[發明專利]一種內置集成雙軸流風機的油冷軸向磁通電機

有效

• 申請號: 202011315222.4
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112383193B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 陳起旭;王群京;李國麗;錢喆;孫澤輝
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: H02K9/06
• 分類號: H02K9/06;H02K9/10;H02K16/04;H02K9/197;H02K1/276;H02K1/16
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明

本發明提出一種內置集成雙軸流風機的油冷軸向磁通電機。軸向磁通電機采用雙定子/單轉子拓撲，雙軸流風機位于中間轉子兩側，雙軸流風機、轉子同軸連接。雙定子采用封閉浸油循環冷卻方案，定子鐵芯與端蓋設計有通油槽，定子鐵芯端面設計有擋板，油路在定子內部沿圓周方向，按多支路并聯“Z”型折返軌跡流動。一方面，轉子的軸流風機空冷方案提高了磁鋼端面、端蓋通風孔圓周面的對流換熱系數；另一方面，定子的封閉浸油循環方案，提高了定子繞組和定子鐵芯的對流換熱系數。電機內部集成雙軸流風機空冷和定子封閉浸油循環的混合冷卻方案，可以將定子、轉子以及軸承產生熱量快速的擴散到外界空氣中，從而提高了換熱效率，實現功率密度、扭矩密度的提高。

技術領域

本發明涉及一種應用于純能源汽車、混合動力汽車、石油鉆采領域的電機，具體涉及一種內置集成雙軸流風機的油冷軸向磁通電機。

背景技術

在純能源汽車、混合動力汽車、石油鉆采領域的電機多為徑向磁通的交流永磁同步電動機或者交流異步電動機，由于傳統徑向磁通電機軸向安裝尺寸較大，功率密度和效率都偏低，在這些空間要求嚴格、功率密度要求高的場合應用受到限制。

常規的軸向磁通電機，一般采用機座或者兩側端蓋上的翅片散熱或者端蓋水冷方案，在定子鐵芯與端蓋裝配誤差較大、較大負載或者高轉速工況下，電機產生大量熱量僅僅靠翅片或者水冷來換熱往往不能及時將熱量散帶走，給電機絕緣、溫升帶來極大挑戰。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提出一種內置集成雙軸流風機的油冷軸向磁通電機。軸向磁通電機采用雙定子/單轉子拓撲，雙軸流風機位于中間轉子兩側，固定在軸上。風路可以分成兩支風路，其中的一支風路，風從非驅動端端蓋的通風孔進入，經非驅動端軸流風機、非驅動端轉子磁鋼和定子鐵芯與之間的氣隙空氣，從機殼的一側通風孔流出；另一支風路，風從驅動端端蓋的通風孔進入，經驅動端軸流風機、驅動端轉子磁鋼和定子鐵芯與之間的氣隙空氣，從機殼的另一側通風孔流出。雙定子采用封閉浸油循環冷卻方案，定子鐵芯與端蓋設計有通油槽，定子鐵芯端面設計有擋板，油路在定子內部沿圓周方向，按多支路并聯”Z”型折返軌跡流動。一方面，轉子的軸流風機空冷方案提高了磁鋼端面、端蓋通風孔圓周面的對流換熱系數；另一方面，定子的封閉浸油循環方案，提高了定子繞組和定子鐵芯的對流換熱系數。電機內部集成雙軸流風機空冷和定子封閉浸油循環的混合冷卻方案，可以將電機產生熱量快速的擴散到外界空氣中，從而提高了換熱效率，實現功率密度、扭矩密度的顯著提高。

為了達到上述目的，本發明所采取的技術方案為：

一種內置集成雙軸流風機的油冷軸向磁通電機，軸向磁通電機采用雙定子/單轉子拓撲，轉子部分采用內置雙軸流風機散熱方案，雙軸流風機位于中間轉子兩側，固定在軸上，雙定子采用封閉浸油循環冷卻方案，定子鐵芯與端蓋設計有通油槽，定子鐵芯端面設計有擋板，油路在定子內部沿圓周方向，按多支路并聯“Z”型折返軌跡流動；電機包括非驅動端定子、驅動端定子、轉子、出線盒、旋轉變壓器；

磁路貫穿非驅動端定子、轉子和驅動端定子，兩側相同位置磁鋼按N-S-N-S配置；為了降低定子繞組的空間諧波和磁鋼渦流損耗，繞組采用分布繞組，轉子磁鋼徑向分段且沿圓周斜極分布，每一個極斜極的角度為一個槽距角，極槽配合采用18槽6極或者24槽8極；

風路可以分成兩支風路，其中的一支風路，風從非驅動端端蓋的通風孔進入，經非驅動端軸流風機、非驅動端轉子磁鋼和定子鐵芯之間的氣隙空氣，從機殼的一側通風孔流出；另一支風路，風從驅動端端蓋的通風孔進入，經驅動端軸流風機、驅動端轉子磁鋼和定子鐵芯之間的氣隙空氣，從機殼的另一側通風孔流出；