[發(fā)明專利]一種永磁電機的冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110302253.4
• 申請日: 2021-03-22
• 公開（公告）號: CN112803635B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳勝男;佟文明;郝大全
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H02K1/20
• 分類號: H02K1/20;H02K1/18;H02K1/16;H02K5/20;H02K9/08;H02K9/19;H02K1/27
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務(wù)所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍;王聰耀

本發(fā)明涉及一種永磁電機冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，包括電機本體和冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，電機本體包括機殼、定子鐵心、定子繞組、永磁體、轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有轉(zhuǎn)子鐵心，轉(zhuǎn)子鐵心上固定有永磁體，定子鐵心固定于機殼上，并且定子鐵心上設(shè)置有定子槽，定子繞組設(shè)置在定子槽內(nèi)，定子鐵心和永磁體之間為空氣隙，定子鐵心上沿圓周方向固定有多個水冷板，水冷板上設(shè)置有冷卻水管，用以連通相鄰的水冷板；一組相鄰的水冷板上分別連接有入水管和出水管；機殼與定子鐵心之間設(shè)置有軸向風(fēng)道；轉(zhuǎn)軸的一端端部上設(shè)置有離心式風(fēng)扇。本發(fā)明適用于高功率密度電機，適用性強、冷卻效率高、結(jié)構(gòu)簡單的永磁電機冷卻系統(tǒng)方案，保證電機可靠運行，降低電機制造成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電機技術(shù)領(lǐng)域，具體涉一種高功率密度永磁電機的冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有電機冷卻系統(tǒng)主要分為風(fēng)冷和水冷以及混合冷卻系統(tǒng)，液體冷卻介質(zhì)如水、油等比熱容比氣體大，因此冷卻效果比風(fēng)冷好。傳統(tǒng)水冷方式通常為機殼水冷，冷卻劑離熱源較遠，尤其對于轉(zhuǎn)子來說，散熱效果較差，影響電機安全性能；還有一種水冷方式是在定子上插入冷卻管道，比如定子槽內(nèi)、定子軛部插入冷卻管道，中國專利CN211183564U中即是在定子槽內(nèi)插入冷卻管道，這種冷卻方式雖然拉近了與熱源的距離，但是槽內(nèi)冷卻管道占用槽內(nèi)空間，不適用于定子多槽結(jié)構(gòu)電機，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝配難度高。還有一種冷卻方式為冷卻液直接和電機內(nèi)部熱源接觸，如中國專利CN112271858A，這種冷卻方式雖然效果較好，但對密封要求較高，冷卻裝置部件多，冷卻結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，并且冷卻介質(zhì)只能是油。

綜上，傳統(tǒng)水冷方式散熱效果較差，影響電機安全性能；插入冷卻管道的方式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝配難度高；冷卻液的方式對密封要求較高，冷卻裝置部件多，冷卻結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：

本發(fā)明提出一種高功率密度永磁電機的冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其目的是解決現(xiàn)有冷卻結(jié)構(gòu)中散熱效果較差、影響電機安全性能、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等問題。本發(fā)明適用于高功率密度電機，適用性強、冷卻效率高、結(jié)構(gòu)簡單的永磁電機冷卻系統(tǒng)方案，保證電機可靠運行，降低電機制造成本。

技術(shù)方案：

一種永磁電機冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，包括電機本體和設(shè)置于電機本體上的冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，電機本體包括機殼、定子鐵心、定子繞組、永磁體、轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有轉(zhuǎn)子鐵心，轉(zhuǎn)子鐵心上固定有永磁體，定子鐵心固定于機殼上，并且定子鐵心上設(shè)置有定子槽，定子繞組設(shè)置在定子槽內(nèi)，定子鐵心和永磁體之間為空氣隙，冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括水冷板和離心式風(fēng)扇，定子鐵心上沿圓周方向固定有多個水冷板，水冷板上設(shè)置有冷卻水管，用以連通相鄰的水冷板；一組相鄰的水冷板上分別連接有入水管和出水管；機殼與定子鐵心之間設(shè)置有軸向風(fēng)道；轉(zhuǎn)軸的一端端部上設(shè)置有離心式風(fēng)扇。

水冷板為Π型結(jié)構(gòu)，水冷板分為軸向段和徑向段，軸向段的兩端豎直連通徑向段，形成Π型結(jié)構(gòu)，軸向段與機殼和定子鐵心外圓緊密接觸，徑向段與定子鐵心兩端端部和定子繞組緊密接觸。

軸向段兩側(cè)面上焊接有換熱翅片。

定子繞組直接纏繞在徑向段上。

水冷板為高強度合金水冷板。

相鄰水冷板之間通過冷卻水管依次首尾串聯(lián)連接，形成連通的冷卻管路，其中一組相鄰的水冷板上分別連接有入水管和出水管，該組相鄰的水冷板不相通，作為冷卻管路的入口和出口。

定子鐵心沿圓周方向陣列設(shè)置有定子鐵心卡槽，機殼沿圓周方向陣列設(shè)置有機殼卡槽，定子鐵心卡槽和機殼卡槽相對應(yīng)，共同夾持對應(yīng)的水冷板。

離心式風(fēng)扇和轉(zhuǎn)軸同軸安裝，驅(qū)動冷卻空氣在電機內(nèi)部封閉循環(huán)。

有益效果：