專利名稱：具有風(fēng)冷散熱結(jié)構(gòu)的永磁同步電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種電機(jī)的定子改進(jìn)結(jié)構(gòu)，具體是指具有風(fēng)冷散熱結(jié)構(gòu)的永磁同步電機(jī)。
背景技術(shù)：
永磁電機(jī)以永磁體替代勵(lì)磁繞組建立勵(lì)磁磁場(chǎng)。穩(wěn)態(tài)情況下，主極磁場(chǎng)隨著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)動(dòng)，因此轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦是同步轉(zhuǎn)速，定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)恒與永磁體建立的主極磁場(chǎng)保持相對(duì)靜止，它們之間相互作用并產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)并進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。目前國(guó)內(nèi)的永磁同步電機(jī)的散熱方式基本都采用表面自然冷卻或冷卻液冷卻，其中表面自然冷卻方式一般為增大電機(jī)的散熱表面積，均會(huì)在定子外部套上熱阻小、散熱效 果好的招制外殼，而且外殼表面還分布有散熱片，靠電機(jī)外殼表面的熱福射和空氣自然流動(dòng)獲得冷卻，不加裝其他專門的冷卻裝置，電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的熱量通過(guò)鐵芯、繞組、夕卜殼等通道向外散發(fā)，徑向散熱通道過(guò)長(zhǎng)造成電機(jī)總的熱阻較大，電機(jī)的熱量較難散出，從而導(dǎo)致散熱效果不理想，不過(guò)，這種散熱方式具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，基本不用維護(hù)，制造成本低、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，表面自然冷卻方式雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，但其冷卻效果不好，而且存在由于要增加表面散熱面積而導(dǎo)致外形尺寸増大的缺點(diǎn)；冷卻液冷卻方式一般是在電機(jī)定子的外部套上水冷殼體，殼體上具有螺旋水道或軸向水道，電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的熱量通過(guò)水道中循環(huán)的冷卻液帶走，水的比熱容較大、散熱能力較好，所以此種方式的散熱效果較好，同時(shí)此種散熱方式也存在內(nèi)部構(gòu)造復(fù)雜、防漏密封要求提高、制造成本増加、環(huán)境適應(yīng)性受到限制等缺點(diǎn)，冷卻效果良好，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修不變，環(huán)境適應(yīng)性較差。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供具有風(fēng)冷散熱結(jié)構(gòu)的永磁同步電機(jī)，解決目前的永磁同步電機(jī)定子散熱的途徑長(zhǎng)、總的熱阻較大、散熱效果不好、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題。本實(shí)用新型的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)具有風(fēng)冷散熱結(jié)構(gòu)的永磁同步電機(jī)，包括定子本體，定子本體由定子沖片疊壓而成，兩端分別直接安裝前端蓋和后端蓋，定子本體的齒部構(gòu)成繞組鐵芯，在繞組鐵芯上安裝有定子繞組，在前端蓋和后端蓋之間通過(guò)軸承安裝電機(jī)軸，轉(zhuǎn)子冷壓在電機(jī)軸上，在電機(jī)軸的末端上安裝有旋轉(zhuǎn)變壓器，在所述定子本體的軛部上開設(shè)有多個(gè)通風(fēng)孔，通風(fēng)孔的軸線與定子本體的軸線平行，通風(fēng)孔貫穿整個(gè)定子本體，在前端蓋和后端蓋上分別設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)ロ。定子本體整體的外部結(jié)構(gòu)為正六面柱或者正八面柱，為了便于其作為整個(gè)電機(jī)的外殼安裝和放置，采用正六面柱或者正八面柱結(jié)構(gòu)，也可以采用圓柱形等其它結(jié)構(gòu)，定子本體由定子沖片疊壓而成，其內(nèi)部為空腔結(jié)構(gòu)，該空腔為圓柱體，空腔與定子本體同軸，定子齒形成定子繞組的鐵心骨架，在定子齒上纏繞定子線圈，在定子本體的側(cè)壁上設(shè)置多個(gè)通風(fēng)孔，通風(fēng)孔貫穿整個(gè)定子本體，通風(fēng)孔可以為直線形，其軸線與定子本體的軸線相互平行，前端蓋與定子本體之間直接安裝，后端蓋與定子本體之間直接安裝，由通風(fēng)孔將前后端蓋與定子形成的空腔連通；當(dāng)定子繞組工作吋，定子繞組的電流方向反復(fù)變化，會(huì)在定子本體上形成方向反復(fù)變化的磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)產(chǎn)生渦流損耗及磁滯損耗，產(chǎn)生熱量，此為鐵損；定子線圈因電流傳導(dǎo)產(chǎn)生的熱量，此為銅損。銅損通過(guò)線圈與定子的接觸將熱量直接傳遞至定子本體，在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，定子本體產(chǎn)生的鐵損也隨之加大，這些熱量由定子本體的通風(fēng)孔傳遞給空氣，并由后端蓋上的出風(fēng)ロ排出，相對(duì)于傳統(tǒng)電機(jī)的由定子繞組、定子殼體、電機(jī)殼體、散熱片散熱的方式，定子繞組的熱量直接傳遞至定子本體，由定子本體傳遞出去，減少了熱量傳遞的路徑，減小了熱阻，將散熱的能力提高了 2 4倍，而且，通風(fēng)孔占據(jù)了ー定的體積，由于不需要另外在定子外部加套殼體，使得電機(jī)結(jié)構(gòu)更加緊湊、大大縮小電機(jī)徑向尺寸；其冷卻介質(zhì)是空氣、因此其漏密封要求較冷卻液冷卻結(jié)構(gòu)低、制造成本降低、在使用過(guò)程中基本可以實(shí)現(xiàn)免維護(hù)，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。所述通風(fēng)孔的橫截面為任意形狀，其側(cè)壁與定子沖片的距離相等。所述的通風(fēng)孔均勻分布在定子本體的側(cè)壁上。所述通風(fēng)孔橫面積之和為定子本體側(cè)壁橫面積的30% 55%。進(jìn)ー步講，作為通風(fēng)孔的優(yōu)化設(shè)計(jì)，需要控制通風(fēng)孔總橫截面面積與定子本體側(cè)壁橫面積的比例為30 55 :100。所述進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)ロ分別位于永磁同步電機(jī)的對(duì)角線上。為了最佳的換熱效果，盡量多的排出定子的熱量，采用進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)ロ對(duì)角線的分布形式，可以提高散熱效果。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果I本實(shí)用新型具有風(fēng)冷散熱結(jié)構(gòu)的永磁同步電機(jī)，相對(duì)于傳統(tǒng)電機(jī)的由定子繞組、定子殼體、電機(jī)殼體、散熱片散熱的方式，定子繞組的熱量直接傳遞至定子本體，由定子本體傳遞出去，減少了熱量傳遞的路徑，減小了熱阻，將散熱的能力提高了 2 4倍，而且，通風(fēng)孔占據(jù)了一定的體積，由于不需要另外在定子外部加套殼體，使得電機(jī)結(jié)構(gòu)更加緊湊、大大縮小電機(jī)徑向尺寸；其冷卻介質(zhì)是空氣、因此其漏密封要求較冷卻液冷卻結(jié)構(gòu)低、制造成本降低、在使用過(guò)程中基本可以實(shí)現(xiàn)免維護(hù)，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)；2本實(shí)用新型具有風(fēng)冷散熱結(jié)構(gòu)的永磁同步電機(jī)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工エ藝較簡(jiǎn)單，成本較低；3本實(shí)用新型具有風(fēng)冷散熱結(jié)構(gòu)的永磁同步電機(jī)，組裝方便，エ藝簡(jiǎn)單，沒有了外殼和散熱片，重量較輕，整機(jī)成本低廉，適于推廣。

圖I為本實(shí)用新型外部結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型半剖結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型定子本體結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中標(biāo)記及相應(yīng)的零部件名稱I-定子本體，2-定子沖片，3-通風(fēng)孔，4-前端蓋，5-旋轉(zhuǎn)變壓器，6_后端蓋，7_出風(fēng)ロ，8-轉(zhuǎn)子，9-進(jìn)風(fēng)ロ，10-電機(jī)軸，11-軸承，12-定子繞組。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)ー步的詳細(xì)說(shuō)明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
實(shí)施例如圖I至3所示，本實(shí)用新型具有風(fēng)冷散熱結(jié)構(gòu)的永磁同步電機(jī)，包括依次連接的前端蓋4、定子本體I、以及后端蓋6，定子本體I由沖壓成型的定子沖片2疊壓而成，整體的外部結(jié)構(gòu)為正六面柱，為了便于其作為整個(gè)電機(jī)的外殼安裝和放置，也可以采用正八面柱、圓柱形等其它結(jié)構(gòu)，定子本體I的內(nèi)部為空腔結(jié)構(gòu)，該空腔為圓柱體，空腔與定子本體I同軸，定子齒形成定子繞組的鐵心骨架，在定子齒上纏繞有定子繞組12，電機(jī)轉(zhuǎn)子8冷壓在電機(jī)軸10上組成轉(zhuǎn)子軸，轉(zhuǎn)子軸通過(guò)前后軸承11固定在前端蓋4和后端蓋6之間,在電機(jī)軸10末端上安裝有旋轉(zhuǎn)變壓器5，在定子本體I的軛部上設(shè)置多個(gè)通風(fēng)孔3，通風(fēng)孔3連通定子本體I的兩個(gè)端面，通風(fēng)孔3可以為直線形，則其軸線與定子本體I的軸線相互平行，通風(fēng)孔3橫面積之和為定子本體I側(cè)壁橫面積的30% 55% ;前端蓋4與定子本體I之間形成空腔，后端蓋6與定子本體I之間形成空腔，由通風(fēng)孔3將兩個(gè)空腔連通，在前端蓋4上設(shè)置有進(jìn)風(fēng)ロ 9，在后端蓋6上設(shè)置出風(fēng)ロ 7，進(jìn)風(fēng)ロ 9和出風(fēng)ロ 7位于電機(jī)的對(duì)角線上。 以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)上對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.具有風(fēng)冷散熱結(jié)構(gòu)的永磁同步電機(jī)，包括定子本體(1)，定子本體(I)由定子沖片(2)疊壓而成，兩端分別直接安裝前端蓋(4)和后端蓋(6)，定子本體(I)的齒部構(gòu)成繞組鐵芯，在繞組鐵芯上安裝有定子繞組(12)，在前端蓋(4)和后端蓋(6)之間通過(guò)軸承(11)安裝電機(jī)軸(10)，轉(zhuǎn)子(8)冷壓在電機(jī)軸(10)上，在電機(jī)軸(10)的末端上安裝有旋轉(zhuǎn)變壓器(5)，其特征在于在所述定子本體(I)的軛部上開設(shè)有多個(gè)通風(fēng)孔(3)，通風(fēng)孔(3)的軸線與定子本體(I)的軸線平行，通風(fēng)孔(3)貫穿整個(gè)定子本體(1)，在前端蓋(4)和后端蓋(6)上分別設(shè)置有進(jìn)風(fēng)ロ(9)和出風(fēng)ロ(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有風(fēng)冷散熱結(jié)構(gòu)的永磁同步電機(jī)，其特征在于所述通風(fēng)孔(3)的橫截面為任意形狀，其側(cè)壁與定子沖片(2)的距離相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有風(fēng)冷散熱結(jié)構(gòu)的永磁同步電機(jī)，其特征在于所述的通風(fēng)孔(3)均勻分布在定子本體(I)的側(cè)壁上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任意一項(xiàng)所述的具有風(fēng)冷散熱結(jié)構(gòu)的永磁同步電機(jī)，其特征在于所述通風(fēng)孔橫面積之和為定子本體(I)側(cè)壁橫面積的30% 55%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有風(fēng)冷散熱結(jié)構(gòu)的永磁同步電機(jī)，其特征在于所述進(jìn)風(fēng)ロ(9)和出風(fēng)ロ(7)分別位于永磁同步電機(jī)的對(duì)角線上。
專利摘要本實(shí)用新型公布了具有風(fēng)冷散熱結(jié)構(gòu)的永磁同步電機(jī)，包括定子本體，定子本體由定子沖片疊壓而成，兩端分別直接安裝前端蓋和后端蓋，定子本體的齒部構(gòu)成繞組鐵芯，在繞組鐵芯上安裝有定子繞組，在前端蓋和后端蓋之間通過(guò)軸承安裝電機(jī)軸，轉(zhuǎn)子冷壓在電機(jī)軸上，在電機(jī)軸的末端上安裝有旋轉(zhuǎn)變壓器，其特征在于在所述定子本體的軛部上開設(shè)有多個(gè)通風(fēng)孔，通風(fēng)孔的軸線與定子本體的軸線平行，通風(fēng)孔貫穿整個(gè)定子本體，在前端蓋和后端蓋上分別設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口。本實(shí)用新型將散熱的能力提高了2~4倍，電機(jī)結(jié)構(gòu)更加緊湊、大大縮小電機(jī)徑向尺寸；其冷卻介質(zhì)是空氣、密封要求低、制造成本降低、在使用過(guò)程中基本可以實(shí)現(xiàn)免維護(hù)。
文檔編號(hào)H02K21/02GK202663263SQ201220362509
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月25日
發(fā)明者樊成芳, 何勤, 張闖, 周靜 申請(qǐng)人:成都聯(lián)騰動(dòng)力控制技術(shù)有限公司