[發明專利]液體冷卻平板型直線永磁同步電機

有效

• 申請號: 201110129321.8
• 申請日: 2011-05-18
• 公開（公告）號: CN102158043A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 寇寶泉;周維正;郭守侖;趙斌超
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H02K41/03
• 分類號: H02K41/03;H02K1/20;H02K1/32
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張宏威

技術領域

本發明涉及一種液體冷卻平板型直線永磁同步電機，屬于電機技術領域。

背景技術

為了增強電機的冷卻能力、提高電機的推力密度和可靠性，電機常采用水冷或油冷等液體冷卻方式，根據液體冷卻管路布置位置的不同，液體冷卻又有機殼管路冷卻和內部繞組管路冷卻之分，機殼管路冷卻需要在機殼內部形成水路，因此電機的體積大、結構復雜，且鐵心與機殼間的熱阻大，電機的冷卻效果差；對于內部繞組管路冷卻方式，可以直接對繞組進行冷卻，冷卻效果好，但是由于冷卻管路占據了繞組所在空間，因此，繞組的電阻大、損耗多，降低了電機的效率。

為了進一步提高冷卻效果，可以在直線電機初級鐵心軛部側開槽，槽中嵌放液體冷卻管，所述冷卻管的布置形狀如圖7所示。這種布置方式的優點是結構簡單、成本低，并且易于加工。但是，該種冷卻結構的缺點是冷卻效果差，電機的前端與后端溫度相差大，冷卻液入口側溫度低，而出口側溫度高，從而影響了電機的輸出，降低了繞組的可靠性。

發明內容

為了解決現有平板型直線電機的冷卻效果差、電機前端和后端的溫差大的問題，本發明提出一種液體冷卻平板型直線永磁同步電機。

本發明所述的液體冷卻平板型直線永磁同步電機由初級、次級和氣隙構成；次級包括永磁體和磁軛；初級包括電樞鐵心、電樞繞組和冷卻管，其特征在于，所述電樞鐵心為長方體，沿橫向疊片，在所述電樞鐵心的面向氣隙的面上，沿橫向開有相互平行的多個矩形槽，電樞繞組嵌放在所述矩形槽中；所述電樞鐵心的背向氣隙的面即為鐵心軛部，在所述鐵心軛部沿橫向開有偶數個相互平行的冷卻槽，所述冷卻槽的橫截面為帶有開口的圓形；冷卻管由進水管和出水管組成，所述進水管由多個相互平行的冷卻段和多個彎曲的連接段組成，相鄰的兩個冷卻段通過連接段相連通；所述出水管由多個相互平行的冷卻段和多個彎曲的連接段組成，相鄰的兩個冷卻段通過連接段相連通，所述進水管的每個冷卻段嵌入到一個冷卻槽內，所述出水管的每個冷卻段嵌入到一個冷卻槽內，并且任意相鄰的兩個冷卻槽中的一個冷卻槽內嵌放進水管、另一個冷卻槽內嵌放出水管，即進水管的冷卻段與出水管的冷卻段相間排列，在電機初級的尾端，進水管與出水管連接在一起形成通路；所述出水管的出水口和進水管的進水口位于所述電機初級的首端。

本發明所述的液體冷卻平板型直線永磁同步電機中，所述冷卻管可以采用金屬材料制作，也可以采用導熱性能好的非金屬材料制作。

本發明所述的液體冷卻平板型直線永磁同步電機中，所述冷卻槽的帶有開口的圓形橫截面的開口寬度d2大于該圓形截面直徑d1的0.4倍且小于所述直徑d1。

本發明所述的液體冷卻平板型直線永磁同步電機中，所述電樞鐵心的鐵心軛部還可以設置多個相互平行的銷槽，所述銷槽與冷卻槽相平行。所述銷槽內嵌入用于固定鐵心的定位銷。為了使所述銷槽不影響散熱性能，在每相鄰兩個銷槽之間有兩個冷卻槽，所述兩個冷卻槽內分別是一個進水管和一個出水管。

本發明所述的液體冷卻平板型直線永磁同步電機中，所述次級永磁體可以采用為平板結構，形狀為平行四邊形，其短邊與運動方向平行，其長邊與運動方向之間的角度在87°～90°之間。

本發明所述的液體冷卻平板型直線永磁同步電機中，每極永磁體沿橫向分為兩塊永磁體，每塊永磁體形狀均為平行四邊形，且形狀相同，每塊永磁體的短邊與運動方向平行，所述兩塊永磁體鏡像對稱固定，且所述兩塊永磁體的長邊所成的角度在174°～180°之間。

本發明所述的液體冷卻平板型直線永磁同步電機的冷卻裝置設置在直線電機初級鐵心軛內，所述冷卻管的排布方式與現有同類冷卻管的排布方式完全不同，克服了本領域的技術偏見，采用進水管和出水管相間排列的方式，不但提高了冷卻能力和推力密度，還有效地降低了電機的前端與后端的溫差，使電樞鐵心各部分的局部溫度趨于平衡，減小了繞組與鐵心間的熱阻，還達到了減小繞組銅耗，提高電機效率的技術效果。

附圖說明

圖1是本具體實施方式一所述的液體冷卻平板型直線永磁同步電機的結構示意圖。圖2是圖1的I-I剖面圖。圖3是具體實施方式四所述的液體冷卻平板型直線永磁同步電機的結構示意圖。圖4是具體實施方式五和六所述的一種液體冷卻平板型直線永磁同步電機的結構示意圖。圖5具體實施方式七所述的液體冷卻平板型直線永磁同步電機的次級結構示意圖。圖6是具體實施方式八所述的液體冷卻平板型直線永磁同步電機的次級結構示意圖。圖7是現有所述的液體冷卻平板型直線永磁同步電機的冷卻管的排布結構示意圖。

具體實施方式