一種定子採用密閉式自循環冷卻系統的永磁同步電機裝置製造方法
2023-05-20 23:43:51
一種定子採用密閉式自循環冷卻系統的永磁同步電機裝置製造方法
【專利摘要】本發明具體涉及一種定子採用密閉式自循環冷卻系統的永磁同步電機裝置，屬於電氣【技術領域】，包括電機軸及電機軸上套有的轉子鐵芯，電機軸與轉子鐵芯之間設有隔磁環，轉子鐵芯外套有定子鐵芯，轉子鐵芯與定子鐵芯之間設有真空護套，定子鐵芯外套有機殼，機殼內側和外側分別設有冷卻管；本發明的轉子真空護套，可有效阻止轉子表面渦流損耗所產生的熱量向永磁體傳遞；密閉式定子自循環冷卻系統可以快速帶走電機內部熱量，降低電機溫升，減小因溫升較高而引起永磁體退磁的影響，延長永磁體及電機使用壽命，提高電機過負載能力。
【專利說明】—種定子採用密閉式自循環冷卻系統的永磁同步電機裝置
【技術領域】
[0001]本發明具體涉及一種定子採用密閉式自循環冷卻系統的永磁同步電機裝置，屬於電氣【技術領域】。
【背景技術】
[0002]永磁電機因其無需勵磁繞組和勵磁電源，結構簡單、損耗小，具有效率高、功率密度高等顯著優點，特別是在能效方面表現出電勵磁電動機難以匹敵的的優越性。永磁電機在航天、機械加工、船舶及軍工領域以其獨特的優勢，具有良好的應用前景。
[0003]永磁電機與常規電機相比，永磁電機的磁場由永磁體產生，由於驅動方式的不同以及極槽的影響，永磁電機轉子會產生損耗，併集中分布於磁極及轉子軛表層區域，從而導致該區域熱源密度較大，引起轉子發熱。嚴重時會造成永磁體退磁，影響電機的性能及可靠性，縮短電機使用壽命。目前，永磁電機的冷卻方式為空冷、水冷、密閉油冷等，對轉子散熱作用小，進而影響永磁體性能，進而危及電機安全。
【發明內容】
[0004]本發明針對目前永磁電機實心轉子表面溫升較高且溫度分布不均衡，使永磁體溫度過高而退磁的問題，提出了一種定子採用密閉式自循環冷卻系統的永磁同步電機裝置，使電機內永磁體及整個電機的工作穩定性提高。
[0005]本發明解決其技術問題的技術方案:包括電機軸及電機軸上套有的轉子鐵芯，電機軸與轉子鐵芯之間設有隔磁環，轉子鐵芯外套有定子鐵芯，轉子鐵芯與定子鐵芯之間設有真空護套，定子鐵芯外套有機殼，機殼內側和外側分別設有冷卻管。
[0006]所述轉子鐵芯表面沿軸向設有轉子通風溝槽，所述轉子通風溝槽數量為4-12個，其寬度為3-5mm，深度為l_2mm ;所述的真空護套由內層壁、真空層、外層壁組成；所述的真空護套的內層壁和外層壁壁厚約為l_2mm，真空層厚度為0.5-1.5mm。
[0007]定子鐵芯內圓側沿圓周均勻分布定子繞組槽，外圓側沿圓周均勻分布定子通風溝槽；所述的定子通風溝槽數量為6-15個。
[0008]冷卻管形狀為矩形，由內冷卻管和外冷卻管組成，所有冷卻管組成環形結構；內冷卻管放置在定子通風溝槽底部，內冷卻管橫截面佔定子通風溝槽橫截面的40%-60% ;外冷卻管安放在機殼外部；冷卻管沿軸向呈3° -5°傾斜角度。
[0009]所述的真空護套為導電材料。
[0010]本發明和現有技術相比所具有的有益效果:分別在機殼內外設有冷卻管，設計不同冷卻通道合成一個二相介質冷卻系統,可以有效降低電機工作溫升,提高電機系統穩定性。此外，轉子表面外的真空護套可以形成近似絕熱層，轉子表面形成的渦流及由此產生的熱量很難向下傳遞，即向永磁體傳遞熱量；由於永磁電機定轉子間氣隙非常小，一般約為
0.5-3_之間，定轉子之間的溫度梯度，可以通過密閉式定子自循環冷卻系統來冷卻轉子。進一步轉子鐵芯表面沿軸向設有轉子通風溝槽，在風扇作用下，可形成圓周風速和軸向風速，可以顯著減小轉子軸向溫差，使得電機轉子冷卻效果好，進而削弱因熱應力分布不平衡給電機帶來的影響。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本發明剖面結構示意圖；
[0012]圖2為本發明橫切面結構示意圖；
[0013]圖3為本發明冷卻管結構示意圖。
[0014]圖中，1.定子鐵芯，2.定子繞組槽，3.定子通風溝槽，4.轉子鐵芯，5.轉子通風溝槽，6.永磁體，7.真空護套，7-1.真空護套的內層壁，7-2.真空護套的真空層，7-3.真空護套的外層壁，8.冷卻管，8-1.內冷卻管，8-2.外冷卻管，9.隔磁環，10.電機軸，11.機殼，
12.軸流風扇，13.定子繞組。
【具體實施方式】
[0015]當結合附圖考慮時，通過參照下面的詳細描述，能夠更完整更好地理解本發明以及容易得知其中許多伴隨的優點，但此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本發明的一部分。
[0016]為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明。
[0017]實施例1:如圖1和圖2所示，定子鐵芯I內圓側沿圓周均勻分布定子繞組槽2，外圓側沿圓周均勻分布定子通風溝槽3 ;所述的定子通風溝槽數量為8個；永磁體6採用4極，嵌放在轉子鐵芯4內或表貼在轉子鐵芯4上；所述的隔磁環9與電機軸10鍵連接；轉子通風溝槽5數量為4個；所述冷卻管8沿軸向呈3° -5°傾斜角度。風扇將熱量通過與機殼內冷卻管中冷卻液進行熱量交換，受熱冷卻管內冷卻液，蒸發後冷卻液流到機殼外冷卻管，如圖3中實箭頭所不。機殼外的冷卻管與內部相通，且與內部熱空氣流動方向相反，如圖3中虛箭頭所示。機殼外的冷卻管與內部相通，且與內部熱空氣流動方向相反，如圖3中虛箭頭所示。
[0018]永磁電動機的轉子在起動和運行時，轉子鐵芯4表面上形成較大渦流損耗，會產生較高溫度與熱量，永磁體6嵌放在轉子鐵芯4內或表貼在轉子鐵芯4上，轉子鐵芯4表面外設有真空護套7，可以形成近似絕熱層，轉子鐵芯4表面形成的渦流及由此產生的熱量很難向下傳遞，即向永磁體6傳遞熱量。在軸流風扇12作用下，可將轉子鐵芯4表面渦流損耗產生熱量帶走。密閉式定子自循環冷卻方式:在電機軸流風扇12作用下，將電機外部冷風吹入電機內部，冷風從定子通風溝槽3軸向流動。定子鐵芯I的熱量通過與定子通風溝槽3中的內冷卻管8-1中冷卻液進行熱量交換，內冷卻管8-1中受熱的冷卻液，蒸發後流到外冷卻管8-2中，冷卻管8傾斜角與內部蒸發的冷卻液流動方向相反，氣態的冷卻液在外冷卻管8-2中遇冷，流回到內冷卻管8-1中，形成自循環冷卻。
[0019]綜上所述，本發明所述的實施方式僅提供一種最佳的實施方式，本發明的技術內容及技術特點已揭示如上，然而熟悉本項技術的人士仍可能基於本發明所揭示的內容而作各種不背離本發明創作精神的替換及修飾；因此，本發明的保護範圍不限於實施例所揭示的技術內容，故凡依本發明的形狀、構造及原理所做的等效變化，均涵蓋在本發明的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種定子採用密閉式自循環冷卻系統的永磁同步電機裝置，其特徵在於:包括電機軸(10 )及電機軸(10 )上套有的轉子鐵芯(4)，電機軸(10 )與轉子鐵芯(4)之間設有隔磁環(9)，轉子鐵芯(4)外套有定子鐵芯(1)，轉子鐵芯(4)與定子鐵芯(1)之間設有真空護套(7 )，定子鐵芯(1)外套有機殼(11)，機殼(11)內側和外側分別設有冷卻管(8 )。
2.根據權利要求1所述的一種定子採用密閉式自循環冷卻系統的永磁同步電機裝置，其特徵在於:所述轉子鐵芯(4)表面沿軸向設有轉子通風溝槽(5)，所述轉子通風溝槽數量為4-12個，其寬度為3-5mm，深度為l_2mm ;所述的真空護套(7)由內層壁(7_1)、真空層(7-2)、外層壁(7-3)組成；所述的真空護套(7)的內層壁(7-1)和外層壁(7-3)壁厚約為
真空層(7-2)厚度為 0.5-1.5mm。
3.根據權利要求1所述的一種定子採用密閉式自循環冷卻系統的永磁同步電機裝置，其特徵在於所:定子鐵芯(1)內圓側沿圓周均勻分布定子繞組槽(2)，外圓側沿圓周均勻分布定子通風溝槽(3);所述的定子通風溝槽數量為6-15個。
4.根據權利要求3所述的一種定子採用密閉式自循環冷卻系統的永磁同步電機裝置，其特徵在於:冷卻管(8)形狀為矩形，由內冷卻管(8-1)和外冷卻管(8-2)組成，所有冷卻管組成環形結構；內冷卻管(8-1)放置在定子通風溝槽(3)底部，內冷卻管(8-1)橫截面佔定子通風溝槽(3)橫截面的40%-60%;外冷卻管(8-2)安放在機殼(11)外部；冷卻管(8)沿軸向呈3° -5°傾斜角度。
5.根據權利要求1所述的一種定子採用密閉式自循環冷卻系統的永磁同步電機裝置，其特徵在於:所述的真空護套(7)為導電材料。
【文檔編號】H02K1/20GK103973061SQ201410139014
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月8日 優先權日:2014年4月8日
【發明者】李偉力, 李金陽, 張曉晨, 開志宏, 曹君慈, 李佳友, 王聰 申請人:江蘇利得爾電機有限公司