CN209299073U - 一种电机转子组件及电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种电机转子组件及电机，其中，电机转子组件包括：转轴，所述转轴的一端形成为散热端；与所述转轴固定连接的转子铁芯；热块，所述导热块和所述转子铁芯均套设于所述转轴且在所述转轴的轴向上依次分布，所述导热块邻近所述散热端设置；以及，热管，所述热管的蒸发端插入所述转子铁芯内部，所述热管的冷凝端伸入所述导热块内。本实用新型实施例能够提升转子组件的冷却效率。

Description

一种电机转子组件及电机

技术领域

本实用新型涉及电机散热技术领域，尤其涉及一种电机转子组件及电机。

背景技术

电机包括转子组件、环绕于转子组件外的定子组件以及固定于定子组件外的壳体，且转子组件包括转轴和与转轴一同旋转的铁芯和磁钢。电机在工作过程中将产生大量的热量。若热量过高将降低电机的性能，严重时还可能烧毁电机。为了解决上述问题，需要对电机进行冷却。

在相关技术中，采用水冷系统带走壳体和定子的热量，并利用转轴的热传导，将铁芯和磁钢的热量传递至电机外，从而达到冷却电机的效果。但是，由于转子上具有减重孔，转子与转轴之间具有间隙等原因，降低了转轴与铁芯和磁钢之间的热传导效果，进一步降低了转子的冷却效果。

由此可知，相关技术中的转子组件散热存在效果差的问题。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种电机转子组件及电机，以解决相关技术中的转子组件存在的散热效果差的问题。

为解决以上技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种电机转子组件，包括：

转轴，所述转轴的一端形成为散热端；

与所述转轴固定连接的转子铁芯；

导热块，所述导热块和所述转子铁芯均套设于所述转轴且在所述转轴的轴向上依次分布，所述导热块邻近所述散热端设置；以及，

热管，所述热管的蒸发端插入所述转子铁芯内部，所述热管的冷凝端伸入所述导热块内。

可选地，所述转子铁芯包括转子冲片、嵌设于所述转子冲片内且沿周向均匀分布的磁铁，所述磁铁邻近所述转子冲片的外侧壁设置，所述热管设置于所述磁铁内侧，且邻近所述磁铁设置。

可选地，所述热管位于所述磁铁与所述转子冲片的内侧壁之间；和/或

所述热管位于沿周向分布的多个磁铁的相邻磁铁之间。

可选地，所述转子冲片具有沿周向分布的多个减重孔，多个减重孔位于多个磁铁的内侧且与多个磁铁在周向上错开分布，所述热管位于相邻的减重孔之间且与所述磁铁在所述转子冲片的径向上一一对应。

可选地，所述转子冲片包括多个沿周向分布的磁组单元，每个所述磁组单元包括沿所述转子冲片的径向方向由内向外依次排布的第一槽组和第二槽组，多个所述磁铁对应安装于所述第一槽组和所述第二槽组内，每个所述槽组均包括对称分布并构成大体V形的第一磁铁安装槽和第二磁铁安装槽，所述V形的尖部朝向于所述转子冲片的轴心，所述第一曹组中靠近于所述V形尖部的第一磁铁安装槽和第二磁铁安装槽之间设有第一隔磁槽，所述第一隔磁槽与热管在所述转子冲片的径向上一一对应。

可选地，所述转轴的散热端设置有散热腔，所述散热腔与所述导热块在所述转轴的中心轴线上的投影至少部分重叠。

可选地，所述热管与所述导热块集成为一体。

可选地，所述导热块与所述转子铁芯的靠近所述散热端的端面间隔设置。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种电机，包括如上所述的电机转子组件。

可选地，在所述转轴的散热端内设置有散热腔的情况下，所述电机还包括：

邻近所述转轴的散热端设置的端盖和固定于所述端盖的靠近所述转轴一侧的密封环，其中：

所述端盖上开设有散热介质入口和散热介质出口，所述密封环环绕于所述转轴、所述散热介质入口和所述散热介质出口外，且与所述转轴之间密封且可活动连接，所述散热介质入口通过延伸至所述散热腔内的进液管道与所述散热腔连通，所述散热介质出口通过所述转轴、所述端盖和所述密封环之间的间隙与所述散热腔连通。

在本实用新型实施例中，热管的蒸发端插入转子铁芯内，用于吸收转子铁芯内的热量并快速的传递至热管的冷凝端，并通过包裹该冷凝端的导热块将热量传导至转轴，从而通过转轴将热量传递至外界或者电机的机壳上，这样，转子组件在旋转的过程中，热管和导热块跟随转子组件一同旋转，并不阻碍转子组件的正常工作，且可以不间断的将转子组件内的热量导出，达到提升转子组件的散热效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种电机转子组件的剖面图；

图2是本实用新型实施例提供的一种电机转子组件的主视图；

图3是热管的剖面图；

图4是本实用新型实施例提供的一种电机的剖面图；

图5是本实用新型实施例提供的一种电机转子组件的冲片图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1和图2，其中，图1是本实用新型实施例提供的一种电机转子组件的剖面图；图2是本实用新型实施例提供的一种电机转子组件的主视图。如图1或图2所示，电机转子组件100，包括：转轴1和固定于转轴1的转子铁芯2，1转轴的外表面设置有与转轴1热接触的导热块3；转子铁芯2内设置有与转轴1的轴向平行的热管4。

如图1所示，转轴1的一端形成为散热端(即图1中散热腔11所在的一端，在此未标号)，热管4的蒸发端41插入转子铁芯2内，热管4的冷凝端 42伸入导热块3内，且导热块3间隔设置于转子铁芯2的靠近所述散热端的端面。

这样，导热块3通过热管4与转子铁芯2导热连接，避免导热块3与转子铁芯2直接接触造成热量回传至转子铁芯2内。

如图1所示，导热块3和转子铁芯2均套设于转轴1且在转轴1的轴向上依次分布，导热块3邻近所述散热端设置。在具体实施中，转轴1的除了所述散热端的另一端可作为输出端，与其他外部设备连接。

如图3所示，热管4是一种具有高导热性能的传热元件，具有全封闭的真空管壳43，管壳43内的工质431循环进行蒸发与凝结，从而在蒸发端41吸收热量后，将热量传递至冷凝端42。

由于热管4的延伸方向与转轴1的轴向平行，在电机转子组件100旋转的过程中产生的离心力并不影响工质431沿热管4延伸方向流动，从而确保了热管4的导热性能不受电机转子组件100旋转速度的影响。

另外，导热块3可以采用导热性能较好的金属制成，例如：铜、铝、银、导热合金等，从而将冷凝端42释放的热量快速的传导至转轴1，通过转轴1 将热量传导至电机转子组件外。

可选的，如图1所示，转轴1的散热端设置有连通至外界的散热腔11，散热腔11用于通入可循环的散热介质，以将热管4吸收的热量通过散热介质传递至丐姐。

其中，散热介质可以是冷却液、冷却水等任意一种可循环的散热介质。

当然，还可以对应设置一个冷却系统，用于冷却散热腔11内流出的温度较高的散热介质，并将冷却后的散热介质通入散热腔11内。

可选的，散热腔11从转轴1的一端至少延伸至导热块3在转轴1上的投影区域。

如图1所示，散热腔11覆盖导热块3在转轴1上的整个投影区域。

这样，可以减小散热腔与导热块之间的距离，使导热块上的热量尽快的传导至散热腔内，并由散热腔内的散热介质将热量传递至外界。

本实施方式中，导热块3与散热腔11设置于转轴1的伸出转子铁芯2的同一侧。

这样，可以减小散热腔沿转轴轴向的长度，增加转轴的结构可靠性，且导热块所传导的热量通过散热腔和转轴伸出转子铁芯的一端传递至电机转子组件外，避免散热腔覆盖转子铁芯在转轴上的投影区域，造成散腔内的散热介质吸收的热量通过与转轴贴合的转子铁芯返回至转子铁芯中，从而缩短了热量的传导路径，提升了热传导的效率，进一步提升了电机转子组件的散热效率。

可选的，转子铁芯2内沿转轴1的周向间隔设置有至少两根热管4。

其中，至少两根热管4对称且环绕转轴设置，可以是转子铁芯沿轴向呈对称结构，提升电机转子组件200的结构可靠性。

如图2所示，本实施方式中，转轴1的周沿间隔设置有8根热管4，且8 根相互平行设置，每一根热管4吸收其蒸发端周沿的热量，并将吸收的热量传导至其冷凝端，直至蒸发端和冷凝端的温度相等。

其中，适当的增加热管4的数量，可以提升转子铁芯2内热传导的速度，进一步提升电机转子组件100的散热效率。

当然，热管4的数量还可以是3根、4根、6根等任意数量，在此不做具体限定。

如图5所示，在具体实施中，转子铁芯2包括转子冲片20，嵌设于转子冲片20内且该转子冲片20的沿周向均匀分布的磁铁27，磁铁27邻近转子冲片20的外侧壁设置，热管4设置于磁铁27的靠近其中心的内侧，且邻近磁铁 27设置。

在具体实施中，可以在转子冲片20内沿其径向设置两组热管，且每一组热管均包括多根沿转子冲片20的周沿分布的多根热管4。

例如：第一组热管分布于磁铁27与转子冲片20的内侧壁之间；第二组热管分布于沿转子冲片20的周向分布的多个磁铁27的相邻磁铁之间。

本实施方式中，在转子冲片内沿其周向设置两组热管，可以增加热管与转子冲片之间的接触面积，提升热管的散热量，从而提升了电机转子组件的散热效率。

需要说明的是，在具体实施中，可以仅在转子冲片20内沿其周向设置一组热管4，在此不作具体限定。

作为一种可选的实施方式，如图5所示，转子冲片20具有沿其周向分布的多个减重孔26，减重孔26均位于磁铁27的靠近转子冲片20中心的内侧且与多个磁铁27在周向上错开分布，热管4位于相邻的减重孔26之间且与磁铁 27在所述转子冲片20的径向上一一对应。

如图5所示，本实施方式中，转子冲片20包括8个沿其周向分布的磁组单元28，且每一磁组单元28内安装有4块磁铁27，位于同一磁组单元28内的4块磁铁27与一个热管4对应设置。需要说明的是，在具体实施中，还可以在磁组单元28的磁铁安装槽之间设置热管4，和/或，在相邻的磁组单元28 之间且邻近磁铁27的位置处设置热管4，以增加热管4的吸热量，在此对热管4的分布位置及数量不作具体限定。

其中，减重孔26的设置可以减轻转子冲片20的重量，同时确保转子冲片 20的结构对称。

电机在实际运行过程中，磁铁27的发热量较大，通过将热管4与磁铁27 在所述转子冲片20的径向上一一对应设置，可以使热管4更加有效的吸收磁铁27上产生的热量，从而提升电机转子组件的散热效率。

如图5所示，转子冲片20包括多个沿其周向分布的磁组单元28，每个所述磁组单元包括沿转子冲片20的径向方向由内向外依次排布的第一槽组281 和第二槽组282，多个磁铁27对应安装于第一槽组281和第二槽组282内，每个槽组均包括对称分布并构成大体V形的第一磁铁安装槽2811和第二磁铁安装槽2812，所述V形的尖部朝向于转子冲片20的轴心，第一曹组281中靠近于所述V形尖部的第一磁铁安装槽2811和第二磁铁安装槽2812之间设有第一隔磁槽2813，第一隔磁槽2813与热管4在转子冲片20的径向上一一对应。

在电机运行过程中，第一隔磁槽2813的两端可以分别在第一磁铁安装槽 2811和第二磁铁安装槽2812之间形成隔磁桥2814，该隔磁桥2814可以起到导磁作用，即安装于同一曹组内的两个磁铁27之间通过隔磁桥2814实现磁场的连通，在实际应用中，磁铁27两端的磁场连通又可以视为漏磁现象，其可以对电机的输出扭矩产生影响，本实施方式中，设置隔磁槽2813以阻挡于两个磁铁27之间，以减小隔磁桥2814的宽度，进而可以减小漏磁量，提升所述电机的输出扭矩的稳定性。

在具体安装过程中，可以将导热块3与热管4预先集成为一体，在将转轴 1贯穿转轴通孔29以与转子铁芯2固定连接之后，将热管4贯穿热管通孔210 设置，并使导热块3套设于转轴1上，从而将集成为一体的导热块3与热管4 固定于转子铁芯2和转轴1上。

这样，可以减小导热块与热管之间的热阻，并简化安装过程。

当然，还可以通过先将热管4安装于转子铁芯2中；然后，将转子铁芯2 安装于转轴1上；最后，将导热块3安装于转轴1上等方式装配所述电机转子组件，在此不作具体限定。

本实施方式中，导热块3呈环状，绕设于转轴1的外周。

这样，在转子铁芯内设置有多根热管的情况下，每一根热管的冷凝端均设置于呈环形的导热块内，从而避免了针对每一根热管分别设置一个导热块，进一步简化了导热块的结构。

另外，呈环状的导热块3，其内环面与转轴1的外周面紧密的贴合，例如：导热块3与转轴1之间过盈配合，可以增加导热块3与转轴1之间的接触面积，增加导热块3与转轴1之间进行热传导的效率，进一步提升电机转子组件100 的散热效率。

可选的，如图1所示，热管4贯穿于整个转子铁芯2。

这样，可以增加热管与转子铁芯的接触面积，使热管的蒸发端充分的吸收转子铁芯内的热量，进一步提升了电机转子组件的散热效率。

在具体实施中，还可以使热管4贯穿于整个转子铁芯2和整个导热块3。

这样，可以增加热管与转子铁芯和导热块的接触面积，使热管的蒸发端充分的吸收转子铁芯内的热量，并使热管的冷凝端在导热块内充分的散热，进一步提升了电机转子组件的散热效率。

优选的，导热块3的外周与转轴1之间的距离为L1，转子铁芯2的外周与转轴1之间的距离为L2，则L1是L2的1/3至2/3。

这样，可以避免导热块的半径过大，而增加热量从导热块传递至转轴内散热介质的传导距离，进一步增加了电机转子组件的散热效率。

当然，导热块3还可以覆盖转子铁芯2的整个端面，此时，导热块3仍然可以将热管4的冷凝端42释放的热量传导至转轴1。

在本实用新型实施例中，热管的蒸发端设置于转子铁芯内，用于吸收转子铁芯内的热量并快速的传递至热管的冷凝端，并通过包裹该冷凝端的导热块将热量传导至转轴，从而通过转轴将热量传递至外界或者电机的机壳上，这样，电机转子组件在旋转的过程中，热管和导热块跟随电机转子组件一同旋转，并不阻碍电机转子组件的正常工作，且可以不间断的将电机转子组件内的热量导出，达到提升电机转子组件的散热效果。

请参阅图4，是本实用新型实施例提供的一种电机的结构图，所述电机200 包括如图1至图2中任一项所述的电机转子组件100和间隔设置于电机转子组件100外的定子组件21。

其中，所述电机200可以是电动机，也可以是发动机，例如：电动汽车的驱动电机。

在具体应用过程中，电动汽车在行驶时，电机转子组件进行高速旋转以驱动车辆行驶，转子铁芯因做功等因素产生大量的热量，本实施方式中，通过在电机转子组件中设置热管和导热块、散热腔，便可以以将转子铁芯内的热量传导至外界，达到降低电机转子组件的温度的效果。

可选的，如图4所示，在转轴1的散热端内设置有散热腔11的情况下，电机200还包括：

邻近转轴1的散热端设置的端盖221和固定于端盖221的靠近转轴1一侧的密封环2211，端盖221上开设有散热介质入口111和散热介质出口112，密封环2211环绕于转轴1、散热介质入口111和散热介质出口112外，且与转轴 1之间密封且可活动连接，散热介质入口111通过延伸至散热腔11内的进液管道113与散热腔11连通，散热介质出口112通过转轴1、端盖221和密封环2211之间的间隙与散热腔11连通。

在具体实施中，可以在密封环2211与转轴1的间隙内设置有密封组件24，并在密封环2211与转轴1的间隙内设置滚动轴承23，以实现密封环2211与转轴1之间的密封且可活动连接，且该密封组件24设置于密封环2211与转轴 1的间隙的远离散热介质出口112的一端，以使散热介质出口112与散热腔11 连通。

本实施方式中，端盖221与密封环2211为一体结构，且端盖221、密封环2211以及转轴1之间未直接接触，从而避免端盖221、密封环2211阻碍转轴1的转动。且通过延伸至散热腔11内的进液管道113将从散热介质入口111 通入的散热介质导向散热腔11的底部，可以通过进液管道113为散热介质的流向提供导向，避免散热介质在直径较大的散热腔11内形成涡流，从而提升散热介质的热传导效率，进一步提升电机转子组件的散热效果。

另外，将散热介质入口111和散热介质出口112均设置于端盖221上，便于使散热介质入口和散热介质出口连接至电机外的冷却系统，该冷却系统用于提供冷却介质，以使该冷却介质从散热介质入口进入散热腔，在吸热后从散热介质出口返回至冷却系统进行冷却介质降温，并依此循环。

例如：在电机转子组件100应用于电动机的情况下，由于转轴的输出端用于带动带动其他设备选择，则散热介质入口111和散热介质出口112设置于转轴的非输出端(即散热端)。

本实施例中，将散热介质入口和散热介质出口设置于靠近转轴散热端的端盖上，可以避免散热介质入口和散热介质出口阻碍电机与其他设备的连接。

另外，转轴内的散热腔中通入的散热介质可以是水、冷却液等任意一种冷却介质，利用电动汽车上的水循环系统便可以满足驱动电机中转子组件100 的冷却需求。

当然，电机200还包括由所述端盖221和侧壁222共同组成的壳体22，所述壳体22围绕于所述定子组件10和电机转子组件100外。

另外，壳体22与转轴1之间设置有滚动轴承23，用于使转轴1与壳体22 之间转动连接。

而且，转轴1的相对两端分别设置有密封组件24，用于使电机200的内部空腔25与外界隔离，并避免散热介质进入内部空腔25。

这样，可以在电机的内部空腔内填充绝缘介质，例如绝缘油等，可以起到绝缘、润滑、防腐蚀的效果，同时，避免散热介质进入电机的内部空间，从而增加电机的可靠性。

在具体实施中，转子2可以包括上一实施例中如图5所示的转子冲片20，以减少磁铁27产生的漏磁对转子2扭矩的影响。

本实用新型实施方式中，由于电机转子组件具有良好的散热效果，可以提升电机整体的散热性能，避免电机转子组件内的高温损坏电机转子组件或者影响转子铁芯的工作性能，因此，本实施方式还可以提升电机的整体工作性能。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电机转子组件，其特征在于，包括：

转轴，所述转轴的一端形成为散热端；

与所述转轴固定连接的转子铁芯；

导热块，所述导热块和所述转子铁芯均套设于所述转轴且在所述转轴的轴向上依次分布，所述导热块邻近所述散热端设置；以及，

热管，所述热管的蒸发端插入所述转子铁芯内部，所述热管的冷凝端伸入所述导热块内。

2.根据权利要求1所述的电机转子组件，其特征在于，所述转子铁芯包括转子冲片、嵌设于所述转子冲片内且沿周向均匀分布的磁铁，所述磁铁邻近所述转子冲片的外侧壁设置，所述热管设置于所述磁铁内侧，且邻近所述磁铁设置。

3.根据权利要求2所述的电机转子组件，其特征在于，所述热管位于所述磁铁与所述转子冲片的内侧壁之间；和/或

所述热管位于沿周向分布的多个磁铁的相邻磁铁之间。

4.根据权利要求2所述的电机转子组件，其特征在于，所述转子冲片具有沿周向分布的多个减重孔，多个减重孔位于多个磁铁的内侧且与多个磁铁在周向上错开分布，所述热管位于相邻的减重孔之间且与所述磁铁在所述转子冲片的径向上一一对应。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的电机转子组件，其特征在于，所述转子冲片包括多个沿周向分布的磁组单元，每个所述磁组单元包括沿所述转子冲片的径向方向由内向外依次排布的第一槽组和第二槽组，多个所述磁铁对应安装于所述第一槽组和所述第二槽组内，每个所述槽组均包括对称分布并构成大体V形的第一磁铁安装槽和第二磁铁安装槽，所述V形的尖部朝向于所述转子冲片的轴心，所述第一槽组中靠近于所述V形尖部的第一磁铁安装槽和第二磁铁安装槽之间设有第一隔磁槽，所述第一隔磁槽与热管在所述转子冲片的径向上一一对应。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的电机转子组件，其特征在于，所述转轴的散热端设置有散热腔，所述散热腔与所述导热块在所述转轴的中心轴线上的投影至少部分重叠。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的电机转子组件，其特征在于，所述热管与所述导热块集成为一体。

8.根据权利要求7所述的电机转子组件，其特征在于，所述导热块与所述转子铁芯的靠近所述散热端的端面间隔设置。

9.一种电机，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的电机转子组件。

10.根据权利要求9所述的电机，其特征在于，在所述转轴的散热端内设置有散热腔的情况下，所述电机还包括：

邻近所述转轴的散热端设置的端盖和固定于所述端盖的靠近所述转轴一侧的密封环，其中：

所述端盖上开设有散热介质入口和散热介质出口，所述密封环环绕于所述转轴、所述散热介质入口和所述散热介质出口外，且与所述转轴之间密封且可活动连接，所述散热介质入口通过延伸至所述散热腔内的进液管道与所述散热腔连通，所述散热介质出口通过所述转轴、所述端盖和所述密封环之间的间隙与所述散热腔连通。