[發(fā)明專利]一種具有內(nèi)置多級風扇式雙路自循環(huán)通風冷卻系統(tǒng)的永磁電動機

有效

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• 申請日: 2018-06-13
• 公開（公告）號: CN108711964B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發(fā)明（設計）人: 韓繼超;王磊;鄭萍;孫玉田;戈寶軍;陶大軍;呂艷玲;隋義;白金剛;肖芳
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: H02K1/20
• 分類號: H02K1/20;H02K1/32;H02K9/06;H02K9/08;H02K5/20;H02K5/18
• 代理公司: 23209 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 李曉敏

一種具有內(nèi)置多級風扇式雙路自循環(huán)通風冷卻系統(tǒng)的永磁電動機，屬于電機技術領域，本發(fā)明為了解決現(xiàn)有大容量永磁電動機溫度高的問題，轉(zhuǎn)軸通過轉(zhuǎn)子軸承安裝在定子機座上，轉(zhuǎn)軸上安裝有轉(zhuǎn)子鐵心，定子機座的內(nèi)壁上安裝有定子鐵心，定子鐵心上安裝有定子繞組，轉(zhuǎn)子鐵心位于定子鐵心內(nèi)且兩者之間留有安裝間隙，轉(zhuǎn)子鐵心的外壁上等間距設置有多個永磁體，永磁體一端的頂角與轉(zhuǎn)子鐵心軸線之間的夾角為a，定子鐵心的徑向面上開有多個定子軸向通風孔，定子軸向通風孔呈網(wǎng)狀分布，轉(zhuǎn)子抽入?壓出式通風道的內(nèi)壁上等間距交錯設置有多個多級風扇上葉片和多級風扇下葉片。本發(fā)明增強了永磁電動機構件的冷卻效果，結構簡單，便于實現(xiàn)。

技術領域

本發(fā)明涉及一種永磁電動機，具體涉及一種具有內(nèi)置多級風扇式雙路自循環(huán)通風冷卻系統(tǒng)的永磁電動機，屬于電機技術領域。

背景技術

永磁電動機具有高功率密度、小體積、高轉(zhuǎn)矩、高效率等特點，廣泛應用于電動汽車、航天航空、風力發(fā)電等領域。隨著永磁電動機容量逐漸增加，永磁電動機熱負荷的選取也逐漸接近極限，其單位體積的損耗和發(fā)熱顯著增大，永磁電動機內(nèi)定子繞組、定子鐵心以及永磁體的溫度急劇升高，不合理的通風冷卻設計無法有效地將永磁電動機內(nèi)各構件的熱量帶走，導致發(fā)熱嚴重的定子繞組溫度超過絕緣耐熱等級，燒毀定子繞組，也會導致永磁體退磁，嚴重威脅到永磁電動機的安全可靠運行。

現(xiàn)有的大容量永磁電動機定子和轉(zhuǎn)子多采用實心結構，這導致永磁電動機內(nèi)部沒有形成自循環(huán)通風冷卻系統(tǒng)，無法高效地通過流動的冷卻氣體將永磁電動機定子鐵心內(nèi)部、轉(zhuǎn)子鐵心內(nèi)部以及永磁體的熱量帶走，導致永磁電動機內(nèi)部各構件溫度較高，嚴重限制了永磁電動機功率密度的提升和大容量化的發(fā)展，因此，急需要采用新型通風冷卻技術，有效地帶走永磁電動機內(nèi)部的熱量，將永磁電動機定子鐵心、定子繞組、轉(zhuǎn)子鐵心以及永磁體的溫升限制在允許范圍內(nèi)，進一步提高永磁電動機的功率密度，確保大容量永磁電動機可以長期高效、安全地運行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種具有內(nèi)置多級風扇式雙路自循環(huán)通風冷卻系統(tǒng)的永磁電動機，以解決上述技術問題。

一種具有內(nèi)置多級風扇式雙路自循環(huán)通風冷卻系統(tǒng)的永磁電動機包括定子鐵心、定子繞組、定子軸向通風孔、定子機座、螺旋式正循環(huán)水道、螺旋式反循環(huán)水道、散熱片、轉(zhuǎn)子鐵心、永磁體、轉(zhuǎn)子軸向通風孔、轉(zhuǎn)子抽入-壓出式通風道、多級風扇上葉片、多級風扇下葉片、轉(zhuǎn)子軸承和轉(zhuǎn)軸；

轉(zhuǎn)軸通過轉(zhuǎn)子軸承安裝在定子機座上，轉(zhuǎn)軸上安裝有轉(zhuǎn)子鐵心，定子機座的內(nèi)壁上安裝有定子鐵心，定子鐵心上安裝有定子繞組，轉(zhuǎn)子鐵心位于定子鐵心內(nèi)且兩者之間留有安裝間隙，轉(zhuǎn)子鐵心的外壁上等間距設置有多個永磁體，永磁體一端的頂角與轉(zhuǎn)子鐵心軸線之間的夾角為a，定子鐵心的徑向面上開有多個定子軸向通風孔，定子軸向通風孔呈網(wǎng)狀分布，轉(zhuǎn)子鐵心的徑向面上開有多個轉(zhuǎn)子軸向通風孔，轉(zhuǎn)子軸向通風孔沿圓周方向等間距分布，每個轉(zhuǎn)子軸向通風孔對應設置有一個轉(zhuǎn)子抽入-壓出式通風道，轉(zhuǎn)子抽入-壓出式通風道靠近轉(zhuǎn)子外圓，轉(zhuǎn)子抽入-壓出式通風道的內(nèi)壁上等間距交錯設置有多個多級風扇上葉片和多級風扇下葉片，散熱片對稱設置在定子機座兩端的內(nèi)壁上，定子機座的殼體內(nèi)還設有螺旋式正循環(huán)水道和螺旋式反循環(huán)水道，螺旋式正循環(huán)水道和螺旋式反循環(huán)水道鏡像設置。

優(yōu)選的：定子軸向通風孔的截面為圓形，圓形的直徑為9mm至20mm；定子軸向通風孔沿徑向方向有3-6排；轉(zhuǎn)子軸向通風孔的截面為圓形，圓形的直徑為11mm至22mm；轉(zhuǎn)子軸向通風孔沿徑向方向有1-2排；轉(zhuǎn)子抽入-壓出式通風道內(nèi)安裝多級風扇上葉片和多級風扇下葉片的高度為8mm至15mm；相鄰的一個多級風扇上葉片和一個多級風扇下葉片為一級風扇，轉(zhuǎn)子抽入-壓出式通風道內(nèi)有2級風扇至10級風扇；螺旋式正循環(huán)水道和螺旋式反循環(huán)水道內(nèi)冷卻水的流速為1m/s至3m/s；散熱片的厚度為2mm，在定子機座內(nèi)表面散熱片沿圓周方向均勻分布，散熱片為凹槽形，定子繞組的端部位于散熱片的凹槽內(nèi)，散熱片的數(shù)量為10-25個；永磁體在轉(zhuǎn)子鐵心外表面傾斜角a角度為5-10度。