電機(jī)轉(zhuǎn)子冷卻器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種電機(jī)轉(zhuǎn)子冷卻器，包括：散熱器，設(shè)置在電機(jī)的外部，并且靠近電機(jī)定子的位置；電機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)部，電機(jī)軸外側(cè)分布有若干轉(zhuǎn)子熱超導(dǎo)管；所述轉(zhuǎn)子熱超導(dǎo)管的一側(cè)連接在熱超導(dǎo)環(huán)上；導(dǎo)熱管連接散熱器和熱超導(dǎo)環(huán)，所述導(dǎo)熱管靠近熱超導(dǎo)環(huán)的一端帶有導(dǎo)熱滑塊，所述導(dǎo)熱滑塊貼緊熱超導(dǎo)環(huán)。本實(shí)用新型冷卻裝置的安裝不需要對(duì)原電機(jī)進(jìn)行改動(dòng)，且體積小，重量輕；超導(dǎo)熱管等溫性能好，導(dǎo)熱時(shí)產(chǎn)生自振不產(chǎn)生圬垢和通風(fēng)阻力，始終保持良好的傳熱效率，不影響電機(jī)的工作，沒(méi)有噪音污染；使用壽命10年以上，單根熱管可拆卸更換，維護(hù)簡(jiǎn)單成本低。
【專(zhuān)利說(shuō)明】電機(jī)轉(zhuǎn)子冷卻器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電機(jī)冷卻裝置，尤其涉及一種電機(jī)轉(zhuǎn)子冷卻器。
【背景技術(shù)】
[0002]電機(jī)和發(fā)電機(jī)(統(tǒng)稱(chēng)電機(jī))在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中，其內(nèi)部將同時(shí)產(chǎn)生損耗。由于損耗的存在，將直接影響到電機(jī)的效率和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性；另一方面，由于損耗的能量最終轉(zhuǎn)化為熱能，如果不及時(shí)把熱量散發(fā)走，會(huì)導(dǎo)致電機(jī)的溫度升高，進(jìn)而燒毀電機(jī)中耐熱性能最差的繞組絕緣層。這將直接影響到電機(jī)所用的絕緣材料的壽命，并限制電機(jī)的輸出，嚴(yán)重時(shí)能夠?qū)㈦姍C(jī)燒毀。所以，電機(jī)的發(fā)熱與冷卻問(wèn)題將直接影響到電機(jī)的選擇和運(yùn)行方式。因此，一要在設(shè)計(jì)時(shí)注意合理減少電機(jī)的損耗；二要努力改善冷卻條件，使熱量能有效地、盡快地散發(fā)出去。
[0003]轉(zhuǎn)子是電機(jī)的心臟，目前的電機(jī)冷卻主要采用氣冷或水冷的方式，國(guó)外電機(jī)的轉(zhuǎn)子大多數(shù)采用水冷卻技術(shù)，但是水冷系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)維修比較困難，同時(shí)占地面積也過(guò)大。而空氣冷卻的全空冷電機(jī)因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用安全、高效節(jié)能、維護(hù)簡(jiǎn)便等特點(diǎn)深受?chē)?guó)內(nèi)外市場(chǎng)的歡迎。例如以下現(xiàn)有技術(shù):
[0004]DE 42 42 132 Al中公開(kāi)過(guò)一種用于電機(jī)的冷卻系統(tǒng)，這種冷卻系統(tǒng)涉及的是一種內(nèi)冷循環(huán)系統(tǒng)。這種內(nèi)冷系統(tǒng)可讓冷卻劑沿軸向雙向流過(guò)轉(zhuǎn)子冷卻通道。通過(guò)轉(zhuǎn)子冷卻通道的這種雙向通流，可產(chǎn)生電機(jī)內(nèi)部冷卻循環(huán)。為能實(shí)現(xiàn)這種冷卻循環(huán)，需要在轉(zhuǎn)子端面上分別設(shè)置兩個(gè)風(fēng)扇。
[0005]DE 44 43 427 C2中公開(kāi)過(guò)一種轉(zhuǎn)子為單向通流的內(nèi)冷循環(huán)系統(tǒng)。設(shè)置在轉(zhuǎn)子上、徑向上位于繞組端部?jī)?nèi)部的風(fēng)扇葉片將冷卻空氣流吹向繞組端部。冷卻空氣通過(guò)布置在定子周邊的冷卻通道流向電機(jī)另一端，并在此處經(jīng)過(guò)繞組端部流向轉(zhuǎn)子，最終流入轉(zhuǎn)子冷卻通道，冷卻空氣從轉(zhuǎn)子冷卻通道出發(fā)，再次到達(dá)風(fēng)扇葉片。
[0006]這種空氣冷卻的方式大多需要設(shè)置風(fēng)扇，無(wú)風(fēng)扇空氣冷卻需要在電機(jī)內(nèi)部設(shè)置磁場(chǎng)，組裝和維修不便，工作效率受限。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型提供了一種電機(jī)轉(zhuǎn)子冷卻器，采用熱超導(dǎo)物質(zhì)導(dǎo)出電機(jī)內(nèi)部關(guān)鍵部位的發(fā)熱量，維持電機(jī)合理溫升及溫度，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決:
[0008]一種電機(jī)轉(zhuǎn)子冷卻器，包括:散熱器，設(shè)置在電機(jī)的外部，并且靠近電機(jī)定子的位置；電機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)部，電機(jī)軸外側(cè)分布有若干轉(zhuǎn)子熱超導(dǎo)管；所述轉(zhuǎn)子熱超導(dǎo)管的一側(cè)連接在熱超導(dǎo)環(huán)上；導(dǎo)熱管連接散熱器和熱超導(dǎo)環(huán)，所述導(dǎo)熱管靠近熱超導(dǎo)環(huán)的一端帶有導(dǎo)熱滑塊，所述導(dǎo)熱滑塊貼緊熱超導(dǎo)環(huán)。
[0009]“熱管”技術(shù)充分利用了熱傳導(dǎo)原理與致冷介質(zhì)的快速熱傳遞性質(zhì)，透過(guò)熱管將發(fā)熱物體的熱量迅速傳遞到熱源外，其導(dǎo)熱能力超過(guò)任何已知金屬的導(dǎo)熱能力。熱超導(dǎo)管由管殼、吸液芯和端蓋組成。熱管內(nèi)部是被抽成負(fù)壓狀態(tài)，充入適當(dāng)?shù)囊后w，這種液體沸點(diǎn)低，容易揮發(fā)。管壁有吸液芯，其由毛細(xì)多孔材料構(gòu)成。熱管一段為蒸發(fā)端，另外一段為冷凝端，當(dāng)熱管一端受熱時(shí)，毛細(xì)管中的液體迅速蒸發(fā)，蒸氣在微小的壓力差下流向另外一端，并且釋放出熱量，重新凝結(jié)成液體，液體再沿多孔材料靠毛細(xì)力的作用流回蒸發(fā)段，如此循環(huán)不止，熱量由熱管一端傳至另外一端。這種循環(huán)是快速進(jìn)行的，熱量可以被源源不斷地傳導(dǎo)開(kāi)來(lái)。本實(shí)用新型通過(guò)內(nèi)置的轉(zhuǎn)子熱超導(dǎo)管將電機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)的熱量傳導(dǎo)到熱超導(dǎo)環(huán)，由于熱超導(dǎo)環(huán)隨著電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，采用導(dǎo)熱滑塊接觸導(dǎo)熱，將熱超導(dǎo)環(huán)匯集的熱量通過(guò)導(dǎo)熱管傳導(dǎo)給散熱器，實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)子高效散熱。
[0010]針對(duì)以上技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的散熱器還連接有若干定子熱超導(dǎo)管，所述若干定子熱超導(dǎo)管的另一端連接電機(jī)定子。定子熱超導(dǎo)管的蒸發(fā)端連接電機(jī)定子，冷凝端連接散熱器。
[0011]針對(duì)以上技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的電機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)部還設(shè)有轉(zhuǎn)子溫度傳感器，所述的電機(jī)定子內(nèi)部分布有若干定子溫度傳感器。所述的溫度傳感器均為嵌入式溫度傳感器，信號(hào)連接冷卻器嵌入式計(jì)算機(jī)。
[0012]針對(duì)以上技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的電機(jī)軸設(shè)有電機(jī)軸承，所述的電機(jī)軸承上設(shè)置有軸承聲音傳感器。所述的軸承聲音傳感器為嵌入式軸承聲音傳感器，信號(hào)連接冷卻器嵌入式計(jì)算機(jī)。
[0013]針對(duì)以上技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的電機(jī)軸內(nèi)部還設(shè)有扭矩傳感器。所述的扭矩傳感器為嵌入式扭矩傳感器，信號(hào)連接冷卻器嵌入式計(jì)算機(jī)。
[0014]針對(duì)以上技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的散熱器是水冷或風(fēng)冷散熱器，由冷卻器嵌入式計(jì)算機(jī)控制散熱器工作。
[0015]本實(shí)用新型采用熱超導(dǎo)物質(zhì)導(dǎo)出電機(jī)內(nèi)部關(guān)鍵部位的發(fā)熱量，采用計(jì)算機(jī)智能控制軟件維持電機(jī)合理溫升及溫度，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能，其有益效果是:
[0016]1.安裝方便:冷卻裝置的安裝不需要對(duì)原電機(jī)進(jìn)行改動(dòng)，且體積小，重量輕；
2.安全可靠:超導(dǎo)熱管等溫性能好，導(dǎo)熱時(shí)產(chǎn)生自振不產(chǎn)生圬垢和通風(fēng)阻力，始終保持良好的傳熱效率，不影響電機(jī)的工作，沒(méi)有噪音污染； 3.使用壽命長(zhǎng):超導(dǎo)熱管余熱回收裝置使用壽命10年以上，單根熱管可拆卸更換，維護(hù)簡(jiǎn)單成本低。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型轉(zhuǎn)子散熱結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；
[0019]其中:1-電機(jī)，2-電機(jī)定子，3-電機(jī)轉(zhuǎn)子，4-電機(jī)軸，5-轉(zhuǎn)子熱超導(dǎo)管，6-導(dǎo)熱管，8-熱超導(dǎo)環(huán),7-導(dǎo)熱滑塊,9-散熱器,10-電機(jī)端蓋,11-電機(jī)軸承，12-軸承聲音傳感器，13-轉(zhuǎn)子溫度傳感器，14-扭矩傳感器，15-定子溫度傳感器，16-冷卻器嵌入式計(jì)算機(jī)，17-定子熱超導(dǎo)管。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面以應(yīng)用于通信基站為例，結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述:[0021 ] 參見(jiàn)圖1，一種電機(jī)轉(zhuǎn)子冷卻器，包括:散熱器9，設(shè)置在電機(jī)I的外部，并且靠近電機(jī)定子2的位置；其特征在于，電機(jī)轉(zhuǎn)子3內(nèi)部，電機(jī)軸4外側(cè)分布有若干轉(zhuǎn)子熱超導(dǎo)管5 ；所述轉(zhuǎn)子熱超導(dǎo)管5的一側(cè)連接在熱超導(dǎo)環(huán)8上；導(dǎo)熱管6連接散熱器9和熱超導(dǎo)環(huán)8，所述導(dǎo)熱管6靠近熱超導(dǎo)環(huán)8的一端帶有導(dǎo)熱滑塊7，所述導(dǎo)熱滑塊7貼緊熱超導(dǎo)環(huán)8。
[0022]所述的散熱器9水冷或風(fēng)冷散熱器，還連接有若干定子熱超導(dǎo)管17，所述若干定子熱超導(dǎo)管17的另一端連接電機(jī)定子2。
[0023]所述的電機(jī)轉(zhuǎn)子3內(nèi)部還設(shè)有轉(zhuǎn)子溫度傳感器13，所述的電機(jī)定子2內(nèi)部分布有若干定子溫度傳感器15。所述的電機(jī)軸4設(shè)有電機(jī)軸承11，所述的電機(jī)軸承11上設(shè)置有軸承聲音傳感器12。所述的電機(jī)軸4內(nèi)部還設(shè)有扭矩傳感器。
[0024]所述的軸承聲音傳感器12、轉(zhuǎn)子溫度傳感器13、扭矩傳感器14和定子溫度傳感器15均為嵌入式傳感器，信號(hào)連接到冷卻器嵌入式計(jì)算機(jī)16，由冷卻器嵌入式計(jì)算機(jī)16根據(jù)所收到的傳感器信號(hào)控制散熱器9工作。
[0025]本實(shí)用新型的工作原理是:
[0026]“熱管”技術(shù)充分利用了熱傳導(dǎo)原理與致冷介質(zhì)的快速熱傳遞性質(zhì)，透過(guò)熱管將發(fā)熱物體的熱量迅速傳遞到熱源外，其導(dǎo)熱能力超過(guò)任何已知金屬的導(dǎo)熱能力。熱超導(dǎo)管由管殼、吸液芯和端蓋組成。熱管內(nèi)部是被抽成負(fù)壓狀態(tài)，充入適當(dāng)?shù)囊后w，這種液體沸點(diǎn)低，容易揮發(fā)。管壁有吸液芯，其由毛細(xì)多孔材料構(gòu)成。熱管一段為蒸發(fā)端，另外一段為冷凝端，當(dāng)熱管一端受熱時(shí)，毛細(xì)管中的液體迅速蒸發(fā)，蒸氣在微小的壓力差下流向另外一端，并且釋放出熱量，重新凝結(jié)成液體，液體再沿多孔材料靠毛細(xì)力的作用流回蒸發(fā)段，如此循環(huán)不止，熱量由熱管一端傳至另外一端。這種循環(huán)是快速進(jìn)行的，熱量可以被源源不斷地傳導(dǎo)開(kāi)來(lái)。
[0027]本實(shí)用新型通過(guò)內(nèi)置的轉(zhuǎn)子熱超導(dǎo)管5將電機(jī)轉(zhuǎn)子3內(nèi)的熱量由轉(zhuǎn)子熱超導(dǎo)管5的蒸發(fā)端傳導(dǎo)到熱超導(dǎo)環(huán)8 —側(cè)的冷凝端，由于熱超導(dǎo)環(huán)8隨著電機(jī)轉(zhuǎn)子3轉(zhuǎn)動(dòng)，采用導(dǎo)熱滑塊7接觸導(dǎo)熱，將熱超導(dǎo)環(huán)8匯集的熱量通過(guò)導(dǎo)熱管6傳導(dǎo)給散熱器9，實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)子高效散熱。同時(shí)，連接電機(jī)定子2和散熱器9的定子熱超導(dǎo)管17將電機(jī)定子2中的熱量從電機(jī)定子一側(cè)的蒸發(fā)端傳遞給散熱器9 一側(cè)的冷凝端，進(jìn)一步由散熱器9散熱。實(shí)現(xiàn)電機(jī)定子和電機(jī)轉(zhuǎn)子同步散熱，超導(dǎo)熱管等溫性能好，導(dǎo)熱時(shí)產(chǎn)生自振不產(chǎn)生圬垢和通風(fēng)阻力，始終保持良好的傳熱效率，不影響電機(jī)的工作，沒(méi)有噪音污染，散熱效率高。
[0028]另外，本實(shí)用新型中的轉(zhuǎn)子熱超導(dǎo)管5和定子熱超導(dǎo)管17均為可拆卸熱管，例如轉(zhuǎn)子熱超導(dǎo)管5出現(xiàn)故障或達(dá)到使用極限時(shí)，只需打開(kāi)電機(jī)端蓋10，將連接在熱超導(dǎo)環(huán)8上的需要更換的熱超導(dǎo)管抽出，并重新裝上新的轉(zhuǎn)子熱超導(dǎo)管5即可。本超導(dǎo)熱管余熱回收裝置使用壽命10年以上，維護(hù)簡(jiǎn)單成本低，且體積小、重量輕，美觀實(shí)用。
[0029]采用嵌入式計(jì)算機(jī)，冷卻器嵌入式計(jì)算機(jī)16，實(shí)現(xiàn)有多點(diǎn)溫升記錄分析、判斷、報(bào)警功能，由軸承聲音傳感器12記錄、分析、判斷、報(bào)警電機(jī)軸承損壞、掃堂等故障。由嵌入式無(wú)源扭矩傳感器14，分析、判斷、報(bào)警電機(jī)是否意外超載。所述的轉(zhuǎn)子溫度傳感器13和定子溫度傳感器15，分別用于監(jiān)測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子3和電機(jī)定子2的實(shí)時(shí)溫度，并信號(hào)連接到冷卻器嵌入式計(jì)算機(jī)16，由冷卻器嵌入式計(jì)算機(jī)16根據(jù)所收到的傳感器信號(hào)控制散熱器9工作。
[0030]以上對(duì)本實(shí)用新型所提供的一種電機(jī)轉(zhuǎn)子冷卻器進(jìn)行了詳細(xì)介紹，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，例如附圖中所給出的只是本實(shí)施例的一種情況。綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種電機(jī)轉(zhuǎn)子冷卻器，包括:散熱器(9)，設(shè)置在電機(jī)(I)的外部，并且靠近電機(jī)定子(2)的位置；其特征在于，電機(jī)轉(zhuǎn)子(3)內(nèi)部，電機(jī)軸(4)外側(cè)分布有若干轉(zhuǎn)子熱超導(dǎo)管(5);所述轉(zhuǎn)子熱超導(dǎo)管(5)的一側(cè)連接在熱超導(dǎo)環(huán)(8)上；導(dǎo)熱管(6)連接散熱器(9)和熱超導(dǎo)環(huán)(8 )，所述導(dǎo)熱管(6 )靠近熱超導(dǎo)環(huán)(8 )的一端帶有導(dǎo)熱滑塊(7 )，所述導(dǎo)熱滑塊(7 )貼緊熱超導(dǎo)環(huán)(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)轉(zhuǎn)子冷卻器，其特征在于:所述的散熱器(9)還連接有若干定子熱超導(dǎo)管(17)，所述若干定子熱超導(dǎo)管(17)的另一端連接電機(jī)定子(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)轉(zhuǎn)子冷卻器，其特征在于:所述的電機(jī)轉(zhuǎn)子(3)內(nèi)部還設(shè)有轉(zhuǎn)子溫度傳感器(13 )，所述的電機(jī)定子(2 )內(nèi)部分布有若干定子溫度傳感器(15)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)轉(zhuǎn)子冷卻器，其特征在于:所述的電機(jī)軸(4)設(shè)有電機(jī)軸承(11)，所述的電機(jī)軸承(11)上設(shè)置有軸承聲音傳感器(12 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)轉(zhuǎn)子冷卻器，其特征在于:所述的電機(jī)軸(4)內(nèi)部還設(shè)有扭矩傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任意一項(xiàng)所述的電機(jī)轉(zhuǎn)子冷卻器，其特征在于:所述的散熱器(9)是水冷或風(fēng)冷散熱器，由冷卻器嵌入式計(jì)算機(jī)(16)控制散熱器(9)工作。
【文檔編號(hào)】H02K9/22GK203491850SQ201320640055
【公開(kāi)日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月17日
【發(fā)明者】李同強(qiáng) 申請(qǐng)人:李同強(qiáng)