CN2742659Y - 一种带双螺旋冷却油路的电机定子壳体 - Google Patents

一种带双螺旋冷却油路的电机定子壳体 Download PDF

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罗玲
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杨琰
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Abstract

本实用新型涉及一种带双螺旋冷却油路的电机定子壳体，主要用于螺旋桨驱动实验用高功率密度电机。技术特征在于：将外壳体套在内壳体上形成密封结构，内壳体设计为带双螺旋肋的双螺旋结构，并与后端盖连接；后端盖上设计有定子油路进口和定子油路出口，分别与两组螺旋槽连接，两组螺旋槽在内壳体的另一端相互连通形成循环油路。有益效果是，可以减小冷却介质与热源之间的温度梯度，克服冷却介质的气化问题，散热快，加快冷却速度，有利于提高电机的功率密度，提高电机运行的可靠性。

Description

一种带双螺旋冷却油路的电机定子壳体
技术领域
本实用新型涉及一种带双螺旋冷却油路的电机定子壳体，主要用于螺旋桨驱动实验用高功率密度电机。
背景技术：在螺旋桨驱动实验用高功率密度电机中发热问题和散热问题是一个难题，研究该电机的冷却结构，及时有效的带走电机的发热，对延长螺旋桨驱动实验时间，增大系统驱动功率，提高风洞实验装置的使用寿命和可靠性有重要意义。
在解决发热问题和散热问题上，一般采用的做法是对电机的定子进行冷却。如美国ABLE公司生产的ABLE系列超高功率密度电机有30多个规格，该系列电机的冷却系统全部采用外定子循环水冷结构。采用水作冷却介质，水的比热大，导热性好，使用方便，但水易结垢，易腐蚀壳体，容易堵塞水路，水气化后导热性不好，电机漏水后会引起绝缘层击穿，可靠性差；采用外定子冷却方式，冷却介质与热源之间存在温度梯度，此外这种冷却方式无法对转子进行冷却。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处，本实用新型提供了一种带双螺旋冷却油路的电机定子壳体，可以减小冷却介质与热源之间的温度梯度，克服冷却介质的气化问题，加快冷却速度，提高电机运行的可靠性。
技术方案
本实用新型的技术特征在于：将外壳体2套在内壳体1上形成密封结构，内壳体设计为带双螺旋肋3的双螺旋结构，并与后端盖5连接；后端盖5上设计有定子油路进口6和定子油路出口7，分别与两组螺旋槽4连接，两组螺旋槽4在内壳体的另一端相互连通形成循环油路。当进油时，从进油口每隔一个油槽进，然后再每隔一个油槽出，这样相邻两个油槽就形成一进一出，而且冷却介质最先进入的槽(冷却介质温度最低)和最后流出的槽(冷却介质温度最高)相邻，这样就改善了冷却介质与热源之间的温度梯度。此外，这种结构增大了冷却介质与热源之间的接触面积，也就是增大了散热面积，能更快的散热，冷却也就更加有效。另外双螺旋结构的油路是弯曲的，这样当冷却介质流过弯曲的油路时，拐弯处产生的离心力在管截面上会引起环流，这会增加冷却介质的流动，使换热增强。还有采用的双螺旋冷却结构上的肋片结构，可以增加散热面积。
内壳体1上的双螺旋肋3表面的粗糙度为 这样可以减小冷却介质油受到槽的摩擦阻力。
冷却介质采用耐高温油，可以采用十号红油。水的比热大，导热性好，流动性好，使用方便，但水易结垢，易腐蚀壳体，容易堵塞水路，水气化后导热性不好，电机漏水后会引起绝缘层击穿，长期运行后会在冷却槽内产生水垢，槽截面会逐渐变小，可靠性差。系统采用油做冷却介质，散热效果更好。因为油的颗粒大，易形成紊流；油在加热到一定温度后，流动性好；油对电机各部件没有腐蚀性，不导电，可实现定、转子的同时冷却方式。
有益效果
本实用新型的有益效果是，减小冷却介质与热源之间的温度梯度，散热快，冷却迅速，有利于提高电机的功率密度。
附图说明
图1：定子壳体结构图
1.内壳体    2.外壳体    3.双螺旋肋    4.两组螺旋槽    5.后端盖
6.定子油路进口    7.定子油路出口
具体实施方式
现结合附图对本实用新型作进一步描述：
外壳体2选择材料为高强度低热膨胀系数材料(40CrMnSi)，内壳体1选择材料为高强度导磁材料(45号钢热处理)，后端盖5选择材料为高强度材料(45号钢热处理)，两组螺旋槽4选择材料同内壳体1材料
将外壳体2套在内壳体1上形成密封结构，内壳体设计为带双螺旋肋3的双螺旋结构，并与后端盖5连接；后端盖5上设计有定子油路进口6和定子油路出口7，分别与两组螺旋槽4连接，两组螺旋槽4在内壳体的另一端相互连通形成循环油路。
十号红油从进口流入，流经奇数号槽，再从偶数号槽流出，直至出口。这样，每相邻的两槽，分别为一进一出，最先流入的槽(冷却介质温度最低)与最后流出的槽(冷却介质温度最高)相邻。这种结构的散热面积比较大，热量能被均匀的传递出去，改善冷却介质与热源之间的温度梯度，减小冷却介质的气化现象，有利于散热和电机的可靠运行。此外油路弯曲，冷却介质十号红油会引起环流，这会加剧十号红油的流动，使换热增强。
左面为光面，通常和发热源过盈配合，在电机中可以紧靠电枢铁心；右面为肋面，肋之间是油槽，就是用作十号红油流过的油路。由于螺旋肋片的存在，右面比左面的面积扩大了几倍，有利于散热。肋壁就是利用肋片来增强热传递的。肋壁的热量除一部分以导热的方式从肋片端部传导出去外，大部分热量传递到槽中的冷却介质十号红油，冷却介质再以对流的方式把热量传递出去。

Claims (4)

1.一种带双螺旋冷却油路的电机定子壳体，其特征在于：将外壳体(2)套在内壳体(1)上形成密封结构，内壳体设计为带双螺旋肋(3)的双螺旋结构，并与后端盖(5)连接；后端盖(5)上设计有定子油路进口(6)和定子油路出口(7)，分别与两组螺旋槽(4)连接，两组螺旋槽(4)在内壳体的另一端相互连通形成循环油路。
2.根据权利要求1所述的带双螺旋冷却油路的电机定子壳体，其特征在于：内壳体(1)上的双螺旋肋(3)表面的粗糙度为
Figure Y2004200861730002C1
3.根据权利要求1或2所述的带双螺旋冷却油路的电机定子壳体，其特征在于：冷却介质采用耐高温油。
4.根据权利要求3所述的带双螺旋冷却油路的电机定子壳体，其特征在于：冷却介质的耐高温油可以采用十号红油。
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