[發明專利]一種高速永磁同步電機的冷卻結構

無效

• 申請號: 201310132771.1
• 申請日: 2013-04-17
• 公開（公告）號: CN103236751A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 孫巖樺;高南沙;虞烈;段福偉;李智
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H02K1/32
• 分類號: H02K1/32;H02K5/20
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賀建斌

技術領域

本發明屬于高速永磁同步電機技術領域，具體涉及一種高速永磁同步電機的冷卻結構。

背景技術：

目前高速永磁同步電機廣泛采用的冷卻方法是對電機定子通風冷卻或者液體循環強制冷卻，很少涉及轉子的冷卻，大多數電機采用通風冷卻時選擇在轉子上安裝軸流風扇，用來強迫冷卻介質循環，但當電機在高速運行時，電機整體的強度和振動需要重新計算。

傳統的解決方案是在外部加上鼓風機，提供進氣量，這就增加了高速電機整體設計的復雜性。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種高速永磁同步電機的冷卻結構，利用電機運行時自己的風壓來冷卻電機內部發熱的結構,不需要外部接入鼓風機，精簡了電機的結構，減輕了設備的重量，延長了設備的使用壽命。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種高速永磁同步電機的冷卻結構，包括電機轉子6，電機轉子6安裝在電機定子1內部，支撐于電機前端蓋10、電機后端蓋4上，電機前端蓋10裝在電機殼體3前段，電機前端蓋10和電機定子1之間形成前端腔體，電機后端蓋4裝在電機殼體3后端，電機后端蓋4和電機定子1之間形成后端腔體，電機定子1和電機殼體3之間設有氣隙，電機轉子6采用空心結構7，電機轉子6上兩端設有通風孔，兩端的通風孔分別與前端腔體、后端腔體連通。

所述的電機轉子6外部永磁體8表面的合金鋼保護套9采用從前端到后端軸向逐漸縮小的結構，電機定子1采用從前端到后端軸向逐漸擴大的結構，同時保持電機定子1和合金鋼保護套9之間的氣隙厚度不變。

所述的電機殼體3的外部設有周向水套2，水套2通過循環水冷卻電機殼體3。

本發明相對于傳統的結構，具有以下優點：

1）無需安裝風扇，簡化了電機結構，另外也不用考慮因為風扇的安裝所帶來的噪聲和振動，減輕了電機轉子的重量，提高了電機轉子回轉精度，也延長了軸承的使用壽命。

2）電機轉子采用空心結構加通風孔，可以有效的降低電機工作時電機轉子的溫度，保證了永磁體的工作溫度。

3）采用水套2，一定程度上帶走了定子繞組5產生的熱量，也使電機整體的發熱有所降低。

附圖說明

附圖是本發明的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖與實施例對本發明作進一步的說明。

如圖所示，一種高速永磁同步電機的冷卻結構，包括電機轉子6，電機轉子6安裝在電機定子1內部，支撐于電機前端蓋10、電機后端蓋4上，電機前端蓋10裝在電機殼體3前段，電機前端蓋10和電機定子1之間形成前端腔體，電機后端蓋4裝在電機殼體3后端，電機后端蓋4和電機定子1之間形成后端腔體，電機定子1和電機殼體3之間設有氣隙，電機轉子6采用空心結構7，便于散熱，電機轉子6上兩端設有通風孔，兩端的通風孔分別與前端腔體、后端腔體連通，電機轉子6外部永磁體8表面的合金鋼保護套9采用從前端到后端軸向逐漸縮小的結構，電機定子1采用從前端到后端軸向逐漸擴大的結構，同時保持電機定子1和合金鋼保護套9之間的氣隙厚度不變，在電機殼體3的外部設有周向水套2，水套2通過循環水冷卻電機殼體3，可以帶走電機運行時的熱量。

本發明的工作原理為：

本發明的結構提供了電機內部三個冷卻循環回路：第一回路是水套2周向循環冷卻電機殼體3；第二回路是空氣從前端腔體經過電機定子1外部，到達后端腔體，在經過合金鋼保護套9表面氣隙回到前端腔體；第三回路是空氣經過合金鋼保護套9表面氣隙，后經過電機轉子6一端的通風孔，來到轉子中間空心結構7，最后從另一端部的通風孔流出。

具體是：電機在工作時，電機轉子6會高速旋轉，因為電機的設計采用氣隙流道從前端到后端軸向上不斷縮小的結構，所以電機轉子6在旋轉時，氣隙中的空氣會因為離心力的作用，被迫從流道后端向前端流動，當空氣進入電機前端腔體，冷卻發熱的定子端部繞組5。氣流經過電機定子1和電機殼體3的窄氣隙空間進入電機的后端腔體進行冷卻。氣流經過轉子6表面的徑向通風孔，進入到轉子空心結構7進行冷卻，為了增強冷卻效果，在電機殼體3的外部加裝一個冷卻水套2，從外部環境通入循環水，對發熱的電機殼體3進行冷卻。