[發明專利]一種新型的直線電機冷卻裝置

在審

• 申請號: 201810858094.4
• 申請日: 2018-07-31
• 公開（公告）號: CN108712018A
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發明（設計）人: 吳彩鳴;林浩元;曾振武
• 申請（專利權）人: 雅科貝思精密機電（上海）有限公司
• 主分類號: H02K9/197
• 分類號: H02K9/197;H02K9/22
• 代理公司: 北京聯瑞聯豐知識產權代理事務所(普通合伙) 11411
• 代理人: 黃冠華

本發明公開了一種新型的直線電機冷卻裝置，其包括定子單元和動子單元，所述動子單元滑動地設置于所述定子單元上，所述動子單元包括線圈、鐵芯結構、若干梯形塊和冷卻結構，所述鐵芯結構包括若干鐵芯疊片，所述梯形塊平行于所述鐵芯疊片之間的缺口中，所述線圈環繞于所述鐵芯疊片上，所述冷卻結構包括轉接塊和若干通水管道。本發明冷卻裝置在線圈四周，不受電機本身內部空間的限制，即不占用線圈空間，通水管道截面可以做得更大，保證水流量更大；由于冷卻管道四周環繞，緊貼作為發熱源的線圈表面，能夠快速的帶走線圈散熱的熱量，因水流量大，冷卻效果顯著。

技術領域

本發明涉及一種冷卻裝置，尤其涉及一種新型的直線電機冷卻裝置。

背景技術

近年來，直線電機在市場上的需求量越來越大，其廣泛運用于制造電子元器件、半導體設備、激光加工和精加工機床等等。眾所周知，直線電機具有穩定性好、速度高和精度高等特點，且生產簡單，動子和定子之間沒有任何接觸，壽命長，可靠性高。大型CNC機臺現在也在引進直線電機替代原始設計，需要的直線電機的功率越來越高，這對電機的性能要求也是越來越嚴格。

眾所周知，直線電機在運行時，動子線圈部分會發熱的問題一直存在，這些熱量大部分是電流通過線圈，由于線圈的電阻效應產生的，它與電機的電流和電阻成正比。電機過熱將對電機的運行性能產生很大的影響，嚴重時會導致線圈損壞甚至燒毀其它元器件，因此是很嚴重的問題。

人們一直在致力于解決直線電機的散熱問題，其中比較典型的是美國發明專利(公開號：US8664808B2)和中國專利申請(申請號CN201710675829.5)。美國發明專利(公開號：US8664808B2)公開了一種線性電機線圈組件，在直線電機動子線圈與線圈之間蛇形環繞長方體鋁塊，鋁塊之間通水來達到對線圈冷卻的效果，但該現有技術的不足是：a.把本來需要放線圈的空間分出來很大一部分給冷卻裝置，占用電機槽空間，電機用銅量減少，很大程度上減小了電機的出力；b.冷卻裝置管道在電機線圈內部有很多彎曲，結構復雜；c.由于其復雜的內部結構，生產需要精度高，裝配難度大，因此生產和裝配難度大；d.由于冷卻裝置在電機內部分布，空間小，水道狹窄，水流截面積小，流量有限，水量小；e.由于冷卻裝置在電機內部彎曲環繞，與線圈距離非常近，對電機的絕緣性能要求很高，一旦漏水，電機非常危險，存在嚴重安全隱含。中國專利申請(申請號CN201710675829.5)，其公開了一種直線電機初級和直線電機初級的冷卻結構的加工方法，其設計直線電機水冷方式是由具有冷卻通道的上冷卻板和兩個冷卻板組合而成的，通過板間開水通道給電機降溫，但該方案仍存在以下不足之處:a.側面四面體板只有一面散熱，接觸面積小，傳熱效果差；b.需對多個冷卻板進行復雜的加工，生產工藝復雜；c.由于水冷系統有很多部件組成，每個部件都需要復雜加工，生產加工成本高，生產周期長；d.因冷卻裝置部件多，各部件都需要密封，密封處多，密封工藝繁瑣復雜，而且密封圈會被冷卻液腐化，目前一般要求水壓普遍在5-8Bar，個別油冷達到10Bar以上，因為壓力越大，流量越高，冷卻效果越好，但是因壓力大而本方案密封處多因而可靠性差；e.本方案采用鋁材料，而鋁材料在通水環境下不穩定，容易腐蝕，而且鋁材料導熱性不好，鋁板的導熱率僅為237W/mK，遠遠小于銅的導熱率；f.基于以上原因，其冷卻裝置使用壽命會差。

發明內容

本發明要解決的技術問題是為了克服現有技術中的缺陷，現提供一種新型的直線電機冷卻裝置，加工生產簡單，安裝使用非常方便，而且通水管道使用空調冷卻用的標準銅管，使用廣泛，工藝成熟穩定；冷卻裝置在線圈四周，不受電機本身內部空間的限制，即不占用線圈空間，通水管道截面可以做得更大，保證水流量更大；由于冷卻管道四周環繞，緊貼作為發熱源的線圈表面，能夠快速的帶走線圈散出的熱量，因水流量大，冷卻效果顯著。

本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題：