[發明專利]一種具有轉子儲油孔槽的低速外轉子永磁電機

在審

• 申請號: 202010885778.0
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN111953102A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 沈建新;王云沖;周方;唐兆鵬
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H02K1/27
• 分類號: H02K1/27;H02K1/32;H02K1/12;H02K5/20;H02K9/19
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 彭劍;胡紅娟

本發明公開了一種具有轉子儲油孔槽的低速外轉子永磁電機，包括內定子和外轉子，所述的外轉子固定在轉子外殼的內表面，所述轉子外殼的兩端設有端蓋，所述的外轉子包括轉子鐵芯以及沿周向交替設置在轉子鐵芯內表面的永磁體和鐵磁極，在轉子鐵芯的全部或部分的鐵磁極上設有儲油孔槽；所述內定子和外轉子之間的氣隙內設有液態冷卻媒質。利用本發明，可以解決現有低速外轉子永磁電機定子散熱困難的問題，在不影響電機電磁性能的情況下，通過改變電機的轉子結構，盡可能降低生產工藝成本，改善電機的散熱性能。

技術領域

本發明屬于電機技術領域，尤其是涉及一種具有轉子儲油孔槽的低速外轉子永磁電機。

背景技術

在外轉子電機中，能量損耗所產生的熱量主要集中于定子鐵芯和線圈，該熱量需通過定轉子之間的氣隙傳遞到轉子，再發散到電機之外。氣隙中一般只有空氣，且空氣的熱導率低，難以產生有效的傳導散熱；在低速電機中，通常情況下空氣流動性差，難以產生有效的對流散熱。因此，在低速外轉子電機中，定子熱量難以散出，容易造成定子過熱，影響電機的性能和壽命。因此，此類電機的冷卻技術尤為重要。

公開號為CN102857027A的中國專利文獻公開了一種封閉循環的外轉子風扇電機通風系統，其中轉子支架以電機轉軸為中心轉動，驅動電機內部形成內循環，由此產生對流散熱，改善散熱效果。但是該發明的結構在低速電機中難以形成足夠的循環風速，也就難以改善散熱；并且該結構需要安裝額外的機械裝置，增加了電機的安裝尺寸和成本。

對于低速外轉子電機，一種常用的改善冷卻方法是在電機氣隙中充入冷卻油(或者其他液態冷卻媒質，以下統稱為“液態冷卻媒質”)，可以把定子上的熱量通過這些液態冷卻媒質傳遞到轉子上。由于液態冷卻媒質會大大增加摩擦損耗，并且容易通過軸端的軸承部位滲漏，因此通常只在氣隙下部的三分之一左右的空間內充入液態冷卻媒質，因此，也只有定子下部三分之一左右的部位能夠有較好的散熱條件，而上部約三分之二左右的部位仍然散熱困難，并且造成定子的溫度分布非常不均勻。

為此，公告號為CN106972666A的中國專利文獻提出一種油冷、低耗外轉子永磁電機，該發明的轉子每個磁極都由永磁體構成(即全永磁極結構)，在永磁體的內圓弧面兩側削內角，再在由所有永磁體組成的整個圓筒狀結構的內表面上沿軸向開設旋進引流槽，在轉子磁軛的外表面沿軸向開設斜過流槽。該發明通過引流槽與斜過流槽中的液態冷卻媒質提高轉子的散熱能力，但是液態冷卻媒質不接觸定子，并不能有效改善定子的散熱，并且永磁體結構復雜，加工工藝繁瑣，大大提高了成本。

發明內容

為解決現有技術存在的低速外轉子永磁電機定子散熱困難的問題，本發明提供了一種具有轉子儲油孔槽的低速外轉子永磁電機，在不影響電機電磁性能的情況下，通過改變電機的轉子結構，盡可能降低生產工藝成本，改善電機的散熱性能。

一種具有轉子儲油孔槽的低速外轉子永磁電機，包括內定子和外轉子，所述的外轉子固定在轉子外殼的內表面，所述轉子外殼的兩端設有端蓋，所述的外轉子包括轉子鐵芯以及沿周向交替設置在轉子鐵芯內表面的永磁體和鐵磁極，在轉子鐵芯的全部或部分的鐵磁極上設有儲油孔槽；所述內定子和外轉子之間的氣隙內設有液態冷卻媒質。

本發明中，外轉子不再采用傳統的全永磁極結構，而是采用交替極結構，半數磁極由永磁體構成，而另半數的磁極由鐵磁極(鐵芯)構成，鐵磁極可以與轉子鐵芯一起加工，沒有附加的工藝成本，同時減少了昂貴的永磁體的用量。

在電機氣隙下部的三分之一左右的空間內充入液態冷卻媒質，因此，定子下部三分之一左右的部位中的熱量可以通過液態冷卻媒質傳遞到外轉子及機殼上。通過在外轉子的全部或者部分鐵磁極上開設儲油孔槽，當帶有儲油孔槽的轉子鐵磁極旋轉到下部三分之一左右空間時，氣隙內的液態冷卻媒質充入儲油孔槽中，當鐵磁極隨著轉子旋轉而位于上部三分之二左右空間時，液態冷卻媒質從儲油孔槽逐漸釋放，經過氣隙滴淋在上部三分之二左右的定子上，并由重力作用而回流至下部三分之一左右的氣隙內，進而將上部三分之二左右的定子里的熱量傳遞至外轉子和及機殼上。