[發明專利]一種雙轉子定子無軛模塊化軸向電機的混合冷卻系統

有效

• 申請號: 202010111030.5
• 申請日: 2020-02-24
• 公開（公告）號: CN111245147B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 林明耀;樂偉;賈倫;王帥
• 申請（專利權）人: 東南大學溧陽研究院;東南大學
• 主分類號: H02K5/20
• 分類號: H02K5/20;H02K5/18;H02K9/00;H02K9/12;H02K9/19;H02K9/20;H02K9/22;H02K16/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 葛瀟敏

本發明公開一種雙轉子定子無軛模塊化軸向電機的混合冷卻系統，所述雙轉子定子無軛模塊化軸向電機包括機殼、定子電樞和兩個電機轉子，定子電樞包括無軛部定子鐵芯和繞組，繞組繞制于無軛部定子鐵芯上，無軛部定子鐵芯通過鋁合金支架固定于機殼；兩個電機轉子的結構相同，兩個電機轉子通過主軸連接在一起；所述機殼內嵌有若干呈S型的水道，所有水道同向均勻分布于機殼內，且其出口均與水流管道連接；所述主軸為空心軸，熱管位于主軸內，且熱管的冷凝端插入水流管道中；機殼的空腔內部充滿氦氣，且機殼內側設有若干肋片。此種混合冷卻系統可改善軸向電機的溫度分布，提高電機的冷卻性能。

技術領域

本發明屬于電機領域，特別涉及一種雙轉子定子無軛模塊化軸向電機的混合冷卻系統。

背景技術

近年來，隨著數控機床、工業機器人、機械手、電動助力車、計算機及其外圍設備等高科技產品的興起及特殊應用如雷達、衛星天線等跟蹤系統的需要，對伺服驅動電機提出了更高的性能指標和薄型安裝結構的要求。同時隨著人們生活水平的不斷提高，尤其是對家用電器小型化、薄型化、低噪聲的呼聲愈來愈高，對電機的結構和體積也都提出了新的要求。

為了滿足工業和人們生活等需要，具有高性能指標的盤式永磁電機應運而生。它結合了永磁電機和盤式電機的優點,該類電機具有永磁電機的結構簡單、運行可靠，體積小、質量輕，損耗小、效率高等優點也同時具有盤式電機的軸向尺寸短，硅鋼片利用率高，轉動慣量小，功率密度高等優勢。因此,盤式永磁電機以其本身的諸多優勢在國內外迅速地得到了廣泛地應用。

在盤式電機中，雙轉子定子無軛模塊化軸向電機由于取消了定子軛部，更進一步的減輕了電機的重量，提高電機的功率密度，因而越來越受到青睞。但是，其特殊的結構也導致了散熱的困難。因此，如何在保證安全性的同時，提高電機的散熱性能，是目前本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的，在于提供一種雙轉子定子無軛模塊化軸向電機的混合冷卻系統，其可改善軸向電機的溫度分布，提高電機的冷卻性能。

為了達成上述目的，本發明的解決方案是：

一種雙轉子定子無軛模塊化軸向電機的混合冷卻系統，所述雙轉子定子無軛模塊化軸向電機包括機殼、定子電樞和兩個電機轉子，定子電樞包括無軛部定子鐵芯和繞組，繞組繞制于無軛部定子鐵芯上，無軛部定子鐵芯通過鋁合金支架固定于機殼；兩個電機轉子的結構相同，均包括永磁體、轉子鐵芯和鋁合金套筒，兩個電機轉子通過主軸連接在一起；所述機殼內嵌有若干呈S型的水道，所有水道同向均勻分布于機殼內，且其出口均與水流管道連接；所述主軸為空心軸，熱管位于主軸內，且熱管的冷凝端插入水流管道中；機殼的空腔內部充滿氦氣，且機殼內側設有若干肋片。

上述肋片與機殼一體成型，或采用高導熱材料單獨制作后固定于機殼內側。

上述肋片的寬度δ和厚度H具有以下關系式：

其中，h為制作肋片的材料的導熱系數，λ為肋片表面復合傳熱系數。

上述肋片為條狀結構，所有肋片均與機殼的軸向平行。

上述肋片為環狀結構，固定于機殼的內壁，并與機殼的軸向垂直。

采用上述方案后，本發明利用氦氣、熱管的特性，一方面改進了水道結構，增加肋片，充入氦氣，增強換熱，另一方面在軸內增加了熱管對轉子進行散熱，熱管導出的熱量通過水道出口進行傳出，從而改善軸向電機的溫度分布，提高電機的冷卻性能。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是“S”型并聯水道的結構示意圖，圖中箭頭表征了進水口出水口方向，熱管的凝結段插入臨近水道出口的環形管中；

圖3是機殼內表面肋片的結構示意圖；