CN216599244U - 一种定子的对称式冷却结构及轴向磁场电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种定子的对称式冷却结构及轴向磁场电机，其中对称式冷却结构包括一壳体，所述壳体包括一底板，以及一延伸连接于所述底板外周缘的外侧板；一左侧冷却通道，所述左侧冷却通道包括相连通的一左端面流道和一左圆周流道；一右侧冷却通道，所述右侧冷却通道包括相连通的一右端面流道和一右圆周流道；所述左端面流道和所述右端面流道未连通地对称布置于所述底板的左右两侧，所述左圆周流道和所述右圆周流道未连通地对称布置于所述外侧板的左右两侧，不仅提升冷却效果，还保证了温控的一致性，以及成型工艺简单，成本品率高，还有效降低批量生产成本。

Description

一种定子的对称式冷却结构及轴向磁场电机

技术领域

本实用新型涉及轴向磁场电机领域，尤其涉及一种定子的对称式冷却结构及轴向磁场电机。

背景技术

电机是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置，它的主要作用是产生驱动转矩，作为电器或各种机械的动力源。其中电机可分为径向磁场电机和轴向磁场电机，轴向磁场电机也称为盘式电机，其具有体积小、重量轻、轴向尺寸短和功率密度高等特点，可在多数薄型安装场合使用，因此被广泛使用。

电机包括定子和转子，以及容纳定子和转子的壳体，定子是电动静止不动的部分，主要由定子铁芯、定子绕组组成，定子的作用是产生旋转磁场，以使转子在磁场中被磁力线切割而产生电流。根据定子和转子数量的不同，电机还可分为单定子单转子电机、双定子单转子电机、单定子双转子电机等。

但无论哪种电机，电机在运行过程中都会产生各种各样的耗损，进而引起电机发热。为了提高电机的工作效率，因此需要给电机设计冷却结构，目前冷却结构是在壳体内部开设通道，通道沿着壳体周向排列，以使连通通道的进口和出口相邻设置，此时将冷却介质引入通道，来与发热元件直接或间接接触，该发热元件通常为定子铁芯，从而实现冷却降温的效果。但是随着冷却介质在通道内流动，冷却介质的温度会越来越高，其换热效率也会越来越差，尤其是靠近出口位置，使得温控一致性无法得到保证，从而影响整体的冷却效果。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种提高冷却效果的同时，保证温控一致性的定子的对称式冷却结构及轴向磁场电机。

根据本实用新型的一个目的，本实用新型提供一种对称式冷却结构，包括：

一壳体，所述壳体包括一底板，以及一延伸连接于所述底板外周缘的外侧板；

一左侧冷却通道，所述左侧冷却通道包括相连通的一左端面流道和一左圆周流道；

一右侧冷却通道，所述右侧冷却通道包括相连通的一右端面流道和一右圆周流道；

所述左端面流道和所述右端面流道未连通地对称布置于所述底板的左右两侧，所述左圆周流道和所述右圆周流道未连通地对称布置于所述外侧板的左右两侧。

作为优选的技术方案，所述底板呈环形，所述底板内周缘延伸形成与所述外侧板相向的内侧板，所述外侧板和所述内侧板之间连接有上挡流台和下挡流台，所述上挡流台和所述下挡流台位于同一直线上，以将所述底板的左右两侧分割为未连通的所述左端面流道和所述右端面流道。

作为优选的技术方案，所述左端面流道和所述右端面流道布置于所述底板背离所述外侧板的端面。

作为优选的技术方案，所述左圆周流道包括多个连通的左流道槽，多个所述左流道槽被间隔布置于所述外侧板的左侧，所述右圆周流道包括多个连通的右流道槽，多个右流道槽被间隔布置于所述外侧板的右侧。

作为优选的技术方案，所述左流道槽和所述右流道槽被暴露于所述外侧板背离所述底板的端面上。

作为优选的技术方案，所述左侧冷却通道还包括布置于所述外侧板外壁，并逆时针排列的一左进口和一左出口，所述左进口和所述左出口分别连通相邻的两所述左流道槽，并且分别连通所述左进口和所述左出口的两左流道槽被阻隔；

所述右侧冷却通道还包括布置于所述外侧板外壁，并顺时针排列的一右进口和一右出口，所述右进口和所述右出口分别连通相邻的两所述右流道槽，并且分别连通所述右进口和所述右出口的两右流道槽被阻隔。

作为优选的技术方案，所述左端面流道和所述右端面流道内分别设置有多个定子固定台和多组扰流组件。

作为优选的技术方案，多个所述定子固定台一体连接于所述外侧板的内壁上，并且多个所述定子固定台等距间隔排列，相邻的两所述定子固定台之间设置有一组扰流组件。

作为优选的技术方案，每组所述扰流组件包括至少一内扰流台、至少一中扰流台和至少一外扰流台，所述内扰流台和所述外扰流台依次错开分别连接所述内侧板和所述外侧板，所述内扰流台和所述外扰流台之间设置一中扰流台，所述中扰流台分别至所述内侧板和所述外侧板之间均存在间隙。

根据本实用新型的另一目的，本实用新型还提供了一种轴向磁场电机，包括两个上述实施例的对称式冷却结构；

所述轴向磁场电机还包括两定子和一转子，两所述对称式冷却结构以所述外侧板相对的方式抵接，以使两所述定子和所述转子位于两所述对称式冷却结构之间，并且每一所述称式冷却结构内布置一所述定子，所述定子位于所述外侧板围成的区域内，且抵接于所述底板上，以使所述转子气隙地保持在两个所述定子之间。

与现有技术相比，本技术方案具有以下优点：

所述左端面流道和所述右端面流道左右对称布置于所述底板的左右两侧，以及所述左圆周流道和所述右圆周流道均左右对称布置于所述外侧板的左右两侧，以使所述左侧冷却通道和所述右侧冷却通道在所述壳体左右对称布置，并且所述左侧冷却通道和所述右侧冷却通道均未连通，以使所述壳体左右两侧的冷却均独立进行，相对现有技术整体冷却通道来说，相应缩短了端面流道的有效长度，不仅提升冷却效果，还保证了温控的一致性。另外所述壳体的底板和所述外侧板上均有相应的流道，进一步提升冷却性能。再者通过在所述左端面流道和所述右端面流道内分别设置所述定子固定台和所述扰流组件，以对定子间接或直接接触的冷却介质进行紊流，来提升冷却性能，同时提升固定效果。成型工艺简单，成本品率高，还有效降低批量生产成本。

以下结合附图及实施例进一步说明本实用新型。

附图说明

图1为本实用新型所述对称式冷却结构的立体图；

图2为本实用新型所述对称式冷却结构的主视图；

图3为本实用新型所述对称式冷却结构的冷却介质流动的示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。

如图1至图2所示，所述对称式冷却结构100，包括：

一壳体110，所述壳体包括一底板111，以及一延伸连接于所述底板111外周缘的外侧板112；

一左侧冷却通道120，所述左侧冷却通道120包括相连通的一左端面流道121和一左圆周流道122；

一右侧冷却通道130，所述右侧冷却通道130包括相连通的一右端面流道131和一右圆周流道132；

所述左端面流道121和所述右端面流道131未连通地对称布置于所述底板111的左右两侧，所述左圆周流道122和所述右圆周流道132未连通地对称布置于所述外侧板112的左右两侧。

所述左端面流道121和所述右端面流道131左右对称布置于所述底板111的左右两侧，以及所述左圆周流道122和所述右圆周流道132均左右对称布置于所述外侧板112的左右两侧，以使所述左侧冷却通道120和所述右侧冷却通道130在所述壳体110左右对称布置，并且所述左侧冷却通道120和所述右侧冷却通道130均未连通，以使所述壳体110左右两侧的冷却均独立进行，相对现有技术整体冷却通道来说，相应缩短了端面流道的有效长度，不仅提升冷却效果，还保证了温控的一致性。另外所述壳体110的底板111和所述外侧板112上均有相应的流道，进一步提升冷却性能。

如图1和图2所示，所述底板111呈环形，所述底板111内周缘延伸形成与所述外侧板112相向的内侧板113。其中所述外侧板112和所述内侧板113同侧连接于所述底板111上，以使环形的定子容置于所述外侧板112和所述内侧板113之间，并抵接固定于所述底板111上，所述定子直接或间接地于所述底板111上的所述左端面流道121和所述右端面流道131接触，同时所述定子间接与所述外侧板112上的所述左圆周流道122和所述右圆周流道132接触，以进行换热，进而提升冷却性能。

继续参考图2，所述外侧板112和所述内侧板113之间连接有上挡流台114和下挡流台115，所述上挡流台114和所述下挡流台115位于同一直线上，以将所述底板111的左右两侧分割为未连通的所述左端面流道121和所述右端面流道131。

具体地，所述外侧板112和所述内侧板113之间形成的区域呈一环形，通过位于同一直线的所述上挡流台114和所述下挡流台115进行分隔，以形成均呈弧形的所述左端面流道121和所述右端面流道131，并且所述左端面流道121和所述右端面流道131沿着所述上挡流台114对称布置。

更具体地，所述上挡流台114和下挡流台115的宽度尽可能小，以增加所述左端面流道121和所述右端面流道131在所述底板111上成型的面积，进而提升冷却效果。在一个实施例中，所述左端面流道121和所述右端面流道131的弧形弧度均为180°。

值得一提的是，所述左端面流道121和所述右端面流道131除了布置在所述底板111与所述外侧板112同侧的端面上外，所述左端面流道121和所述右端面流道131还能布置于所述底板111背离所述外侧板112的端面，此时所述左端面流道121和所述右端面流道131相对所述定子背离布置于所述外侧板112的外侧，以使所述左端面流道121和所述右端面流道131与所述定子间接接触。

如图1和图2所示，所述左圆周流道122包括多个连通的左流道槽1221，多个所述左流道槽1221被间隔布置于所述外侧板112的左侧，所述右圆周流道132包括多个连通的右流道槽1321，多个右流道槽1321被间隔布置于所述外侧板112的右侧。

具体地，所述左流道槽1221和所述右流道槽1321被暴露于所述外侧板112背离所述底板111的端面上。以当两个所述壳体110以外侧板112相对的方式抵接时，两者上的所述左流道槽1221能够一一对应，并连通，以使冷却介质能够同时通过两所述壳体110上的左圆周流道122。同理两所述壳体110上的右流道槽1321一一对应，并连通。当然两所述壳体110上的所述左流道槽1221不连通，以及两所述壳体110上的所述右流道槽1321不连通。

更具体地，多个所述左流道槽1221连通的位置位于所述外侧板112靠近所述底板111的位置，这样所述左端面流道121内冷却介质水平进入所述左圆周流道122内，然后依次顺着各个所述左流道槽1221沿所述外侧板112轴向方向流动，以对所述外侧板112轴向方向进行冷却。所述右流道槽1321同上。

如图1和图2所示，所述外侧板112内壁上开设有连通所述左端面流道121和所述左圆周流道122的左上贯通口1121和左下贯通口1122。所述外侧板112内壁上开设有连通所述右端面流道131和所述右圆周流道132的右上贯通口1123和右下贯通口1124。

具体地，所述左上贯通口1121和所述右上贯通口1123布置于所述上挡流台114的左右两侧，且邻近设置。所述左下贯通口1122和所述右下贯通口1124布置于所述下挡流台115的左右两侧，且领近设置。

如图2所示，所述左侧冷却通道120还包括布置于所述外侧板112外壁，并逆时针排列的一左进口124和一左出口123，所述左进口124和所述左出口123分别连通相邻的两所述左流道槽1221，并且分别连通所述左进口124和所述左出口123的两左流道槽1221被阻隔；

所述右侧冷却通道130还包括布置于所述外侧板112外壁，并顺时针排列的一右进口134和一右出口133，所述右进口134和所述右出口133分别连通相邻的两所述右流道槽1321，并且分别连通所述右进口134和所述右出口133的两右流道槽1321被阻隔。

参考图3，冷却介质在所述右侧冷却通道130流动时，所述冷却介质从所述右进口134进入所述右圆周流道132内，由于所述右进口134和所述右出口133被阻隔，因此所述冷却介质逆时针从所述右上贯通口1123通过，并流动至所述右端面流道131内，直至从所述右下贯通口1124通过，并流回至所述右圆周流道132内，最后从所述右出口133排出。以使冷却介质不可逆地通过所述右端面流道131和所述右圆周流道132，以对所述壳体110的右侧进行冷却。当然所述右进口134和所述右出口133的位置可互换，以使所述冷却介质直接顺时针通过所述右圆周流道132和所述右端面流道131，以进行冷却。其中所述冷却介质包括水或油等液体。

冷却介质在所述左侧冷却通道120流动时，所述冷却介质从所述左进口124进入所述左圆周流道122内，由于所述左进口124和所述左出口123被阻隔，因此所述冷却介质顺时针从所述左上贯通口1121通过，并流动至所述左端面流道121内，直至从所述左下贯通口1122流回至所述左圆周流道122内，最后从所述左出口123排出。以使冷却介质不可逆地通过所述左端面流道121和所述左圆周流道122，以对所述壳体110的左侧进行冷却。当然所述左进口124和所述左出口123的位置可互换，以使所述冷却介质逆时针通过所述左端面流道121和所述左圆周流道122，以进行冷却。

如图2所示，所述左进口124、所述左出口123、所述右进口134和所述右出口133的位置靠近所述上挡流台114设置。具体地，所述左流道槽1221和所述右流道槽1321的数量均为六个，其中所述左流道槽1221a～f逆时针间隔排列于所述外侧板112的左侧，所述右流道槽1321a～f逆时针间隔排列于所述外侧板112的右侧，其中所述左进口124对应连通所述左流道槽1221a，所述左出口123对应连通所述左流道槽1221b，所述右进口134对应连通所述右流道槽1321a，所述右出口133对应连通所述右流道槽1321b。

如图2所示，所述左端面流道121和所述右端面流道131内分别设置有多个定子固定台116和多组扰流组件117。所述定子抵接于所述定子固定台116和所述扰流组件117上，以对定子间接或直接接触的冷却介质进行紊流，来提升冷却性能，同时提升固定效果。

具体地，多个所述定子固定台116一体连接于所述外侧板112的内壁上，并且多个所述定子固定台116等距间隔排列，相邻的两所述定子固定台116之间设置有一组扰流组件117。

所述定子固定台116用于固定定子，具体地，所述定子固定台116包括一固定圆柱部和一固定连接部，所述固定连接部一体连接于所述固定圆柱部和所述外侧板112，并且所述固定圆柱部和所述内侧板113之间存在间隙，其中所述固定圆柱部的中心开设有通孔，当所述定子抵接于所述定子固定台116上后，螺栓穿过通孔并螺接所述定子，以使所述定子固定于所述底板111上。

所述扰流组件117用于实现紊流，以提升冷却介质的流速，增加冷却介质与定子的接触面积，提升热传度效果。

具体地，每组所述扰流组件117包括至少一内扰流台1173、至少一中扰流台1172和至少一外扰流台1171，所述内扰流台1173和所述外扰流台1171依次错开分别连接所述内侧板113和所述外侧板112，所述内扰流台1173和所述外扰流台1171之间设置一中扰流台1172，所述中扰流台1172分别至所述内侧板113和所述外侧板112之间均存在间隙。冷却介质呈S形通过所述扰流组件117进行分流，不仅增加冷却介质与定子的接触面积，还有效提升冷却性能。

更具体地，参考图2，所述内扰流台1173的数量为两个，所述中扰流台1172的数量为两个，所述外扰流台1171的数量为一个，其中所述外扰流台1171位于相邻两所述定子固定台116的中间位置，并且所述外扰流台1171和所述定子固定台116均一体连接于所述外侧板112上，所述外扰流台1171和每一所述定子固定台116之间均有一所述内扰流台1173和一所述中扰流台1172，其中所述内扰流台1173靠近所述定子固定台116设置，以使所述中扰流台1172位于所述内扰流台1173和所述外扰流台1171之间。

继续参考图2，所述壳体110上部的相邻两所述定子固定台116之间，所述定子固定台116与所述上挡流台114之间具有一中扰流台1172，并且左侧的所述中扰流台1172与所述左上贯通口1121相对，右侧的所述中扰流台1172与所述右上贯通口1123相对。

所述壳体110下部的相邻两所述定子固定台116之间，所述扰流组件117的外扰流台1171与所述下挡流台115一体连接，并且左侧的中扰流台1172与所述左下贯通口1122相对，所右侧的所述中扰流台1172与右下贯通口1124相对。

所述壳体110，及布置于所述壳体110上的所述左侧冷却通道120和所述右侧冷却通道130，可一体铸造成型，不仅使得成型工艺简单，成本品率高，还有效降低批量生产成本。

综上所述，所述左端面流道121和所述右端面流道131左右对称布置于所述底板111的左右两侧，以及所述左圆周流道122和所述右圆周流道132均左右对称布置于所述外侧板112的左右两侧，以使所述左侧冷却通道120和所述右侧冷却通道130在所述壳体110左右对称布置，并且所述左侧冷却通道120和所述右侧冷却通道130均未连通，以使所述壳体110左右两侧的冷却均独立进行，相对现有技术整体冷却通道来说，相应缩短了端面流道的有效长度，不仅提升冷却效果，还保证了温控的一致性。另外所述壳体110的底板111和所述外侧板112上均有相应的流道，进一步提升冷却性能。再者通过在所述左端面流道121和所述右端面流道131内分别设置所述定子固定台116和所述扰流组件117，以对定子间接或直接接触的冷却介质进行紊流，来提升冷却性能，同时提升固定效果。成型工艺简单，成本品率高，还有效降低批量生产成本。

本实用新型还提供了一种轴向磁场电机，包括两个上述实施例的对称式冷却结构100；

所述轴向磁场电机还包括两定子和一转子，两所述对称式冷却结构以所述外侧板112相对的方式抵接，以使两所述定子和所述转子位于两所述对称式冷却结构之间，并且每一所述称式冷却结构100内布置一所述定子，所述定子位于所述外侧板112围成的区域内，且抵接于所述底板111上，以使所述转子气隙地保持在两个所述定子之间。

由于所述轴向磁场电机采用了上述实施例的对称式冷却结构100，所述轴向磁场电机由所述对称式冷却结构100带来的有益效果参考上述实施例。

以上所述的实施例仅用于说明本实用新型的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本实用新型的专利采用范围，即凡依本实用新型所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本实用新型的专利范围内。

Claims (10)

1.一种对称式冷却结构(100)，其特征在于，包括：

一壳体(110)，所述壳体包括一底板(111)，以及一延伸连接于所述底板(111)外周缘的外侧板(112)；

一左侧冷却通道(120)，所述左侧冷却通道(120)包括相连通的一左端面流道(121)和一左圆周流道(122)；

一右侧冷却通道(130)，所述右侧冷却通道(130)包括相连通的一右端面流道(131)和一右圆周流道(132)；

所述左端面流道(121)和所述右端面流道(131)未连通地对称布置于所述底板(111)的左右两侧，所述左圆周流道(122)和所述右圆周流道(132)未连通地对称布置于所述外侧板(112)的左右两侧。

2.如权利要求1所述的对称式冷却结构(100)，其特征在于，所述底板(111)呈环形，所述底板(111)内周缘延伸形成与所述外侧板(112)相向的内侧板(113)，所述外侧板(112)和所述内侧板(113)之间连接有上挡流台(114)和下挡流台(115)，所述上挡流台(114)和所述下挡流台(115)位于同一直线上，以将所述底板(111)的左右两侧分割为未连通的所述左端面流道(121)和所述右端面流道(131)。

3.如权利要求1所述的对称式冷却结构(100)，其特征在于，所述左端面流道(121)和所述右端面流道(131)布置于所述底板(111)背离所述外侧板(112)的端面。

4.如权利要求1所述的对称式冷却结构(100)，其特征在于，所述左圆周流道(122)包括多个连通的左流道槽(1221)，多个所述左流道槽(1221)被间隔布置于所述外侧板(112)的左侧，所述右圆周流道(132)包括多个连通的右流道槽(1321)，多个右流道槽(1321)被间隔布置于所述外侧板(112)的右侧。

5.如权利要求4所述的对称式冷却结构(100)，其特征在于，所述左流道槽(1221)和所述右流道槽(1321)被暴露于所述外侧板(112)背离所述底板(111)的端面上。

6.如权利要求4所述的对称式冷却结构(100)，其特征在于，所述左侧冷却通道(120)还包括布置于所述外侧板(112)外壁，并逆时针排列的一左进口(124)和一左出口(123)，所述左进口(124)和所述左出口(123)分别连通相邻的两所述左流道槽(1221)，并且分别连通所述左进口(124)和所述左出口(123)的两左流道槽(1221)被阻隔；

所述右侧冷却通道(130)还包括布置于所述外侧板(112)外壁，并顺时针排列的一右进口(134)和一右出口(133)，所述右进口(134)和所述右出口(133)分别连通相邻的两所述右流道槽(1321)，并且分别连通所述右进口(134)和所述右出口(133)的两右流道槽(1321)被阻隔。

7.如权利要求2所述的对称式冷却结构(100)，其特征在于，所述左端面流道(121)和所述右端面流道(131)内分别设置有多个定子固定台(116)和多组扰流组件(117)。

8.如权利要求7所述的对称式冷却结构(100)，其特征在于，多个所述定子固定台(116)一体连接于所述外侧板(112)的内壁上，并且多个所述定子固定台(116)等距间隔排列，相邻的两所述定子固定台(116)之间设置有一组扰流组件(117)。

9.如权利要求8所述的对称式冷却结构(100)，其特征在于，每组所述扰流组件(117)包括至少一内扰流台(1173)、至少一中扰流台(1172)和至少一外扰流台(1171)，所述内扰流台(1173)和所述外扰流台(1171)依次错开分别连接所述内侧板(113)和所述外侧板(112)，所述内扰流台(1173)和所述外扰流台(1171)之间设置一中扰流台(1172)，所述中扰流台(1172)分别至所述内侧板(113)和所述外侧板(112)之间均存在间隙。

10.一种轴向磁场电机，其特征在于，包括两如权利要求1至9任一项所述的对称式冷却结构(100)；

所述轴向磁场电机还包括两定子和一转子，两所述对称式冷却结构以所述外侧板(112)相对的方式抵接，以使两所述定子和所述转子位于两所述对称式冷却结构之间，并且每一所述对称式冷却结构(100)内布置一所述定子，所述定子位于所述外侧板(112)围成的区域内，且抵接于所述底板(111)上，以使所述转子气隙地保持在两个所述定子之间。

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