一種定子采用密閉式自循環(huán)冷卻系統(tǒng)的永磁同步電機裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明具體涉及一種定子采用密閉式自循環(huán)冷卻系統(tǒng)的永磁同步電機裝置，屬于電氣【技術(shù)領(lǐng)域】，包括電機軸及電機軸上套有的轉(zhuǎn)子鐵芯，電機軸與轉(zhuǎn)子鐵芯之間設(shè)有隔磁環(huán)，轉(zhuǎn)子鐵芯外套有定子鐵芯，轉(zhuǎn)子鐵芯與定子鐵芯之間設(shè)有真空護套，定子鐵芯外套有機殼，機殼內(nèi)側(cè)和外側(cè)分別設(shè)有冷卻管；本發(fā)明的轉(zhuǎn)子真空護套，可有效阻止轉(zhuǎn)子表面渦流損耗所產(chǎn)生的熱量向永磁體傳遞；密閉式定子自循環(huán)冷卻系統(tǒng)可以快速帶走電機內(nèi)部熱量，降低電機溫升，減小因溫升較高而引起永磁體退磁的影響，延長永磁體及電機使用壽命，提高電機過負載能力。
【專利說明】—種定子采用密閉式自循環(huán)冷卻系統(tǒng)的永磁同步電機裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明具體涉及一種定子采用密閉式自循環(huán)冷卻系統(tǒng)的永磁同步電機裝置，屬于電氣【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]永磁電機因其無需勵磁繞組和勵磁電源，結(jié)構(gòu)簡單、損耗小，具有效率高、功率密度高等顯著優(yōu)點，特別是在能效方面表現(xiàn)出電勵磁電動機難以匹敵的的優(yōu)越性。永磁電機在航天、機械加工、船舶及軍工領(lǐng)域以其獨特的優(yōu)勢，具有良好的應(yīng)用前景。
[0003]永磁電機與常規(guī)電機相比，永磁電機的磁場由永磁體產(chǎn)生，由于驅(qū)動方式的不同以及極槽的影響，永磁電機轉(zhuǎn)子會產(chǎn)生損耗，并集中分布于磁極及轉(zhuǎn)子軛表層區(qū)域，從而導(dǎo)致該區(qū)域熱源密度較大，引起轉(zhuǎn)子發(fā)熱。嚴重時會造成永磁體退磁，影響電機的性能及可靠性，縮短電機使用壽命。目前，永磁電機的冷卻方式為空冷、水冷、密閉油冷等，對轉(zhuǎn)子散熱作用小，進而影響永磁體性能，進而危及電機安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對目前永磁電機實心轉(zhuǎn)子表面溫升較高且溫度分布不均衡，使永磁體溫度過高而退磁的問題，提出了一種定子采用密閉式自循環(huán)冷卻系統(tǒng)的永磁同步電機裝置，使電機內(nèi)永磁體及整個電機的工作穩(wěn)定性提高。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題的技術(shù)方案:包括電機軸及電機軸上套有的轉(zhuǎn)子鐵芯，電機軸與轉(zhuǎn)子鐵芯之間設(shè)有隔磁環(huán)，轉(zhuǎn)子鐵芯外套有定子鐵芯，轉(zhuǎn)子鐵芯與定子鐵芯之間設(shè)有真空護套，定子鐵芯外套有機殼，機殼內(nèi)側(cè)和外側(cè)分別設(shè)有冷卻管。
[0006]所述轉(zhuǎn)子鐵芯表面沿軸向設(shè)有轉(zhuǎn)子通風(fēng)溝槽，所述轉(zhuǎn)子通風(fēng)溝槽數(shù)量為4-12個，其寬度為3-5mm，深度為l_2mm ;所述的真空護套由內(nèi)層壁、真空層、外層壁組成；所述的真空護套的內(nèi)層壁和外層壁壁厚約為l_2mm，真空層厚度為0.5-1.5mm。
[0007]定子鐵芯內(nèi)圓側(cè)沿圓周均勻分布定子繞組槽，外圓側(cè)沿圓周均勻分布定子通風(fēng)溝槽；所述的定子通風(fēng)溝槽數(shù)量為6-15個。
[0008]冷卻管形狀為矩形，由內(nèi)冷卻管和外冷卻管組成，所有冷卻管組成環(huán)形結(jié)構(gòu)；內(nèi)冷卻管放置在定子通風(fēng)溝槽底部，內(nèi)冷卻管橫截面占定子通風(fēng)溝槽橫截面的40%-60% ;外冷卻管安放在機殼外部；冷卻管沿軸向呈3° -5°傾斜角度。
[0009]所述的真空護套為導(dǎo)電材料。
[0010]本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的有益效果:分別在機殼內(nèi)外設(shè)有冷卻管，設(shè)計不同冷卻通道合成一個二相介質(zhì)冷卻系統(tǒng),可以有效降低電機工作溫升,提高電機系統(tǒng)穩(wěn)定性。此外，轉(zhuǎn)子表面外的真空護套可以形成近似絕熱層，轉(zhuǎn)子表面形成的渦流及由此產(chǎn)生的熱量很難向下傳遞，即向永磁體傳遞熱量；由于永磁電機定轉(zhuǎn)子間氣隙非常小，一般約為
0.5-3_之間，定轉(zhuǎn)子之間的溫度梯度，可以通過密閉式定子自循環(huán)冷卻系統(tǒng)來冷卻轉(zhuǎn)子。進一步轉(zhuǎn)子鐵芯表面沿軸向設(shè)有轉(zhuǎn)子通風(fēng)溝槽，在風(fēng)扇作用下，可形成圓周風(fēng)速和軸向風(fēng)速，可以顯著減小轉(zhuǎn)子軸向溫差，使得電機轉(zhuǎn)子冷卻效果好，進而削弱因熱應(yīng)力分布不平衡給電機帶來的影響。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為本發(fā)明橫切面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖3為本發(fā)明冷卻管結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖中，1.定子鐵芯，2.定子繞組槽，3.定子通風(fēng)溝槽，4.轉(zhuǎn)子鐵芯，5.轉(zhuǎn)子通風(fēng)溝槽，6.永磁體，7.真空護套，7-1.真空護套的內(nèi)層壁，7-2.真空護套的真空層，7-3.真空護套的外層壁，8.冷卻管，8-1.內(nèi)冷卻管，8-2.外冷卻管，9.隔磁環(huán)，10.電機軸，11.機殼，
12.軸流風(fēng)扇，13.定子繞組。
【具體實施方式】
[0015]當(dāng)結(jié)合附圖考慮時，通過參照下面的詳細描述，能夠更完整更好地理解本發(fā)明以及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點，但此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分。
[0016]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0017]實施例1:如圖1和圖2所示，定子鐵芯I內(nèi)圓側(cè)沿圓周均勻分布定子繞組槽2，外圓側(cè)沿圓周均勻分布定子通風(fēng)溝槽3 ;所述的定子通風(fēng)溝槽數(shù)量為8個；永磁體6采用4極，嵌放在轉(zhuǎn)子鐵芯4內(nèi)或表貼在轉(zhuǎn)子鐵芯4上；所述的隔磁環(huán)9與電機軸10鍵連接；轉(zhuǎn)子通風(fēng)溝槽5數(shù)量為4個；所述冷卻管8沿軸向呈3° -5°傾斜角度。風(fēng)扇將熱量通過與機殼內(nèi)冷卻管中冷卻液進行熱量交換，受熱冷卻管內(nèi)冷卻液，蒸發(fā)后冷卻液流到機殼外冷卻管，如圖3中實箭頭所不。機殼外的冷卻管與內(nèi)部相通，且與內(nèi)部熱空氣流動方向相反，如圖3中虛箭頭所示。機殼外的冷卻管與內(nèi)部相通，且與內(nèi)部熱空氣流動方向相反，如圖3中虛箭頭所示。
[0018]永磁電動機的轉(zhuǎn)子在起動和運行時，轉(zhuǎn)子鐵芯4表面上形成較大渦流損耗，會產(chǎn)生較高溫度與熱量，永磁體6嵌放在轉(zhuǎn)子鐵芯4內(nèi)或表貼在轉(zhuǎn)子鐵芯4上，轉(zhuǎn)子鐵芯4表面外設(shè)有真空護套7，可以形成近似絕熱層，轉(zhuǎn)子鐵芯4表面形成的渦流及由此產(chǎn)生的熱量很難向下傳遞，即向永磁體6傳遞熱量。在軸流風(fēng)扇12作用下，可將轉(zhuǎn)子鐵芯4表面渦流損耗產(chǎn)生熱量帶走。密閉式定子自循環(huán)冷卻方式:在電機軸流風(fēng)扇12作用下，將電機外部冷風(fēng)吹入電機內(nèi)部，冷風(fēng)從定子通風(fēng)溝槽3軸向流動。定子鐵芯I的熱量通過與定子通風(fēng)溝槽3中的內(nèi)冷卻管8-1中冷卻液進行熱量交換，內(nèi)冷卻管8-1中受熱的冷卻液，蒸發(fā)后流到外冷卻管8-2中，冷卻管8傾斜角與內(nèi)部蒸發(fā)的冷卻液流動方向相反，氣態(tài)的冷卻液在外冷卻管8-2中遇冷，流回到內(nèi)冷卻管8-1中，形成自循環(huán)冷卻。
[0019]綜上所述，本發(fā)明所述的實施方式僅提供一種最佳的實施方式，本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特點已揭示如上，然而熟悉本項技術(shù)的人士仍可能基于本發(fā)明所揭示的內(nèi)容而作各種不背離本發(fā)明創(chuàng)作精神的替換及修飾；因此，本發(fā)明的保護范圍不限于實施例所揭示的技術(shù)內(nèi)容，故凡依本發(fā)明的形狀、構(gòu)造及原理所做的等效變化，均涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種定子采用密閉式自循環(huán)冷卻系統(tǒng)的永磁同步電機裝置，其特征在于:包括電機軸(10 )及電機軸(10 )上套有的轉(zhuǎn)子鐵芯(4)，電機軸(10 )與轉(zhuǎn)子鐵芯(4)之間設(shè)有隔磁環(huán)(9)，轉(zhuǎn)子鐵芯(4)外套有定子鐵芯(1)，轉(zhuǎn)子鐵芯(4)與定子鐵芯(1)之間設(shè)有真空護套(7 )，定子鐵芯(1)外套有機殼(11)，機殼(11)內(nèi)側(cè)和外側(cè)分別設(shè)有冷卻管(8 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種定子采用密閉式自循環(huán)冷卻系統(tǒng)的永磁同步電機裝置，其特征在于:所述轉(zhuǎn)子鐵芯(4)表面沿軸向設(shè)有轉(zhuǎn)子通風(fēng)溝槽(5)，所述轉(zhuǎn)子通風(fēng)溝槽數(shù)量為4-12個，其寬度為3-5mm，深度為l_2mm ;所述的真空護套(7)由內(nèi)層壁(7_1)、真空層(7-2)、外層壁(7-3)組成；所述的真空護套(7)的內(nèi)層壁(7-1)和外層壁(7-3)壁厚約為
真空層(7-2)厚度為 0.5-1.5mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種定子采用密閉式自循環(huán)冷卻系統(tǒng)的永磁同步電機裝置，其特征在于所:定子鐵芯(1)內(nèi)圓側(cè)沿圓周均勻分布定子繞組槽(2)，外圓側(cè)沿圓周均勻分布定子通風(fēng)溝槽(3);所述的定子通風(fēng)溝槽數(shù)量為6-15個。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種定子采用密閉式自循環(huán)冷卻系統(tǒng)的永磁同步電機裝置，其特征在于:冷卻管(8)形狀為矩形，由內(nèi)冷卻管(8-1)和外冷卻管(8-2)組成，所有冷卻管組成環(huán)形結(jié)構(gòu)；內(nèi)冷卻管(8-1)放置在定子通風(fēng)溝槽(3)底部，內(nèi)冷卻管(8-1)橫截面占定子通風(fēng)溝槽(3)橫截面的40%-60%;外冷卻管(8-2)安放在機殼(11)外部；冷卻管(8)沿軸向呈3° -5°傾斜角度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種定子采用密閉式自循環(huán)冷卻系統(tǒng)的永磁同步電機裝置，其特征在于:所述的真空護套(7)為導(dǎo)電材料。
【文檔編號】H02K1/20GK103973061SQ201410139014
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月8日
【發(fā)明者】李偉力, 李金陽, 張曉晨, 開志宏, 曹君慈, 李佳友, 王聰 申請人:江蘇利得爾電機有限公司