计的便于定子快速冷却的永磁外转子电动机，绕组通过压片（21）及螺钉（20）装配于到芯架（17）上，然后采用环氧胶体固封，硅钢卷（2）及磁钢（3）通过粘接剂及机械固定粘合于前端盖（1）和后端盖（6）的装配槽上；上述设计结构，提高了本设计中外转子永磁同步电动机机的机械强度和防震性，提高了电机使用寿命。
本实用新型在使用过程中，电机运行时，冷却水从入水口（24）流入前水室（23），经过与前水室（23）相连的隔板水道流到后水室（25），再通过几个隔板的分水，水流将再通过后面的隔板水道流到下一个水室，直到出水口所在水室，通过出水口回流，带走热量，对定子进行快速冷却。
磁钢（3）设置为梯形体结构，梯形体结构的上下底为弧形，磁钢（3）沿前端盖（1）与后端盖（6）组成的圆柱体的圆周方向均布，磁钢（3）的N和磁钢（3）的S极间隔排布，从而建立起沿轴向分布的均匀磁场，当电动机通电后，电流通过接线端子（7）流入电动机的定子（4），在轴向气隙磁场中，电动机的定子（4）受切向电磁力产生电磁转矩，使得电动机的转子旋转从轴端输出转矩，实现从电能到机械能的转换。
与此同时，本设计中，定子（4）由芯架（17）及呈圆周状分布于芯架槽中的一组绕组组成，相邻3个绕组以串联的方式连接，此种设计方式，将相邻的3个绕组单体成串连接，大大降低了接线数量，使电机更为可靠。
按照以上描述，即可对本实用新型进行应用。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种便于定子快速冷却的永磁外转子电动机，其特征在于，包括定子（4）及装配于定子（1）外侧的电机转子，所述电机转子通过电机轴（15）及轴承（16）与定子（4）装配；所述电机轴（15）上设置有用于固定电机转子与定子（4）相对位置的锁紧螺母（9）；
所述定子（4）由芯架（17）及呈圆周状分布于芯架槽中的一组绕组组成，相邻3个绕组以串联的方式连接，所述绕组由绕组铁芯（18）及绕线（19）组成，绕组个数为双数，绕组个数与磁钢磁极数不相等，绕组通过压片（21）及螺钉（20）装配于到芯架（17）上；
所述芯架（17）内设置有用于定子（4）冷却的水道系统，所述水道系统由入水口（24）、出水口（27）、前水室（23）、后水室（25）、分水嘴（26）及隔板（28）组成，所述隔板（28）内部设置有分支水道；
所述入水口（24）、前水室（23）、隔板（28）、后水室（25）、分水嘴（26）及出水口（27）依次相接；
所述电机转子由前端盖（1）、后端盖（6）及外罩（5）构成；
所述前端盖（1）和后端盖（6）上分别镶嵌有硅钢卷（2）及磁钢（3），所述前端盖（1）和后端盖（6）上分别设置有用于镶嵌硅钢卷（2）及磁钢（3）的装配槽；
所述硅钢卷（2）设置于磁钢（3）外侧；
所述硅钢卷（2）及磁钢（3）通过粘接剂粘合于前端盖（1）和后端盖（6）的装配槽上；
所述定子（4）外接接线端子（7）；
所述定子（4）上设置有接线柱U、接线柱V及接线柱W。
2.根据权利要求1所述的便于定子快速冷却的永磁外转子电动机，其特征在于，所述绕组铁芯（18）设置为梯形“工”字形结构。
3.根据权利要求1所述的便于定子快速冷却的永磁外转子电动机，其特征在于，所述磁钢（3）设置为梯形体结构，梯形体结构的上下底为弧形，磁钢（3）沿前端盖（1）与后端盖（6）组成的圆柱体的圆周方向均匀分布，磁钢（3）的N极和磁钢（3）的S极间隔排布。
4.根据权利要求1所述的便于定子快速冷却的永磁外转子电动机，其特征在于，所述定子（4）外接有用于控制电动机运行的旋转变压器（12）。
5.根据权利要求4所述的便于定子快速冷却的永磁外转子电动机，其特征在于，所述旋转变压器（12）的定子通过旋转变压器座（8）及卡环（10）安装到定子（4）上。
6.根据权利要求4所述的便于定子快速冷却的永磁外转子电动机，其特征在于，所述旋转变压器（12）的转子通过旋转变压器转子轴（13）及锁紧螺栓（14）锁固于电机轴（15）上。
7.根据权利要求4所述的便于定子快速冷却的永磁外转子电动机，其特征在于，所述旋转变压器（12）外部设置有保护罩（11），保护罩（11）安装固定在旋转变压器座（8）上。
8.根据权利要求1所述的便于定子快速冷却的永磁外转子电动机，其特征在于，所述绕组个数比磁钢磁极数少2个。
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| CN111864933B (zh) * | 2020-07-29 | 2021-08-31 | 华中科技大学 | 一种具有冷却结构的轴向磁通电机定子及轴向磁通电机 |
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