[發明專利]一種具有混合冷卻結構的軸向永磁輔助徑向磁阻高速電機

在審

• 申請號: 201710591391.2
• 申請日: 2017-07-19
• 公開（公告）號: CN107147260A
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: 劉愛民;任達;婁家川;孫鵬;高智超;李家堯;李博;韋有帥
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: H02K16/00
• 分類號: H02K16/00;H02K1/14;H02K1/20;H02K9/197;H02K1/32;H02K9/06;H02K5/20;H02K1/27
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司21109
• 代理人: 梁焱

1.一種具有混合冷卻結構的軸向永磁輔助徑向磁阻高速電機，其特征在于：包括機殼、前端蓋、后端蓋、轉子和定子；

定子為雙組凸極定子，包括前端定子鐵芯及其繞組、后端定子鐵芯及其繞組；前端定子鐵芯固定設于前端蓋一側的機殼內壁上，后端定子鐵芯固定設于后端蓋一側的機殼內壁上，兩端定子鐵芯上均勻分布6個凸極，定子繞組集中纏繞于定子鐵芯上；相鄰定子鐵芯凸極之間的定子槽作為定子軸向冷卻風道，為定子風冷區；定子軛背部與機殼之間設有定子環軛背部螺旋式水冷通道，作為定子水冷區，定子環軛背部螺旋式水冷通道環繞于定子鐵芯的軛背部，并緊貼或嵌入定子鐵芯的軛背部；定子風冷方向和定子水冷方向互相垂直；

轉子為復合結構，設于定子內側，包括轉軸、導磁材料、永磁體、永磁體保護套和雙組轉子鐵芯；轉軸與機殼同軸設置，導磁材料包裹于轉軸外側面；永磁體為軸向環套式永磁體，嵌入導磁材料中央，用于輔助勵磁，永磁體外部套有永磁體保護套；雙組轉子鐵芯與轉軸同軸旋轉，包括前端轉子鐵芯和后端轉子鐵芯，分別固定裝配于導磁材料前后兩端的外側面，并分別與前端定子鐵芯和后端定子鐵芯同心設置，定、轉子鐵芯之間設有氣隙；兩端轉子鐵芯上均勻分布4個凸極；前端轉子鐵芯的前面和后端轉子鐵芯的后面分別固定設有轉子自冷式風扇前扇葉和轉子自冷式風扇后扇葉；相鄰轉子鐵芯凸極之間的轉子槽作為轉子軸向冷卻風道；

雙組定轉子的內端壁之間形成第一冷卻腔，雙組定轉子外端壁與前后端蓋內端壁之間形成第二冷卻腔和第三冷卻腔，定轉子間氣隙及定轉子軸向冷卻風道將第一冷卻腔與第二冷卻腔、第三冷卻腔連通；

所述機殼采用導磁材料，機殼中間開設有進風口、進水管開口和出水管開口；機殼內壁中央連接有與進風口相通的周向圓環形導風通道，周向圓環形導風通道的軸向兩側面上等間距開有若干突出的冷卻孔，冷卻孔將周向圓環形導風通道與第一冷卻腔連通；機殼中間開設的進水管開口、出水管開口分別連接定子環軛背部螺旋式水冷通道的進水口和出水口；

所述前端蓋和后端蓋上均設有若干排風孔，排風孔將第二冷卻腔、第三冷卻腔與外部空氣相連通。

2.根據權利要求1所述的具有混合冷卻結構的軸向永磁輔助徑向磁阻高速電機，其特征在于：所述定子環軛背部螺旋式水冷通道為螺旋式水道管，由一整根水道管沿定子軛背部環繞而成，螺旋式水道管的進水口與機殼上的進水管開口連通，螺旋式水道管的出水口與機殼上的出水管開口連通；環繞定子軛背部的相鄰水道管的間距相同。

3.根據權利要求2所述的具有混合冷卻結構的軸向永磁輔助徑向磁阻高速電機，其特征在于：所述定子環軛背部的螺旋式水道管由導熱率高而磁導率低的材料制作而成；螺旋式水道管的管道寬度為6mm，管道高度為4mm，環繞定子軛背部的相鄰水道管間距為5～7mm，螺旋式水道管內部通有流速為1.5m/s的冷卻水。

4.根據權利要求2所述的具有混合冷卻結構的軸向永磁輔助徑向磁阻高速電機，其特征在于：所述進水管開口設置在機殼中間的上部，出水管開口設置在機殼中間的底部；螺旋式水道管的環繞方向為，從進水管開口經由緊貼機殼內側上部的軸向水道管通向雙組定子鐵芯軛背上端靠近端蓋的一側，流經螺旋式水道管后到雙組定子鐵芯軛背下端內側，再通過機殼內側底部軸向水道管匯集到機殼中間底部的出水管開口。

5.根據權利要求1所述的具有混合冷卻結構的軸向永磁輔助徑向磁阻高速電機，其特征在于：所述機殼內壁周向圓環形導風通道的冷卻孔開孔數量與前端蓋、后端蓋開設排風孔的總數量相同，冷卻孔尺寸略小于排風孔。

6.根據權利要求1所述的具有混合冷卻結構的軸向永磁輔助徑向磁阻高速電機，其特征在于：所述前端蓋和后端蓋上的排風孔分別向第二冷卻腔和第三冷卻腔內延伸并連接有一段開口向上的排風管，使排風孔和排風管連接后的形狀為橫向放置的L型。

7.根據權利要求1所述的具有混合冷卻結構的軸向永磁輔助徑向磁阻高速電機，其特征在于：所述轉子自冷式風扇前扇葉和后扇葉的葉片半徑高于轉子鐵芯凸極的半徑，且低于定子鐵芯軛背的半徑。

8.根據權利要求1所述的具有混合冷卻結構的軸向永磁輔助徑向磁阻高速電機，其特征在于：所述定子鐵芯采用硅鋼片疊壓而成。