[發明專利]一種電機定子繞組的冷卻方法

在審

• 申請號: 202010080922.3
• 申請日: 2020-02-05
• 公開（公告）號: CN111181285A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 王曉光;劉凌云;李志恒;倪子軒;汪興
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學
• 主分類號: H02K3/24
• 分類號: H02K3/24;H02K3/30;H02K15/10;C09K5/06
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 吳艷姣

本發明公開一種電機定子繞組的冷卻方法，該方法將含有相變材料、固化劑、氧化鋅、絕緣材料的復合相變材料均勻的填充在定子繞組的縫隙當中，即繞組導線之間的縫隙，以及繞組與定子鐵心、絕緣材料之間的各個氣隙，以及繞組端部縫隙當中。本發明通過在繞組縫隙內填充的復合相變材料，帶走電機繞組的熱量，從而達到對電機定子繞組快速冷卻的效果。此方法不改變電機的任何結構，不改變原有電機的冷卻系統。

技術領域

本發明涉及電機技術領域，更具體地，涉及一種電機定子繞組的冷卻方法。

背景技術

目前電機的冷卻方法主要有自然冷卻、強迫風冷、油內冷、油外冷、水冷等，即通過一種溫度較低的介質流體帶走電機產生的熱量，采用傳導散熱的方式將電機的熱量通過機殼散發出去。但是在一些過載工況下，電機繞組瞬間會產生大量的熱，而通過機殼很難快速的將熱量散出去，從而也限制了電機的轉矩輸出能力。

為了提高電機繞組的散熱效率，有人提出采用新型材料或采用新型的散熱結構來提高電機機殼的散熱效果。但是傳統冷卻的方法都是重點研究如何提高電機的散熱效果。但是在散熱效果有限的前提下，傳統方法無法實現電機繞組的快速冷卻。所以，需要一種新的冷卻方法能快速的降低電機繞組的溫度，從而提高電機的功率密度。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，提供一種基于復合相變材料的電機繞組的快速冷卻方法，將復合相變材料均勻的填充于定子繞組縫隙內，通過復合相變材料的相變特性來降低繞組的溫度。即采用復合相變材料的相變過程中的儲能特性，將電機繞組的熱量儲存在相變材料當中。

本發明是針對非連續工作制下的電機，在不改變原有電機散熱方法的基礎上，通過在定子繞組的縫隙中添加相變儲能材料，來進一步對電機的定子繞組進行冷卻。

為實現上述技術目的，本發明采取的技術方案為：

一種電機定子繞組的冷卻方法，將復合相變材料均勻的填充在定子繞組的縫隙當中，包括繞組導線之間的縫隙，以及繞組與定子鐵心、絕緣材料之間的各個氣隙當中，以及繞組端部縫隙當中。復合相變材料內含有一定比例的相變材料、以及其他輔助材料。

優選的，所述的復合相變材料中的相變材料可以根據電機的工作溫度選定。

優選的，如果電機工作溫度為60～100℃，所述的復合相變材料中的相變材料可以選用石蠟。

優選的，為了增強電機繞組的絕緣性，所述的復合相變材料中應包含一定比例的絕緣材料。

優選的，為了增強電機繞組的導熱性，所述的復合相變材料中應包含一定比例的氧化鋅。

優選的，為了固化復合相變材料，防止復合相變材料中的相變材料液化后發生流動顯現或復合相變材料的形變。所述的復合相變材料中應包含一定比例的固化劑。

一種利用相變材料進行冷卻的電機，包括電機定子鐵心、電機定子鐵心上的繞組，在定子繞組的縫隙中填充的復合相變材料。

一種電機定子繞組的冷卻方法，所述復合相變材料的填充方式為：

1)將相變材料石蠟磨成粉末狀，將石蠟、固化劑、氧化鋅、絕緣漆以一定比例放入到混料罐中，并加熱至60℃～120℃之間，保證石蠟變成液體并攪拌，保證其他材料均勻融合；

2)將電機定子放到烘箱中，加熱保溫至60℃～90℃，預烘30分鐘以上，保證將電機定子繞組中的水分充分蒸發；

3)上述步驟1)至2)完成后，開始進行澆注，將所述混料罐中攪拌均勻的復合相變材料澆注到電機定子上，保證繞組導線之間的縫隙，繞組與定子鐵心、絕緣材料之間的各個氣隙，以及繞組端部縫隙中都流入復合相變材料；澆注期間保證溫度為80℃～90℃；澆注完成后，保持真空狀態3個小時，自然冷卻到室溫。