[實用新型]液冷電機

有效

• 申請號: 201220432542.2
• 申請日: 2012-08-29
• 公開（公告）號: CN202818005U
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 張世運;張世珞;唐亞平;劉羽
• 申請（專利權）人: 武漢唯特特種電機有限公司
• 主分類號: H02K9/19
• 分類號: H02K9/19;H02K5/20;H02K5/02;H02K5/04
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 鐘鋒

技術領域

本實用新型涉及電機領域，具體涉及一種電機的冷卻結構，可應用于各行業應用的直流電機、交流電機和三相電機。

背景技術

電機在很多技術領域都有應用，無論是交、直流電機還是三相電機，在運轉的過程中，都或多或少會產生余熱，余熱的產生對電機的性能有所影響，溫度越高效率越低；然而，溫差也是不可忽視的，特別是當電機殼體兩不同側的溫差達到一定量值，由于溫度的不同，使得在同一圓周上電機殼體材料的線膨脹不一致，造成電機鐵芯定子內圓失圓，電機定轉子間的氣隙在圓周分布不均，使得旋轉中的轉子受到一個交變的徑向力，引起電機的振動加劇，并且影響電機的效率和壽命。特別是對于要求較高的高速電機、大型電機、高精度電機，在溫差嚴重時使電機無法正常工作。

目前多采用結構較為簡單的水冷電機解決電機發熱和溫差問題。在水路的設計上，多采用冷卻腔或盤管作為水路元件。例如中國公開專利申請?02229237.3?“水冷耐高溫電機”，采用結構簡單的冷卻腔回路來冷卻電機，在電機主要殼體上的冷卻腔和電機外殼結構合為一體，水冷殼體采用特種無縫鋼管,殼體也是水路的一部分；使得電機整體緊湊、結構簡單，但其對電機運行的影響不容忽視。?其主要問題是由于水路的進水口和出水口的截面僅占冷卻腔截面的很少一部分，冷卻腔的進水沿軸向加水并按水道最近的路序出水，冷卻腔內的水流速度大不一樣，水流慢的一側與水流快的一側之間就會形成溫差，當兩側溫差達到一定量值，由于溫度的不同，使得在同一圓周上電機殼體材料的線膨脹不一致，就會造成電機鐵芯定子內圓失圓，電機定轉子間的氣隙在圓周也會分布不均，使得旋轉中的轉子受到一個交變的徑向力，也會引起電機的振動加劇，并且影響電機的效率和壽命。特別是對于要求較高的高速電機，這種水路布置在溫差嚴重時也會使電機無法正常工作。

????在水路中采用盤管設計就可避免因冷卻腔流速不一致而產生的溫差；但采用盤管作為水路元件有多種繞制方法。其中有許多采用軸向盤制，例如中國公開專利申請CN101268599A?“電機”采用結構簡單的軸向冷卻回路來冷卻電機，在電機主要殼體上的冷卻水管沿電機的軸線方向分布，電機的一端或兩端采用與電機軸向方向垂直的環繞分配管沿電機外周向進行冷卻水分配，環繞分配管主要起水流分配和回流作用，起主導冷卻作用的還是沿電機軸向分布在外殼上或是嵌在外殼內部的多條縱向冷卻水管。該裝置的軸向分布對電機運行的影響是不容忽視的。?其主要問題是由于水路的進水和出水是在端面與軸線垂直的圓周分配管上的不同點，分配管的進水沿順時針或逆時針按序給各軸向冷卻水管加水并按序出水，先進水一側與后進水一側之間以及先出水一側與后出水一側均會形成溫差，當兩側溫差達到一定量值，使得由于溫度的不同，在同一圓周上電機殼體材料的線膨脹不一致，也會造成電機鐵芯定子內圓失圓，電機定轉子間的氣隙在圓周分布不均，使得旋轉中的轉子受到一個交變的徑向力，引起電機的振動加劇，并且影響電機的效率和壽命。特別是對于要求較高的高速電機，這種水路布置在溫差嚴重時使電機無法正常工作。

再則，電機線損發熱也是其主要的熱源，電機線圈燒壞是其損壞的首要原因。線圈軸向布置在電機內部，其線徑及通過的電流是一致的，其單位長度的發熱量也應是一致的；但由于線圈在電機中所處的位置不同，其外圍物質的導熱系數不同，而造成線圈不同位置的溫升也不同；如：伸出定子鐵芯之外處于空氣中的線圈和坎在定子鐵芯之內的線圈，由于空氣和鐵芯的導熱系數不同，而造成線圈不同位置的溫度不同；鐵芯內部的線圈熱量快速傳導給鐵芯進行散熱；而鐵芯外部的線圈在空氣中，線圈內部熱量因空氣的溫度傳導相對較慢而不宜散熱。當線圈內部發熱量大于外圍物質向外部傳導的熱量，線圈內部的溫升突破線圈絕緣層的耐溫極限，就會產生事故。因此，線圈外圍導熱系數最差的部分，即是電機耐溫的薄弱環節。所以，線圈外圍由導熱系數高的物質替代導熱系數最差的，或減小線圈與導熱系數高的物質的距離，都是提高電機耐溫的有效措施。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是，克服上述冷卻腔和盤管式水冷電機的缺陷，提供一種具有液冷回路的液冷電機，能夠使電機殼體在同一徑向上均衡冷卻防止電機鐵芯定子內圓失圓、提高電機耐溫能力，保證電機正常運轉并延長電機使用壽命。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：