CN216851493U - 转子冷却结构和电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种转子冷却结构和电机，该转子冷却结构包括转轴、转子铁芯和挡板组件，转轴的一端设置有沿转轴的轴向延伸的油腔，转轴的侧壁设置有第一出油孔；转子铁芯套设于转轴外，转子铁芯的内壁对应第一出油孔设置有导油槽，导油槽通过第一出油孔与油腔连通，转子铁芯内开设有间隔设置的第一导油通道和第二导油通道；挡板组件包括两个挡板，两个挡板分别抵接在转子铁芯的两端，挡板开设有进油槽和出油口，其中一个挡板中，进油槽和第一导油通道连通，且出油口和第二导油通道连通；另一个挡板中，进油槽和第二导油通道连通，且出油口和第一导油通道连通。冷却液分别在第一导油通道和第二导油通道流动，从而有效降低转子的温度。

Description

转子冷却结构和电机

技术领域

本实用新型涉及电机的技术领域，尤其涉及一种转子冷却结构和电机。

背景技术

电机的转速高，扭矩密度大，转子发热量大，如果转子温度过高会使得电机寿命减少或者直接将电机烧毁，而目前市场上对转子进行降温主要是通过在转轴中通冷却油对转轴进行冷却，但是转子的高温区往往在转子铁芯部分，现有技术无法对该部分进行很好的冷却。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种转子冷却结构和电机，旨在解决现有技术无法对电机的转子进行有效冷却的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种转子冷却结构，所述转子冷却结构包括：

转轴，所述转轴的一端设置有沿所述转轴的轴向延伸的油腔，所述转轴的侧壁设置有第一出油孔；

转子铁芯，所述转子铁芯套设于所述转轴外，所述转子铁芯的内壁对应所述第一出油孔设置有导油槽，所述导油槽通过所述第一出油孔与所述油腔连通，所述转子铁芯内开设有间隔设置的第一导油通道和第二导油通道；

挡板组件，所述挡板组件包括两个挡板，两个所述挡板分别抵接在所述转子铁芯的两端，所述挡板开设有进油槽和出油口；

其中一个所述挡板中：所述进油槽和所述第一导油通道连通，且所述出油口和所述第二导油通道连通；

另一个所述挡板中：所述进油槽和所述第二导油通道连通，且所述出油口和所述第一导油通道连通。

优选地，所述第一导油通道和所述第二导油通道的数量均为多个，多个所述第一导油通道和多个所述第二导油通道均沿所述转子铁芯的周向间隔设置，且任意相邻的两个所述第一导油通道之间设置有所述第二导油通道；

各所述挡板中：所述进油槽和所述出油口的数量总和与所述第一导油通道和所述第二导油通道的数量总和一致。

优选地，所述导油槽的数量为多个，多个所述导油槽沿所述转子铁芯的内壁的周向间隔设置，所述第一出油孔的数量为多个，多个所述第一出油孔沿所述转轴的周向间隔设置，所述第一出油孔对应所述导油槽设置。

优选地，各所述第一出油孔均对应至少一个所述导油槽设置，所述导油槽沿所述转子铁芯的轴向延伸。

优选地，所述转子铁芯的内壁设置有环形导油槽，任意相邻的两个所述导油槽通过所述环形导油槽连通。

优选地，所述进油槽由环形槽和多个导向槽组成，多个所述导向槽沿所述环形槽的周向间隔分布并均与所述环形槽连通，所述环形槽与所述导油槽连通，所述导向槽与所述第一导油通道或所述第二导油通道连通，任意相邻的两个所述导向槽之间设置有所述出油口。

优选地，所述环形槽靠近所述挡板的内壁且与所述导向槽的一端连通，所述导向槽的另一端沿所述挡板的径向方向延伸，所述导向槽背离所述环形槽的一端靠近所述挡板的外壁设置。

优选地，所述转轴包括转轴本体和对称设置在所述转轴本体两端的延伸轴，所述延伸轴与所述转轴本体的连接处设置有环形凸缘，所述延伸轴设置有沿所述转轴的轴向延伸的油腔，所述转子铁芯套设于所述转轴本体外，所述转轴本体的侧壁设置有所述第一出油孔，所述环形凸缘的侧壁设置有与所述油腔连通的所述第二出油孔，所述转子冷却结构还包括轴承，所述轴承的端面与所述环形凸缘的端面抵接。

优选地，所述转子冷却结构还包括绕组，所述绕组套设于所述转子铁芯的外围。

此外，本实用新型还提供一种电机，所述电机包括上述的转子冷却结构。

本实用新型的上述技术方案中，冷却油进入油腔，随着转轴的转动，冷却油从第一出油孔被甩出至导油槽，冷却油沿着导油槽流动，其流动的路径有两条，一条路径为冷却油沿着导油槽流动至导油槽的一端，并流入位于该端的挡板的进油槽中，并从该进油槽流到与该进油槽连通的第一导油通道，冷却液沿着第一导油通道流动至转子铁芯的另一端，并从位于该端的挡板的出油口流出；而另一条路径为冷却液沿着与第一条路径相反的方向流至导油槽的另一端，并通过位于该端的挡板的进油槽流至第二导油通道内，并通过第二导油通道从转子铁芯的一端流至转子铁芯的另一端，并从位于转子铁芯另一端的挡板的出油口流出。冷却液在两条流通路径上交错流动，能够提高换热效率，有效降低转轴和转子铁芯的温度；在转子铁芯上开设第一导油通道和第二导油通道以及在挡板上开设进油槽的制造工艺简单，因此便于加工；并且本申请的转轴、转子铁芯和挡板相较于现有技术而言由于开设了槽或孔的缘故，因此节省了加工这些部件的用料成本；此外，由于冷却液在两条流通路径上交错流动，提高了转轴和转子铁芯的散热效率，从而避免了转轴或者转子铁芯因为温度过高而损坏的现象的发生，进而降低了后期的维护成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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方式，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，还能够以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例转子冷却结构的剖面示意图；

图2为本实用新型一实施例转子冷却结构的转子铁芯的结构示意图；

图3为本实用新型一实施例转子冷却结构的转轴的结构示意图；

图4为本实用新型一实施例转子冷却结构的挡板的结构示意图；

图5为本实用新型一实施例转子冷却结构的装配示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施方式，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施方式中所有方向性指示(诸如左、右……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图1所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征能够以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

并且，本实用新型各个实施方式之间的技术方案能够以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提供一种转子冷却结构10，如图1和图2所示，该转子冷却结构10包括转轴110、转子铁芯130和挡板组件140，转轴110的一端设置有沿转轴110的轴向延伸的油腔114，转轴110的侧壁设置有第一出油孔115；转子铁芯130套设于转轴110外，转子铁芯130的内壁对应第一出油孔115设置有导油槽131，导油槽131通过第一出油孔115与油腔114连通，转子铁芯130内开设有间隔设置的第一导油通道133和第二导油通道134；挡板组件140包括两个挡板141，两个挡板141分别抵接在转子铁芯130的两端，挡板141开设有进油槽142和出油口150，其中一个挡板141中，进油槽142和第一导油通道133连通，且出油口150和第二导油通道134连通；另一个挡板141中，进油槽142和第二导油通道134连通，且出油口150和第一导油通道133连通。

需要说明的是，该转子冷却结构10尤其适合作为用于异步电机的转子安装使用，但并不限于作为用于异步电机的转子安装使用，如果有其他电机的转子应用了本实用新型提供的该转子冷却结构10，也理应落入本实用新型的保护范围。

其中，第一导油通道133的一端与位于左侧的挡板141的进油槽142连通，第一导油通道133的另一端与位于右侧的挡板141的出油口150连通，第二导油通道134的一端与位于左侧的挡板141的出油口150连通，第二导油通道134的另一端与位于右侧的挡板141的进油槽142连通；需要说明的是，两个挡板141具体可以是转子两侧安装的动平衡板，本申请利用在动平衡板设计进油槽142和出油口150等结构，在既能够保证平衡转子的稳定性的基础上，又能够实现转子冷却，实现了节省电机的安装空间且节约成本的效果。冷却油进入油腔114，随着转轴110的转动，冷却油从第一出油孔115被甩出至导油槽131，冷却油沿着导油槽131流动，其流动的路径有两条，一条路径为冷却油沿着导油槽131流动至导油槽131的一端，并流入位于该端的挡板141的进油槽142中，并从该进油槽142流到与该进油槽142连通的第一导油通道133，冷却液沿着第一导油通道133流动至转子铁芯130的另一端，并从位于该端的挡板141的出油口150流出；而另一条路径为冷却液沿着与第一条路径相反的方向流至导油槽131的另一端，并通过位于该端的挡板141的进油槽142流至第二导油通道134内，并通过第二导油通道134从转子铁芯130的一端流至转子铁芯130的另一端，并从位于转子铁芯130另一端的挡板141的出油口150流出。冷却液在两条流通路径上交错流动，能够提高换热效率，有效降低转轴110和转子铁芯130的温度；在转子铁芯130上开设第一导油通道133和第二导油通道134以及在挡板141上开设进油槽142的制造工艺简单，因此便于加工；并且本申请的转轴110、转子铁芯130和挡板141相较于现有技术中的实心结构而言由于开设了槽或孔的缘故，因此节省了加工这些部件的用料成本；此外，由于冷却液在两条流通路径上交错流动，提高了转轴110和转子铁芯130的散热效率，从而避免了转轴110或者转子铁芯130因为温度过高而损坏的现象的发生，进而降低了后期的维护成本。

进一步地，第一导油通道133和第二导油通道134的数量均为多个，多个第一导油通道133和多个第二导油通道134均沿转子铁芯130的周向间隔设置，且任意相邻的两个第一导油通道133之间设置有第二导油通道134；各挡板141中：进油槽142和出油口150的数量总和与第一导油通道133和第二导油通道134的数量总和一致。第一导油通道133和第二导油通道134的数量为多个使得冷却油可以同时在多条第一导油通道133和第二导油通道134内流动，进而使得转子铁芯130的冷却效果得到进一步的提升；同时第一导油通道133和第二导油通道134均沿转子铁芯130的周向间隔设置，且任意相邻的两个第一导油通道133之间设置有一个第二导油通道134，通过这种第一导油通道133和第二导油通道134的交错设置和均匀排布使得冷却油在第一导油通道133和第二导油通道134流动时，对于转子铁芯130的降温作用更加均匀，从而避免转子铁芯130出现局部过热现象的发生。需要说明的是，第一导油通道133和第二导油通道134均是沿着转子铁芯130的周向均匀排布的，为了让转子铁芯130的冷却效果更加均匀，同时保证转子的动平衡需求。

如图2所示，导油槽131的数量为多个，多个导油槽131沿转子铁芯130的内壁的周向间隔设置，第一出油孔115的数量为多个，多个第一出油孔115沿转轴110的周向间隔设置，第一出油孔115对应导油槽131设置。通过设置个第一出油孔115，并且各出油孔与导油槽131相配合，从而使得自第一出油孔115出来的冷却油可以顺利进入到导油槽131中，从而增加了单位时间内从油腔114流向导油槽131的流量，使得冷却液能更快的进入到第一导油通道133和第二导油通道134中，进而提高对转子的冷却效果。根据本实用新型一实施例，第一出油孔115的数量为四个，四个第一出油孔115沿转轴110的周向均匀间隔设置。

其中，各第一出油孔115均对应至少一个导油槽131设置，导油槽131沿转子铁芯130的轴向延伸。第一出油孔115至少对应一个导油槽131设置，使得从油腔114流出的冷却油能快速经导油槽131的引导分别进入两条不同的冷却路径上对转子铁芯130进行冷却。根据本实用新型的一实施例，各第一出油孔115均对应一个导油槽131设置。

进一步地，转子铁芯130的内壁设置有环形导油槽132，任意相邻的两个导油槽131通过环形导油槽132连通。通过设置环形导油槽132并将各导油槽131连通，使得各导油槽131内的冷却油的分布量分布更加均匀，从而使得在第一导油通道133和第二导油通道134内所流动的冷却油的油量分布更加均匀，从而对转子铁芯130的降温效果更加均匀，进而改善转子的降温效果。

如图1和图4所示，进油槽142由环形槽143和多个导向槽144组成，多个导向槽144沿环形槽143的周向间隔分布并均与环形槽143连通，环形槽143与导油槽131连通，导向槽144与第一导油通道133或第二导油通道134连通，任意相邻的两个导向槽144之间设置有出油口150。冷却液从导油槽131流动至环形槽143内，并通过环形槽143流向各个导向槽144中，再通过导向槽144流动至第一导油通道133或第二导油通道134中，环形槽143的设置使得各导向槽144内的冷却油的量分布均匀，从而使得第一导油通道133和第二导油通道134内的冷却油的量分布更加均匀，从而使得转子铁芯130的降温效果均匀。

进一步地，环形槽143靠近挡板141的内壁且与导向槽144的一端连通，导向槽144的另一端沿挡板141的径向方向延伸，导向槽144背离环形槽143的一端靠近挡板141的外壁设置。通过将导向槽144向转子铁芯130的外壁方向延伸，使得冷却油沿着导向槽144流动的路径延长，从而使得同一时间有更多的冷却油在导向槽144内流动，可以更加有效的降低转子铁芯130的温度，提高转子铁芯130的降温效果。

根据本实用新型一实施例，各导油槽131均对应设置有一个第一导游通道或者一个第二导油通道134，其中，导油槽131的中心和第一导油通道133或者第二导油通道134的中心位于转子铁芯130的同一条径向延长线是，使得从导油槽131流出的冷却液能沿着径向延长线的方向直接流入到第一导油通道133或者第二导油通道134中，避免因为传输路线迂回而导致冷却液运输缓慢，对转子铁芯130降温效果不理想的现象的发生。

根据本实用新型的另一实施例，多个沿转子铁芯130周向间隔设置的第一导油通道133和第二导油通道134组成一个导油通道组，该导油通道组的数量为多个，多个导油通道组沿转子铁芯130的径向方向由转子铁芯130的内圈向转子铁芯130的外圈扩散，一个导油槽131沿转子铁芯130的半径的延长线上设置有位于不同导油管道组的第一导油通道133；或一个导油槽131沿转子铁芯130的半径的延长线上设置有位于不同导油管道组的第二导油通道134，同时出油口150也对应第一导油通道133或第二导油通道134进行设置，从而使得从导油槽131导出的油通过进油槽142可以同时进入多个沿转子铁芯130的径向延长线上分布的第一导油通道133中或者是经过进油槽142同时进入多个沿转子铁芯130的径向延长线上分布的第二导油通道134中，使得单位时间内在转子铁芯130内流动的冷却油的量得到提升，从而提高转子铁芯130的冷却效果，进而改善了转子的冷却效果。

如图1和图3所示，转轴110包括转轴本体111和对称设置在转轴本体111两端的延伸轴112，延伸轴112与转轴本体111的连接处设置有环形凸缘113，延伸轴112设置有沿转轴110的轴向延伸的油腔114，转子铁芯130套设于转轴本体111外，转轴本体111的侧壁设置有第一出油孔115，环形凸缘113的侧壁设置有与油腔114连通的第二出油孔116，转子冷却结构10还包括轴承120，轴承120的端面与环形凸缘113的端面抵接。通过在环形凸缘113的外壁设置有第二出油孔116，使得油腔114内的冷却油可以通过第二出油孔116排出油腔114内落在与环形凸缘113的端面抵接的轴承120上，一方面对轴承120起到了降温的作用，另一方面对轴承120起到了润滑的作用。需要说明的是，轴承120的数量为两个，两个轴承120对称设置在转轴本体111的左右两侧。

根据本实用新型的另一实施例，第二出油孔116的数量为多个，多个第二出油孔116沿环形凸缘113的周向均匀间隔设置，提高单位时间从第二出油孔116被甩出的冷却油的量，从而对轴承120进行冷却。需要说明的是，根据本实用新型的一优选实施例，第二出油孔116的数量为两个，两个第二出油孔116相对设置。

如图5所示，转子冷却结构10还包括绕组160，绕组160套设于转子铁芯130的外围。绕组160套设于转子铁芯130的外围使得从出油口150甩出的油会喷射到绕组160的边缘处，从而对绕组160也起到一定的降温效果，进而对转子进行有效的冷却。

根据本实用新型一实施例，出油口150的四个内壁中，其中两个内壁位于挡板141的径向延长线上，这两个内壁均设置有导向面151，使得冷却油在从出油口150被甩出时经过导向面151的引导将冷却油的甩出方向，使得从出油口150甩出的冷却油能顺利到达绕组160上，对绕组160进行降温，改善绕组160的冷却效果，同时提高了转子的冷却效果。

此外，本实用新型还提供一种电机，该电机包括上述的转子冷却结构10。由于该电机采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上仅为本实用新型的优选实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种转子冷却结构，其特征在于，包括：

转轴，所述转轴的一端设置有沿所述转轴的轴向延伸的油腔，所述转轴的侧壁设置有第一出油孔；

转子铁芯，所述转子铁芯套设于所述转轴外，所述转子铁芯的内壁对应所述第一出油孔设置有导油槽，所述导油槽通过所述第一出油孔与所述油腔连通，所述转子铁芯内开设有间隔设置的第一导油通道和第二导油通道；

挡板组件，所述挡板组件包括两个挡板，两个所述挡板分别抵接在所述转子铁芯的两端，所述挡板开设有进油槽和出油口；

其中一个所述挡板中：所述进油槽和所述第一导油通道连通，且所述出油口和所述第二导油通道连通；

另一个所述挡板中：所述进油槽和所述第二导油通道连通，且所述出油口和所述第一导油通道连通。

2.根据权利要求1所述的转子冷却结构，其特征在于，所述第一导油通道和所述第二导油通道的数量均为多个，多个所述第一导油通道和多个所述第二导油通道均沿所述转子铁芯的周向间隔设置，且任意相邻的两个所述第一导油通道之间设置有所述第二导油通道；

各所述挡板中：所述进油槽和所述出油口的数量总和与所述第一导油通道和所述第二导油通道的数量总和一致。

3.根据权利要求1所述的转子冷却结构，其特征在于，所述导油槽的数量为多个，多个所述导油槽沿所述转子铁芯的内壁的周向间隔设置，所述第一出油孔的数量为多个，多个所述第一出油孔沿所述转轴的周向间隔设置，所述第一出油孔对应所述导油槽设置。

4.根据权利要求3所述的转子冷却结构，其特征在于，各所述第一出油孔均对应至少一个所述导油槽设置，所述导油槽沿所述转子铁芯的轴向延伸。

5.根据权利要求3所述的转子冷却结构，其特征在于，所述转子铁芯的内壁设置有环形导油槽，任意相邻的两个所述导油槽通过所述环形导油槽连通。

6.根据权利要求1～5中任意一项所述的转子冷却结构，其特征在于，所述进油槽由环形槽和多个导向槽组成，多个所述导向槽沿所述环形槽的周向间隔分布并均与所述环形槽连通，所述环形槽与所述导油槽连通，所述导向槽与所述第一导油通道或所述第二导油通道连通，任意相邻的两个所述导向槽之间设置有所述出油口。

7.根据权利要求6所述的转子冷却结构，其特征在于，所述环形槽靠近所述挡板的内壁且与所述导向槽的一端连通，所述导向槽的另一端沿所述挡板的径向方向延伸，所述导向槽背离所述环形槽的一端靠近所述挡板的外壁设置。

8.根据权利要求1～5中任意一项所述的转子冷却结构，其特征在于，所述转轴包括转轴本体和对称设置在所述转轴本体两端的延伸轴，所述延伸轴与所述转轴本体的连接处设置有环形凸缘，所述延伸轴设置有沿所述转轴的轴向延伸的油腔，所述转子铁芯套设于所述转轴本体外，所述转轴本体的侧壁设置有所述第一出油孔，所述环形凸缘的侧壁设置有与所述油腔连通的第二出油孔，所述转子冷却结构还包括轴承，所述轴承的端面与所述环形凸缘的端面抵接。

9.根据权利要求1～5中任意一项所述的转子冷却结构，其特征在于，所述转子冷却结构还包括绕组，所述绕组套设于所述转子铁芯的外围。

10.一种电机，其特征在于，所述电机包括如权利要求1～9中任意一项所述的转子冷却结构。

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