[發明專利]具有軸向多段轉子斜槽的雙內冷式高速感應電動機

在審

• 申請號: 202110642224.2
• 申請日: 2021-06-09
• 公開（公告）號: CN113904469A
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 韓繼超;劉玉飛;董桀辰;孫玉田;鄭萍;張春莉;王超;王洋;戈寶軍;陶大軍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學;哈爾濱電機廠有限責任公司;哈爾濱大電機研究所
• 主分類號: H02K1/16
• 分類號: H02K1/16;H02K1/20;H02K1/22;H02K1/32;H02K9/08;H02K9/19
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 楊紅娟

本發明公開了具有軸向多段轉子斜槽的雙內冷式高速感應電動機，它涉及電機領域。本發明為了解決現有高速感應電動機振動和噪聲較大和發熱嚴重的問題。轉子斜槽和中間連接環沿軸向交錯排布并相互連接，轉子斜槽以中間連接環為中心左右對稱，每段轉子斜槽沿轉子鐵芯外表面傾斜a角度，具有相同葉片安裝角度的抽出式軸流風扇和壓入式軸流風扇安裝在轉子端環兩側，漸變式軸向通風孔沿軸向貫穿整個轉子，定子槽中嵌入式導熱鐵芯與定子鐵芯軛部相連接，并與定子繞組接觸，定子槽中嵌入式導熱鐵芯內部開設有內冷式矩形通風道，水套位于機殼和端蓋內部，散熱翅位于端蓋表面。本發明減小了高速感應電動機振動和噪聲，增強了冷卻效果，結構簡單，便于實現。

技術領域：

本發明涉及具有軸向多段轉子斜槽的雙內冷式高速感應電動機，屬于電機領域。

背景技術：

由于高速電機具有體積較小、功率密度較大的特點，現如今被廣泛應用作驅動裝置，高速電機可以直接與高速負載相連，因此與常規電機相比省去了機械增速裝置，而高速感應電動機與高速永磁電機和高速開關磁阻電機相比具有成本低、控制技術成熟、實心轉子承受離心力大等優點而得到廣泛使用，然而隨著電機頻率的提高，隨之而來的高速感應電動機內部發熱與振動噪聲等問題越來越嚴重，影響到了高速感應電動機的使用壽命。

為了能夠有效地減小高速感應電動機的振動和噪聲，降低高速感應電動機定子鐵芯、定子繞組、轉子鐵芯和轉子導條的溫度，可以采用具有軸向多段轉子斜槽的雙內冷式高速感應電動機，有效地減小了由于高速感應電動機內部諧波磁場產生的振動和噪聲，明顯地增大了高速感應電動機內總流體流量，顯著地加快了高速感應電動機內冷卻氣體的流動速度，增大了冷卻氣體與定子鐵芯、定子繞組、轉子鐵芯和轉子導條的表面散熱系數，有效地降低了定子鐵芯、定子繞組、轉子鐵芯和轉子導條的最高溫度，確保高速感應電動機可以長期安全可靠運行。

發明內容：

本發明的目的是提供具有軸向多段轉子斜槽的雙內冷式高速感應電動機，以解決傳統高速感應電動機振動噪聲較大，定子鐵芯、定子繞組、轉子鐵芯和轉子導條溫度過高的問題，加快了高速感應電動機內冷卻氣體的流動速度，提高了高速感應電動機內冷卻氣體的利用率，有效地降低了高速感應電動機內各構件的溫度，增強了高速感應電動機安全穩定運行的能力。

本發明的具有軸向多段轉子斜槽的雙內冷式高速感應電動機，它包括定子鐵芯、轉子鐵芯、抽出式軸流風扇、轉子端環、漸變式轉子軸向通風孔、機殼、端蓋、水套、轉軸、中間連接環、壓入式軸流風扇、定子繞組、轉子斜槽、滾珠軸承、定子槽、內冷式矩形通風道、嵌入式導熱鐵芯、散熱翅，漸變式轉子軸向通風孔由進風孔、出風孔和兩孔之間氣體區域組成，轉子斜槽和中間連接環沿軸向交錯排布并相互連接，轉子斜槽以中間連接環為中心左右對稱，每段轉子斜槽沿轉子鐵芯外表面傾斜a角度，具有相同葉片安裝角度的抽出式軸流風扇和壓入式軸流風扇安裝在轉子端環兩側，漸變式軸向通風孔沿軸向貫穿整個轉子，定子槽中嵌入式導熱鐵芯與定子鐵芯軛部相連接，并與定子繞組接觸，定子槽中嵌入式導熱鐵芯內部開設有內冷式矩形通風道，水套位于機殼和端蓋內部，散熱翅位于端蓋表面。

定子軸向矩形通風道長度為20mm至30mm；定子軸向矩形通風道寬度為5mm至10mm；漸變式轉子軸向通風孔的進風口直徑為12mm至17mm；漸變式轉子軸向通風孔的出風口直徑為9mm至15mm；水套內冷卻水流速為1m/s至3m/s；轉子斜槽沿轉子鐵芯外表面傾斜角度a為20°至40°。

作為優選，所述的轉子區域兩端位置處轉子斜槽在圓周方向上稀疏，中間位置處轉子斜槽在圓周方向上密集，進一步減小了高速感應電動機的振動和噪聲，提高了高速感應電動機的穩定性和可靠性。

作為優選，所述的漸變式轉子軸向通風孔的截面形狀由圓形變為長方形，增大了轉子鐵芯和冷卻氣體的接觸面積，進一步降低了轉子鐵芯的溫度。

作為優選，所述的內冷式矩形通風道的截面由矩形變為梯形，增大了內冷式矩形通風道和嵌入式導熱鐵芯的接觸面積，進一步提高了冷卻氣體帶走嵌入式導熱鐵芯熱量的能力。