CN218301101U - 一种基于散热铜管技术的周向风冷永磁电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于散热铜管技术的周向风冷永磁电机，包括：机壳，机壳侧壁上设有风扇，机壳后端设有出风口；定子铁芯，定子铁芯位于机壳内，定子铁芯外侧壁上设有若干沿定子铁芯轴向排列的周向散热风道、用于连通周向散热风道与定子铁芯后端的第一散热风道，任一周向散热风道绕定子铁芯周向延伸；散热铜管组件，散热铜管组件包括铜管网、与铜管网连通的若干散热直管，散热直管插入定子铁芯轭部，铜管网位于定子铁芯后端。本方案采用周向散热风道使得气流对定子铁芯直接散热，增大了散热面积，提高换热效率；散热铜管组件采用双重散热结构进一步提高了散热效率；散热装置的结构紧凑简单，避免电机占用过多的使用空间。

Description

一种基于散热铜管技术的周向风冷永磁电机

技术领域

本实用新型涉及永磁电机散热技术领域，尤其是涉及一种基于散热铜管技术的周向风冷永磁电机。

背景技术

永磁同步电机在电动汽车、轨道交通、航空航天器、工业机器人等多种新型应用场合得到了广泛的应用。现有市场中，随着高功率密度永磁电机运行时绕组损耗过大，电机温升显著，对永磁电机的散热技术、结构设计的要求不断提升，现有的永磁电机面临散热效率无法提高、电机效率下降、寿命缩短、温升显著导致环氧膨胀开裂等严重影响电机使用性能的问题

例如，中国专利公开号CN112787465A，公开日2021年05月11日，名为“基于散热铜管技术的高功率密度外转子永磁电机散热装置”，包括永磁电机，还包括散热铜管，散热铜管的一端与太阳花散热器相连，散热铜管的另一端插入永磁电机的定子铁心轭部，散热铜管用于吸收定子绕组和定子铁心中产生的热量，太阳花散热器增大了散热面积。

现有专利存在的缺点是：现有的永磁电机中的散热结构体积太大、结构复杂，占用较多使用空间，使得电机使用场合受限；且散热结构的散热效率较低，电机温升显著时影响电机使用性能。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有永磁电机中的散热结构体积太大、结构复杂，使得电机使用场合受限；且散热结构的散热效率较低，电机温升显著时影响电机使用性能的问题，提供一种基于散热铜管技术的周向风冷永磁电机，实现高效率换热性能，且结构紧凑，避免电机占用过多的使用空间。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种基于散热铜管技术的周向风冷永磁电机，包括：

机壳，所述机壳侧壁上设有风扇，所述机壳后端设有出风口；

定子铁芯，所述定子铁芯位于所述机壳内，所述定子铁芯外侧壁上设有若干沿定子铁芯轴向排列的周向散热风道、用于连通周向散热风道与定子铁芯后端的第一散热风道，任一周向散热风道绕定子铁芯周向延伸；

散热铜管组件，所述散热铜管组件包括铜管网、与所述铜管网连通的若干散热直管，所述散热直管插入所述定子铁芯轭部，所述铜管网位于所述定子铁芯后端。本方案通过风扇吸入空气，气流沿周向散热风道对定子铁芯直接进行冷却，气流流经周向散热风道后通过第一散热风道从机壳后端的出风口排出。周向散热风道使得气流对定子铁芯直接散热，增大了散热面积，提高换热效率。本方案基于散热铜管技术，散热直管插入定子铁芯轭部，散热直管吸收定子铁芯和定子绕组产生的热量，提高换热效率。所述铜管网位于定子铁芯后端，且气流沿第一散热风道穿过铜管网向出风口排出，散热铜管组件在散热直管部分吸收大量热量后在铜管网部分进行风冷对流散热。因此，双重散热结构进一步提高了散热效率。

作为优选，所述定子铁芯前端和后端均采用环氧树脂灌封，位于定子铁芯后端的环氧树脂的外侧壁上设有若干轴向延伸的第二散热风道，一部分第二散热风道用于连通第一散热风道和位于定子铁芯后端的环氧树脂的后端，另一部分第二散热风道用于连通风扇和位于定子铁芯后端的环氧树脂的后端。定子铁芯前端和后端均采用环氧树脂灌封，将定子绕组两端和散热直管均灌封在环氧树脂内，隔绝空气，加强散热。

作为优选，所述定子铁芯由若干轴向叠压且外径不同的定子冲片组成，所述外径不同的定子冲片叠压形成周向延伸的周向散热风道。进一步提高了散热面积，使得散热更均匀，提高换热效率。

作为优选，所述机壳从前至后依次包括前端盖、壳体和后端盖，所述出风口位于所述后端盖上，所述铜管网通过锁紧扣固定在后端盖内侧。铜管网紧扣在后端盖内侧，对吸收大量热量后的铜管网进行强迫对流散热，气流再从出风口排出。

作为优选，所述散热直管根据定子铁芯的中心轴线呈圆周分布，所述散热直管依次插入位于定子铁芯后端的环氧树脂、定子铁芯轭部、位于定子铁芯前端的环氧树脂和前端盖内。更接近绕组热源并高效传递热量。

作为优选，所述风扇的个数为两个，所述风扇正对分布在机壳的侧壁上。

作为优选，所述第一散热风道的数量为多个，所述第一散热风道对称分布在定子铁芯的两侧，所述风扇位于呈对称分布的两个第一散热风道的垂直线段的中垂线上。

作为优选，所述散热直管上涂抹有高性能导热胶。

作为优选，所述定子铁芯轭部和前端盖上均设有与散热直管配合的散热管孔，所述散热管孔与所述散热直管过盈配合。

作为优选，所述定子铁芯的外侧壁与所述机壳的内侧壁紧配合，所述环氧树脂与所述机壳的内侧壁紧配合。

因此，本实用新型具有如下有益效果：（1）周向散热风道使得气流对定子铁芯直接散热，增大了散热面积，提高换热效率；（2）散热铜管组件在散热直管部分吸收大量热量后在铜管网部分进行风冷对流散热。采用双重散热结构进一步提高了散热效率；（3）散热装置的结构紧凑简单，避免电机占用过多的使用空间。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

图2是本实用新型去掉壳体和后端盖的一种结构示意图。

图3是本实用新型中后端盖和散热铜管组件的一种结构示意图。

图4是本实用新型的一种侧视图。

图5是图4中A-A处的一种剖视图。

图6是本实用新型中根据定子铁芯轴线方向的一种剖视图。

如图：

机壳1、前端盖1.1、壳体1.2、后端盖1.3、

风扇2、定子铁芯3、周向散热风道4、第一散热风道5、环氧树脂6、第二散热风道7、散热直管8、铜管网9。

具体实施方式

为使本实用新型技术方案实施例目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。

如图1至图6所示的实施例中，一种基于散热铜管技术的周向风冷永磁电机，包括：

机壳1，机壳1侧壁上设有风扇2，机壳1后端设有出风口；

定子铁芯3，定子铁芯3位于机壳1内，定子铁芯3外侧壁上设有若干沿定子铁芯3轴向排列的周向散热风道4、用于连通周向散热风道4与定子铁芯3后端的第一散热风道5，任一周向散热风道4绕定子铁芯3周向延伸；

散热铜管组件，散热铜管组件包括铜管网9、与铜管网9连通的若干散热直管8，散热直管8插入定子铁芯3轭部，铜管网9位于定子铁芯3后端。本方案通过风扇2吸入空气，气流沿周向散热风道4对定子铁芯3直接进行冷却，气流流经周向散热风道4后通过第一散热风道5从机壳1后端的出风口排出。周向散热风道4使得气流对定子铁芯3直接散热，增大了散热面积，提高换热效率。本方案基于散热铜管技术，散热直管8插入定子铁芯3轭部，散热直管8吸收定子铁芯3和定子绕组产生的热量，提高换热效率。铜管网9位于定子铁芯3后端，且气流沿第一散热风道5穿过铜管网9向出风口排出，散热铜管组件在散热直管8部分吸收大量热量后在铜管网9部分进行风冷对流散热。因此，双重散热结构进一步提高了散热效率。

上述实施例中的一种基于散热铜管技术的周向风冷永磁电机通过双重散热结构，极大的提高了永磁电机内的散热效率，避免了高功率密度永磁电机运行时绕组损耗过大、电机温升显著导致电机效率下降、寿命缩短等严重影响电机运行使用性能的问题。

进一步的，如图1、图2所示，定子铁芯3前端和后端均采用环氧树脂6灌封，位于定子铁芯3后端的环氧树脂6的外侧壁上设有若干轴向延伸的第二散热风道7，一部分第二散热风道7用于连通第一散热风道5和位于定子铁芯3后端的环氧树脂6的后端，另一部分第二散热风道7用于连通风扇2和位于定子铁芯3后端的环氧树脂6的后端。定子铁芯3前端和后端均采用环氧树脂6灌封，将定子绕组两端和散热直管8均灌封在环氧树脂6内，隔绝空气，加强散热。避免了环氧受热膨胀开裂，提高使用寿命。

进一步的，如图2所示，定子铁芯3由若干轴向叠压且外径不同的定子冲片组成，外径不同的定子冲片叠压形成周向延伸的周向散热风道4。进一步提高了散热面积，使得散热更均匀，提高换热效率。

进一步的，如图1、图2、图4所示，机壳1从前至后依次包括前端盖1.1、壳体1.2和后端盖1.3，出风口位于后端盖1.3上，铜管网9通过锁紧扣固定在后端盖1.3内侧。铜管网9紧扣在后端盖1.3内侧，对吸收大量热量后的铜管网9进行强迫对流散热，气流再从出风口排出。

进一步的，如图3所示，散热直管8根据定子铁芯3的中心轴线呈圆周分布，散热直管8依次插入位于定子铁芯3后端的环氧树脂6、定子铁芯3轭部、位于定子铁芯3前端的环氧树脂6和前端盖1.1内。更接近绕组热源并高效传递热量。

进一步的，如图1、图5、图6所示，风扇2的个数为两个，风扇2正对分布在机壳1的侧壁上。提高气流冷却力度，增加散热效率。定子铁芯3上与风扇2对应的一侧壁呈平面，方便风扇2吸入的气流导入周向散热风道4和第二散热风道7。

进一步的，如图5所示，第一散热风道5的数量为多个，第一散热风道5对称分布在定子铁芯3的两侧，风扇2位于呈对称分布的两个第一散热风道5的垂直线段的中垂线上。定子铁芯3位于两个电扇之间。周向散热风道4呈二分之一的圆弧，第一散热风道5连通沿轴向相邻的周向散热风道4的一端。如图所示，本技术方案中第一散热风道5的数量的最优解为四个，风扇2吸入空气后分别从相应的风扇2两侧进入周向散热风道4内对定子铁芯3之间冷却，流经周向散热风道4的气流从第一散热风道5和第二散热风道7排出对铜管网9进行强迫风冷，最后从出风口排出。

进一步的，散热直管8上涂抹有高性能导热胶。定子铁芯3轭部和前端盖1.1上均设有与散热直管8配合的散热管孔，散热管孔与散热直管8过盈配合。定子铁芯3的外侧壁与机壳1的内侧壁紧配合，环氧树脂6与机壳1的内侧壁紧配合。

以上所述之具体实施例仅为本实用新型较佳的实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围。凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化理应均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于散热铜管技术的周向风冷永磁电机，其特征在于，包括：

机壳，所述机壳侧壁上设有风扇，所述机壳后端设有出风口；

定子铁芯，所述定子铁芯位于所述机壳内，所述定子铁芯外侧壁上设有若干沿定子铁芯轴向排列的周向散热风道、用于连通周向散热风道与定子铁芯后端的第一散热风道，任一周向散热风道绕定子铁芯周向延伸；

散热铜管组件，所述散热铜管组件包括铜管网、与所述铜管网连通的若干散热直管，所述散热直管插入所述定子铁芯轭部，所述铜管网位于所述定子铁芯后端。

2.根据权利要求1所述的一种基于散热铜管技术的周向风冷永磁电机，其特征是，所述定子铁芯前端和后端均采用环氧树脂灌封，位于定子铁芯后端的环氧树脂的外侧壁上设有若干轴向延伸的第二散热风道，一部分第二散热风道用于连通第一散热风道和位于定子铁芯后端的环氧树脂的后端，另一部分第二散热风道用于连通风扇和位于定子铁芯后端的环氧树脂的后端。

3.根据权利要求2所述的一种基于散热铜管技术的周向风冷永磁电机，其特征是，所述定子铁芯由若干轴向叠压且外径不同的定子冲片组成，所述外径不同的定子冲片叠压形成周向延伸的周向散热风道。

4.根据权利要求2或3所述的一种基于散热铜管技术的周向风冷永磁电机，其特征是，所述机壳从前至后依次包括前端盖、壳体和后端盖，所述出风口位于所述后端盖上，所述铜管网通过锁紧扣固定在后端盖内侧。

5.根据权利要求4所述的一种基于散热铜管技术的周向风冷永磁电机，其特征是，所述散热直管根据定子铁芯的中心轴线呈圆周分布，所述散热直管依次插入位于定子铁芯后端的环氧树脂、定子铁芯轭部、位于定子铁芯前端的环氧树脂和前端盖内。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种基于散热铜管技术的周向风冷永磁电机，其特征是，所述风扇的个数为两个，所述风扇正对分布在机壳的侧壁上。

7.根据权利要求6所述的一种基于散热铜管技术的周向风冷永磁电机，其特征是，所述第一散热风道的数量为多个，所述第一散热风道对称分布在定子铁芯的两侧，所述风扇位于呈对称分布的两个第一散热风道的垂直线段的中垂线上。

8.根据权利要求1或2或3所述的一种基于散热铜管技术的周向风冷永磁电机，其特征是，所述散热直管上涂抹有高性能导热胶。

9.根据权利要求5所述的一种基于散热铜管技术的周向风冷永磁电机，其特征是，所述定子铁芯轭部和前端盖上均设有与散热直管配合的散热管孔，所述散热管孔与所述散热直管过盈配合。

10.根据权利要求2或3所述的一种基于散热铜管技术的周向风冷永磁电机，其特征是，所述定子铁芯的外侧壁与所述机壳的内侧壁紧配合，所述环氧树脂与所述机壳的内侧壁紧配合。

Images