[實用新型]高功率密度高防護等級永磁電機的高效水冷散熱結構

有效

• 申請號: 201921383691.2
• 申請日: 2019-08-24
• 公開（公告）號: CN210536439U
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 劉曉榮;溫麗萍;王雨星;呂東;周維;景振華;王勁威
• 申請（專利權）人: 中船重工電機科技股份有限公司
• 主分類號: H02K9/06
• 分類號: H02K9/06;H02K5/20;H02K1/20;H02K1/32
• 代理公司: 山西華炬律師事務所 14106
• 代理人: 陳奇

本實用新型公開了一種高功率密度高防護等級永磁電機的高效水冷散熱結構，解決了如何將永磁電機內部熱量迅速傳導出電機的問題。在BS端端蓋室（24）中的電機轉軸（13）上設置有離心式風扇（17），在定子鐵芯（18）外端的同心圓周上等間隔弧度地設置有定子鐵芯傳熱風道（20），定子鐵芯傳熱風道的一端與BS端端蓋室（24）連通，定子鐵芯傳熱風道的另一端與AS端端蓋室（23）連通，在BS端端蓋室（24）中的BS端定子繞組端部（19）外側的電機水冷內水套（1）的內側面上設置有一組環形散熱凹槽（12），將轉子所產生的熱量迅速傳導到機座上，在機座上設置雙螺旋循環冷卻水路。保證了高功率密度高防護等級永磁電機的正常運行。

技術領域

本發明涉及一種永磁電機的散熱結構，特別涉及一種能有效地將電機轉子所產生的熱量迅速傳導散熱到電機外部的高功率密度高防護等級的永磁電機的水冷散熱結構。

背景技術

電機功率密度是指電機單位體積或單位重量的輸出功率，高功率密度永磁電機是指單位體積或單位重量輸出功率較大的一類永磁電機，由于該類電機具有較大的單位體積輸出功率，該類電機內部所產生的熱量會大大高于其他類型的電機，如何使該類電機在其結構上發揮出高效散熱的作用，是保證此類電機正常運行的關鍵所在；現有技術對體積小而功率大的永磁同步電機的散熱，是選用水冷方式進行散熱的，將冷卻水回路布置在電機機座上的內水套與外水套之間，在內水套上設置冷卻水溝槽，在內水套上套接外水套，形成冷卻水路，冷卻水路的形式有兩種，一種為S形水路，另一種為螺旋形水路；S形水路是在內水套外側面上，沿電機的軸向，等間隔地焊制水路軸向隔板，在水路軸向隔板的兩側，設置徑向擋板，形成封閉連通的S水路，S水路的中心線是沿電機水套側壁呈圓圈布置的，S水路的中心線所在的平面與電機的中心軸線相互垂直，在封閉連通的S形水路上，設置有水路隔斷塊，將封閉連通的S形水路隔斷，在隔斷塊的兩側分別布置進水口和出水口，將進水口和出水口分別與冷卻水供水端連通在一起，形成循環冷卻水回路，這種S型水路的優點是：進、出水口可靈活地設置，只需布置在封閉連通的S形水路上即可，可靈活地與不同要求的冷卻水設備對接，這種S型水路的缺點是：該冷卻水路的轉彎處為180°轉彎，并且整個冷卻水路的轉彎數量較多，使冷卻水路的水阻很大，需要配置功率高、揚程大的冷卻水供水設備。螺旋水路是在內水套外側面上，沿電機的中心軸方向，加工出單螺旋凹槽，將外水套熱套到內水套上，形成單螺旋冷卻水路，單螺旋冷卻水路的中心軸線是與電機的中心軸線重合的，單螺旋冷卻水路結構的優點是：冷卻水路水阻較小，對冷卻水供水設備的功率和揚程要求較低，單螺旋冷卻水路結構的缺點是：進水口和出水口必須布置在螺旋水道的首端和尾端，水口布置位置固定不能更改，當供水設備的進、出水口位置有特殊要求時，不能與供水設備直接對接在一起。此外，有些高功率密度永磁電機的防護等級要求很高，整個電機是在密閉狀態環境下工作的，工作中電機轉子產生的熱量比較大，轉子所產生的大量熱量是靠電機內部的空氣傳導到機座上的，通過機座上的水冷套，對其進行冷卻，當轉子產生熱量即快又大時，僅通過機內空氣傳導的方式進行散熱，存在散熱速度低于轉子的產熱速度，會導致電機內部溫升過高，使轉子磁鋼迅速退磁，造成電機停止運行。

發明內容

本發明提供了一種高功率密度高防護等級永磁電機的高效水冷散熱結構，解決了如何將永磁電機內部熱量迅速傳導出電機的技術問題。

本發明是通過以下技術方案解決以上技術問題的：

本發明的總體構思是：在永磁電機內建立循環冷卻風路，將轉子所產生的熱量迅速傳導到機座上，在機座上設置雙螺旋循環冷卻水路，即加大了冷卻水流量，又可靈活與冷卻水供水設備直接連接。