CN218678732U - 一种轴向磁场电机及其冷却组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轴向磁通电机及其冷却组件，包括：导热片，相邻的两个线圈绕组的间隙内设置有所述导热片；导热圈，所述导热圈位于多个所述线圈绕组环绕形成的内环腔内，且所述导热圈与所述导热片的根部以及所述线圈绕组的根部接触；中间水套，所述中间水套与所述导热圈的内腔配合，所述中间水套的端部与电机壳体连接，所述中间水套内嵌有水道。本实用新型利用相邻线圈绕组之间的缝隙、线圈绕组围成的内环腔的空间来设置导热片、导热圈以及中间水套，从而避免了增大轴向磁场电机的轴向尺寸和径向尺寸，缩小了轴向磁场电机的体积，利于轴向磁场电机的使用。

Description

一种轴向磁场电机及其冷却组件

技术领域

本实用新型涉及轴向磁场电机的冷却领域，更具体地说，涉及一种轴向磁场电机及其冷却组件。

背景技术

轴向磁场电机在作业的过程中，其内部的线圈绕组、铁芯、轴承等部件会发热，为了确保轴向磁场电机工作的稳定性，需要对轴向磁场电机进行冷却。在现有技术中通常是通过冷却水来对轴向磁场电机内部的部件进行降温。因此需要在轴向磁场电机内部设置与冷却水相关的冷却组件，比如水道。但是，冷却组件通常会增大轴向磁场电机的径向尺寸或者轴向尺寸，从而导致轴向磁场电机的体积增大，不利于轴向磁场电机的使用。

因此，如何避免冷却组件增大轴向磁场电机的轴向尺寸和径向尺寸，从而缩小轴向磁场电机的体积，利于轴向磁场电机的使用，是本领域技术人员亟待解决的关键性问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是避免冷却组件增大轴向磁场电机的轴向尺寸和径向尺寸，从而缩小轴向磁场电机的体积，利于轴向磁场电机的使用。为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种冷却组件，包括：

导热片，相邻的两个线圈绕组的间隙内设置有所述导热片；

导热圈，所述导热圈位于多个所述线圈绕组环绕形成的内环腔内，且所述导热圈与所述导热片的根部以及所述线圈绕组的根部接触；

中间水套，所述中间水套与所述导热圈的内腔配合，所述中间水套的端部与电机壳体连接，所述中间水套内嵌有水道。

优选地，所述中间水套包括内环套和外环套，所述水道位于所述内环套和所述外环套围成的夹腔中，所述内环套围成的中心环腔中设置有轴承，所述轴承用于安装转子。

优选地，所述中间水套的靠近所述电机壳的后端壳的端部形成有套头，所述套头的外径大于所述内环腔的内径，所述套头对所述线圈绕组形成轴向定位，所述套头上设置有进水口和出水口，所述进水口和所述出水口均与所述水道连通。

优选地，所述线圈绕组与对应的铁芯的间隙中填充有导热填充剂；所述导热片与所述线圈绕组的缝隙中填充有导热填充剂；所述导热圈与所述线圈绕组的根部的缝隙中填充有导热填充剂；所述导热圈与所述中间水套的缝隙中填充有导热填充剂。

优选地，所述导热片和所述导热圈的材质均为导热陶瓷片。

优选地，所述水道包括轴向水道和周向水道，所述轴向水道沿着所述中间水套的轴向延伸，所述周向水道沿着所述中间水套的周向延伸；

所述轴向水道为多个，多个所述轴向水道环绕所述中间水套的轴线间隔排布；相邻的两个所述轴向水道的端部之间通过一个所述周向水道连通，沿着所述中间水套的周向，多个所述周向水道依次交替分布在所述中间水套的两端。

优选地，所述轴向水道内设置有沿着所述中间水套的轴向延伸的散热筋，在所述中间水套的轴向上，所述散热筋的两端与对应的所述轴向水道的两端之间具有距离。

优选地，所述轴向水道内的所述散热筋为多个，多个所述散热筋沿着所述中间水套的周向间隔排布。

优选地，所述夹腔内设置有导流筋，所述导流筋沿着所述中间水套的轴向延伸，所述导流筋为多个，多个所述导流筋环绕所述中间水套的轴线间隔布置；

在多个所述导流筋中，一个所述导流筋的两端与所述夹腔的两端的端壁分别相接，其余的每个所述导流筋的一端与所述夹腔的一个端壁相接，每个所述导流筋的另一端的端壁与所述夹腔的另一个端壁之间形成所述周向水道。

本实用新型还提供了一种轴向磁通电机，包括冷却组件，该冷却组件为任意一项所述的冷却组件。

从上述技术方案可以看出：在本实用新型中，利用相邻两个线圈绕组之间的缝隙来设置导热片，以使导热片吸收线圈绕组侧部的热量；利用线圈绕组围成的内环腔的空间来设置导热圈，并且使线圈绕组的根部和导热片的根部均与导热圈贴合接触，从而使导热圈吸收线圈绕组根部以及导热片的热量。本实用新型利用导热圈的内腔空间来设置中间水套，从而使中间水套吸收导热圈的热量。

本实用新型利用相邻线圈绕组之间的缝隙、线圈绕组围成的内环腔的空间来设置导热片、导热圈以及中间水套，从而避免了增大轴向磁场电机的轴向尺寸和径向尺寸，缩小了轴向磁场电机的体积，利于轴向磁场电机的使用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的方案，下面将对实施例中描述所需要使用的附图作简单的介绍，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为本实用新型具体实施例提供的冷却组件的爆炸图；

图2为本实用新型具体实施例提供的冷却组件剖开后的结构示意图；

图3为本实用新型具体实施例提供的冷却组件的平面图；

图4为本实用新型具体实施例提供的冷却组件的剖视图；

图5为本实用新型具体实施例提供的中间水套的结构示意图；

图6为本实用新型具体实施例提供的中间水套剖开后的结构示意图；

图7为本实用新型具体实施例提供的中间水套剖开后的结构示意图；

图8为本实用新型具体实施例提供的水道的平面图；

图9为本实用新型具体实施例提供的水道展开后的示意图。

其中，1为导热片、2为导热圈、3为线圈绕组、4为中间水套、5为套头、6为轴承、7为散热筋、8为轴向水道、9为进水口、10为出水口、11为连接孔、12为过线孔、13为导流筋、14为周向水道、15为中心环腔、16为内环腔、17为外环套、18为内环套。

具体实施方式

本实用新型公开了一种冷却组件，能够避免冷却组件增大轴向磁场电机的轴向尺寸和径向尺寸，从而缩小轴向磁场电机的体积，利于轴向磁场电机的使用。本实用新型还公开了一种轴向磁场电机。

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

轴向磁场电机包括电机壳体以及设置在电机壳体内部的铁芯、线圈。线圈绕在铁芯上形成线圈绕组3，围绕轴向磁场电机的轴线设置有多个铁芯，那么沿着轴向磁场电机的轴线形成多个线圈绕组3。

请参考附图1-附图7，本实用新型公开了一种应用于轴向磁场电机的冷却组件，该冷却组件包括：导热片1、导热圈2以及中间水套4。相邻的两个线圈绕组3之间的间隙中设置有导热片1。围绕轴向磁场电机的轴线设置有多个线圈绕组3，如果每相邻的两个线圈绕组3之间设置有一个导热片1，那么围绕轴向磁场电机的轴线设置有多个导热片1。导热圈2位于多个线圈绕组3围成的内环腔16内，并且导热片1的根部与线圈绕组3的根部均与导热圈2贴合接触。进一步地，可以将导热片1的根部粘接在导热圈2上，以使导热片1和导热圈2形成整体的导热结构。

中间水套4与导热圈2的内腔配合，中间水套4与线圈绕组3共轴线。中间水套4的端部从内环腔16中伸出，与电机壳体的前端壳或者后端壳连接。中间水套4内嵌有水道，水道内用于流通冷却水。

在本实用新型中，利用相邻两个线圈绕组3之间的缝隙来设置导热片1，以使导热片1吸收线圈绕组3侧部的热量；利用线圈绕组3围成的内环腔16的空间来设置导热圈2，并且使线圈绕组3的根部和导热片1的根部均与导热圈2贴合接触，从而使导热圈2吸收线圈绕组3根部以及导热片1的热量。本实用新型利用导热圈2的内腔空间来设置中间水套4，从而使中间水套4吸收导热圈2的热量。

本实用新型利用相邻线圈绕组3之间的缝隙、线圈绕组3围成的内环腔16的空间来设置导热片1、导热圈2以及中间水套4，从而避免了增大轴向磁场电机的轴向尺寸和径向尺寸，缩小了轴向磁场电机的体积，利于轴向磁场电机的使用。

轴向磁场电机内部还设置有转子，转子装设在轴承6上，轴承6由电机壳体支撑。在本实用新型具体实施例中，中间水套4包括内环套18和外环套17，水道设置在内环套18和外环套17的夹腔中。内环套18围成的中心环腔15用于放置轴承6。如此水道内的冷却水直接冷却轴承6，从而使轴承6运行效果更佳。

在本实用新型具体实施例中，中间水套4的靠近电机壳的后端壳的端部伸出在线圈绕组3围成的内环腔16外，且在该端部形成套头5。套头5的外径大于内环腔16的内径，套头5对线圈绕组3形成轴向定位。套头5上设置有连接孔11、过线孔12以及进水口9和出水口10。连接孔11用于连接套头5和电机壳体。过线孔12用于穿设导线。进水口9用于连通外部进水管和水道，出水口10用于连通水道和外部出水管。

由上文描述可知线圈绕在铁芯上形成线圈绕组3，为了利于铁芯的热量传递至线圈绕组3，本实用新型具体实施例在线圈绕组3与对应的铁芯形成的间隙中填充了导热填充剂，以促使铁芯的热量传递至线圈绕组3。进一步地，在导热片1和线圈绕组3之间的缝隙中也填充了导热填充剂，以促使线圈绕组3的热量传递至导热片1；在导热圈2和线圈绕组3的根部的缝隙中也填充了导热填充剂，以促使线圈绕组3根部的热量传递至导热圈2；在导热圈2与中间水套4的缝隙中也填充了导热填充剂，以促使导热圈2中的热量传递至中间水套4。

本实用新型具体实施例将导热片1和导热圈2的材质优选为导热陶瓷片，导热陶瓷不仅具有良好的导热性，还具有良好的绝缘性，从而确保相邻的线圈绕组3之间良好绝缘，确保线圈绕组3和中间水套4之间良好绝缘。

请参考附图8-附图9，接下来介绍中间水套4内的水道结构：水道具体包括轴向水道8和周向水道14。轴向水道8沿着中间水套4的轴向延伸，周向水套沿着中间水套4的周向延伸。轴向水道8为多个，多个轴向水道8围绕中间水套4的轴线间隔布置。周向水道14也为多个，相邻的两个轴向水道8的对应端部之间通过一个周向水道14连通，并且沿着中间水套4的周向，多个周向水道14依次交替设置在中间水套4的两端。

本实施例中的水道为迂回结构，迂回结构的水道围绕中间水套4的周向延伸。冷却水在水道内先沿着轴向流动，之后沿着周向流动，再之后沿着反向的轴向流动，之后再沿着周向流动，再之后沿着正向的轴向流动，如此往复，布满中间水套4的整个周面。本实施例中迂回结构的水道能够确保冷却水冷却中间水套4的各个部位，从而提高了冷却效果。

为了确保进水口9和出水口10位于中间水套4的同一端，以利于简化与外部管路的连接结构，本实用新型具体实施例限定轴向水道8的个数为偶数个。

关于迂回结构的水道的成型，本实用新型具体实施例作出了如下设计方案：在中间水套4的内环套18和外环套17形成的夹腔中设置了导流筋13。导流筋13沿着中间水套4的轴向延伸。导流筋13为多个，多个导流筋13环绕中间水套4的轴线间隔布置。相邻的两个导流筋13之间形成一个轴向水道8。在多个导流筋13中，其中一个导流筋13的两端与夹腔的两端的端壁分别相接，请参考附图9中上下两端的半导流筋，上下两个半导流筋合成完整的导流筋后将夹腔阻隔为两部分。沿着中间水套4的周向，其余的导流筋13依次、交替与夹腔的两端的端壁形成周向水道14。比如对于其余的导流筋13，一个导流筋13的左端与夹腔的左端壁相接，导流筋13的右端端壁与夹腔的右端壁之间形成一个周向水道14。下一个导流筋13的右端与夹腔的右端壁相接，该导流筋13的左端的端壁与夹腔的左端壁之间形成一个周向水道14。

本实用新型具体实施例还在轴向水道8内设置了散热筋7，以加快冷却。散热筋7沿着中间水套4的轴向延伸。为了减小轴向水道8中散热筋7对冷却水的阻力，限定散热筋7的两端与所在的轴向水道8的两端之间具有一定的距离，以减轻轴向水道8的进水压力和出水压力。散热筋7位于轴向水道8的中部，恰好与导热圈2相对，如此能够确保散热筋7快速地吸收导热圈2的热量，从而提高冷却效率。

轴向水道8内的散热筋7可以为多个，多个散热筋7沿着中间水套4的周向间隔排布。

本实用新型还公开了一种轴向磁场电机，该轴向磁场电机包括冷却组件，该冷却组件为上述任意一种冷却组件。上述冷却组件具有上述效果，具有上述冷却组件的轴向磁场电机同样具有上述效果，故本文不再赘述。

最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种冷却组件，其特征在于，包括：

导热片(1)，相邻的两个线圈绕组(3)的间隙内设置有所述导热片(1)；

导热圈(2)，所述导热圈(2)位于多个所述线圈绕组(3)环绕形成的内环腔(16)内，且所述导热圈(2)与所述导热片(1)的根部以及所述线圈绕组(3)的根部接触；

中间水套(4)，所述中间水套(4)与所述导热圈(2)的内腔配合，所述中间水套(4)的端部与电机壳体连接，所述中间水套(4)内嵌有水道。

2.根据权利要求1所述的冷却组件，其特征在于，所述中间水套(4)包括内环套(18)和外环套(17)，所述水道位于所述内环套(18)和所述外环套(17)围成的夹腔中，所述内环套(18)围成的中心环腔(15)中设置有轴承(6)，所述轴承(6)用于安装转子。

3.根据权利要求1所述冷却组件，其特征在于，所述中间水套(4)的靠近所述电机壳的后端壳的端部形成有套头(5)，所述套头(5)的外径大于所述内环腔(16)的内径，所述套头(5)对所述线圈绕组(3)形成轴向定位，所述套头(5)上设置有进水口(9)和出水口(10)，所述进水口(9)和所述出水口(10)均与所述水道连通。

4.根据权利要求1所述冷却组件，其特征在于，所述线圈绕组(3)与对应的铁芯的间隙中填充有导热填充剂；所述导热片(1)与所述线圈绕组(3)的缝隙中填充有导热填充剂；所述导热圈(2)与所述线圈绕组(3)的根部的缝隙中填充有导热填充剂；所述导热圈(2)与所述中间水套(4)的缝隙中填充有导热填充剂。

5.根据权利要求1所述冷却组件，其特征在于，所述导热片(1)和所述导热圈(2)的材质均为导热陶瓷片。

6.根据权利要求2所述冷却组件，其特征在于，所述水道包括轴向水道(8)和周向水道(14)，所述轴向水道(8)沿着所述中间水套(4)的轴向延伸，所述周向水道(14)沿着所述中间水套(4)的周向延伸；

所述轴向水道(8)为多个，多个所述轴向水道(8)环绕所述中间水套(4)的轴线间隔排布；相邻的两个所述轴向水道(8)的端部之间通过一个所述周向水道(14)连通，沿着所述中间水套(4)的周向，多个所述周向水道(14)依次交替分布在所述中间水套(4)的两端。

7.根据权利要求6所述冷却组件，其特征在于，所述轴向水道(8)内设置有沿着所述中间水套(4)的轴向延伸的散热筋(7)，在所述中间水套(4)的轴向上，所述散热筋(7)的两端与对应的所述轴向水道(8)的两端之间具有距离。

8.根据权利要求7所述冷却组件，其特征在于，所述轴向水道(8)内的所述散热筋(7)为多个，多个所述散热筋(7)沿着所述中间水套(4)的周向间隔排布。

9.根据权利要求6所述冷却组件，其特征在于，所述夹腔内设置有导流筋(13)，所述导流筋(13)沿着所述中间水套(4)的轴向延伸，所述导流筋(13)为多个，多个所述导流筋(13)环绕所述中间水套(4)的轴线间隔布置；

在多个所述导流筋(13)中，一个所述导流筋(13)的两端与所述夹腔的两端的端壁分别相接，其余的每个所述导流筋(13)的一端与所述夹腔的一个端壁相接，每个所述导流筋(13)的另一端的端壁与所述夹腔的另一个端壁之间形成所述周向水道(14)。

10.一种轴向磁通电机，包括冷却组件，其特征在于，所述冷却组件为如权利要求1-9任意一项所述的冷却组件。

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