[發明專利]一種復合式散熱電機

在審

• 申請號: 202211643292.1
• 申請日: 2022-12-20
• 公開（公告）號: CN115882642A
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 王梁;王業博;陳進華
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: H02K3/24
• 分類號: H02K3/24;H02K9/19;H02K5/20;H02K1/20;H02K9/22;H02K9/06;H02K7/116
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 崔國艷

本發明公開了一種復合式散熱電機，包括殼體和設置于殼體內的電機本體，電機本體包括定子和轉子；殼體的內部設有循環液冷卻結構和軸向風冷結構；循環液冷卻結構包括冷卻液循環通道，冷卻液循環通道為封閉式結構，包括彼此連通的第一循環液通道、第二循環液通道、冷卻腔室，離心泵可轉動地設置于冷卻腔室內，并通過磁齒輪傳動機構與轉子動力連接；軸向風冷結構包括無軸扇葉以及相連通的第一軸向氣道、第二軸向氣道，用于將轉子以及殼體內的熱量沿電機本體軸向排出。本發明的有益效果是：具有循環液冷卻結構和軸向風冷結構兩種冷卻方式，有效降低電機內部溫度，提高了電機的承載能力及峰值輸出能力；無外加的動力源，占用空間小。

技術領域

本發明涉及電機領域，具體涉及一種復合散熱的電機。

背景技術

近些年來隨著各種機器的體積小型化，并且追求更大的功率及更高的效率，作為大部分機器核心動力部件的電機，需要電機必須具有更高的功率密度、更小的體型及更高的集成度。尤其是用于機器人關節、水下推進及無人機等場合，對于電機整體體積限制要求較高，且高功率密度電機會產生較高的鐵損、銅損及風摩損耗等損耗，這些損耗會導致電機溫度上升，當電機溫度超過最大工作溫度時，就會損壞電機。

現有電機的冷卻一般采用自然風冷、液冷及油冷的冷卻方式。自然風冷由于不對電機外加任何散熱措施，僅憑電機本身結構將電機熱量傳導至外部環境，該降溫方式較慢，已愈發難以滿足電機高功率密度的發展要求。現今的液冷及油冷的冷卻方式，需要串聯外部的冷卻裝置和外部動力源，但其體積較大，不符合電機對體型小型化、高度集成及高功率密度等的發展趨勢。因此設計一種高度集成的且無外部動力的具有復合散熱結構的電機時有必要的。

發明內容

針對相關技術中的問題，本發明提出一種用于加強內部空間散熱的冷卻結構及電機。

本發明采用如下技術方案實現：

本發明所述的一種復合式散熱電機，包括殼體和設置于殼體內的電機本體，定義沿電機本體軸向的一個方向為前向，另一個方向為后向，電機本體包括定子和轉子，定子通過定子架固設于殼體的內壁上，定子內用絕緣膠灌封有定子繞組，定子繞組留有接線端；轉子可轉動地穿設于定子中，轉子與定子之間設有轉動間隙；

所述的殼體的內部設有循環液冷卻結構和軸向風冷結構；

所述的循環液冷卻結構包括冷卻液循環通道，所述的冷卻液循環通道為封閉式結構，包括彼此連通的第一循環液通道、第二循環液通道、冷卻腔室，所述的第一循環液通道軸向貫穿定子的定子繞組，分別與第二循環液通道、冷卻腔室連通；冷卻腔室設置于轉子與殼體之間的空間內；所述的冷卻腔室中設有離心泵，離心泵可轉動地設置于冷卻腔室內，離心泵通過磁齒輪傳動機構與轉子動力連接，用于實現轉子與離心泵之間的動力傳遞；

所述的軸向風冷結構包括無軸扇葉以及相連通的第一軸向氣道、第二軸向氣道，數個無軸扇葉間隔設置于轉子的內壁面上；第一軸向氣道連通殼體的內外腔；第二軸向氣道連通轉子的內外腔，用于將轉子以及殼體內的熱量沿電機本體軸向排出。

優選的，所述的轉子包括電機轉軸和套設于電機轉軸外部的轉子鐵芯；

電機轉軸通過第一轉動軸承可轉動地穿設于殼體中，電機轉軸上設有定位斷面；

轉子鐵芯套設于電機轉軸的外部，轉子鐵芯的前端連接定位件、后端連接定位斷面，轉子鐵芯的內壁沿周向間隔設有數個無軸扇葉；

定位斷面上設有轉軸通孔、定位件上設有定位件通孔，轉軸通孔、定位件通孔構成第二軸向氣道。

優選的，磁齒輪傳動機構包括高速端永磁體、磁齒輪低速端鐵芯、低速端永磁體以及磁齒輪調制環，高速端永磁體設置于定位件的前端面上；磁齒輪低速端鐵芯設置于離心泵的后方，并與離心泵的輸入部連接，磁齒輪低速端鐵芯的后端部設有低速端永磁體，冷卻腔室的后壁設有磁齒輪調制環；低速端永磁體與高速端永磁體相互吸引，用于實現轉子與離心泵之間的動力傳遞。