本實(shí)用新型屬于永磁電機(jī)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別涉及到低速大轉(zhuǎn)矩永磁同步電機(jī)的內(nèi)冷卻技術(shù)。

背景技術(shù)：

永磁電機(jī)以其靈活多變、高效節(jié)能等特點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。特別是低速大轉(zhuǎn)矩永磁同步電動(dòng)機(jī)，在諸多領(lǐng)域取代了異步電機(jī)加減速機(jī)的傳統(tǒng)傳動(dòng)方式、提高了傳動(dòng)效率。但隨著應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，要求此類電機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)更低轉(zhuǎn)速和更大轉(zhuǎn)矩。造成低速大轉(zhuǎn)矩永磁同步電機(jī)的體積越來(lái)越大，因此轉(zhuǎn)矩體積密度成為這種電機(jī)追求的重要指標(biāo)。

低速大轉(zhuǎn)矩永磁同步電動(dòng)機(jī)的特性造成其外形多為扁平式結(jié)構(gòu)。與細(xì)長(zhǎng)型的電機(jī)相比，有效散熱面積較小。而且，由于電機(jī)電樞直徑較大，造成了電機(jī)內(nèi)部，尤其是轉(zhuǎn)子部分多為中空結(jié)構(gòu)，空氣所占比重較大。又沒(méi)有高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子可以利用來(lái)產(chǎn)生較大的空氣循環(huán)，電機(jī)內(nèi)部的熱量只能通過(guò)幾乎靜止的空氣緩慢傳導(dǎo)到機(jī)殼、端蓋等結(jié)構(gòu)件上；或者在轉(zhuǎn)子端面或轉(zhuǎn)軸上安裝扇葉，通過(guò)攪動(dòng)空氣來(lái)實(shí)現(xiàn)提高導(dǎo)熱效率的目的。即使這樣，電機(jī)內(nèi)部仍然僅靠空氣熱傳導(dǎo)。造成低速大轉(zhuǎn)矩永磁同步電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的熱量散出緩慢，影響了轉(zhuǎn)矩體積密度的提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的

為了解決上述存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提出了一種水內(nèi)冷電機(jī)轉(zhuǎn)子。尤其適用于低速大轉(zhuǎn)矩永磁同步電動(dòng)機(jī)，可以將水導(dǎo)入轉(zhuǎn)子內(nèi)部，通過(guò)比熱容較高的水來(lái)直接冷卻轉(zhuǎn)子，直接降低轉(zhuǎn)子溫升，進(jìn)而降低電機(jī)內(nèi)部整體溫升。再通過(guò)轉(zhuǎn)子端面的扇葉攪動(dòng)空氣，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)電機(jī)、尤其是低速大轉(zhuǎn)矩磁同步電動(dòng)機(jī)更大的轉(zhuǎn)矩體積密度。

技術(shù)方案

本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

一種水內(nèi)冷電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于：主要由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子支架、轉(zhuǎn)子端板、螺旋銅管和轉(zhuǎn)軸組成；轉(zhuǎn)子支架由支撐板、轉(zhuǎn)子軛圈和輪轂組成；轉(zhuǎn)子軛圈環(huán)形的中空部分設(shè)置支撐板，支撐板為具有一定厚度的環(huán)形，并設(shè)有均勻分布的孔；支撐板18環(huán)形的中空部分設(shè)置輪轂；支撐板的厚度是指足夠保證轉(zhuǎn)子軛圈與輪轂的同心度；轉(zhuǎn)子支架內(nèi)設(shè)置有螺旋銅管，螺旋銅管繞在支撐板兩側(cè)的轉(zhuǎn)子軛圈的內(nèi)壁上，兩側(cè)的螺旋銅管之間通過(guò)穿過(guò)支撐板上的孔的橋連通；轉(zhuǎn)軸的兩端內(nèi)部具有進(jìn)水路和出水路，螺旋銅管的兩個(gè)端口分別與轉(zhuǎn)軸的進(jìn)水路和出水路相連通；轉(zhuǎn)軸的兩端均連接有旋轉(zhuǎn)水接頭，進(jìn)水旋轉(zhuǎn)水接頭連接進(jìn)水路，出水旋轉(zhuǎn)水接頭連接出水路；轉(zhuǎn)子端板固定在轉(zhuǎn)子支架的兩端。

出水旋轉(zhuǎn)水接頭通過(guò)螺栓固定在彎板上，進(jìn)水旋轉(zhuǎn)水接頭通過(guò)螺栓固定在后端蓋上。

彎板底部固定在底座上，底座與電機(jī)底座連接在一起，并且在同一水平面上。

轉(zhuǎn)子端板上安裝有扇葉。

進(jìn)水路和出水路互不相通。

進(jìn)水路孔洞的軸心與電機(jī)轉(zhuǎn)軸同心；出水路孔洞的軸心與電機(jī)轉(zhuǎn)軸不同心。

所述水內(nèi)冷電機(jī)轉(zhuǎn)子特別適用于低速大轉(zhuǎn)矩永磁電動(dòng)機(jī)。

優(yōu)點(diǎn)及效果

本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：

本實(shí)用新型提出的水內(nèi)冷電機(jī)轉(zhuǎn)子，充分利用了低速大轉(zhuǎn)矩永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子支架的中空結(jié)構(gòu)，在電機(jī)內(nèi)部增加了導(dǎo)熱性能良好的導(dǎo)熱介質(zhì)，利用流水直接帶走轉(zhuǎn)子熱量。可減小電機(jī)、尤其是低速大轉(zhuǎn)矩磁同步電動(dòng)機(jī)的體積。

附圖說(shuō)明

圖1為具有本實(shí)用新型轉(zhuǎn)子的電機(jī)整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2 為本實(shí)用新型轉(zhuǎn)子支架的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3 為本實(shí)用新型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)剖面示意圖。

圖4為本實(shí)用新型轉(zhuǎn)子用螺旋銅管示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

1．底座，2．出水旋轉(zhuǎn)水接頭，3．螺栓，4. 彎板，5. 轉(zhuǎn)軸，6. 出水路，7.螺旋銅管，8. 扇葉，9. 轉(zhuǎn)子端板，10. 永磁體，11. 轉(zhuǎn)子支架，12. 橋，13. 轉(zhuǎn)子鐵心，14. 進(jìn)水路，15. 后端蓋，16. 進(jìn)水旋轉(zhuǎn)水接頭，17. 電機(jī)底座，18. 支撐板，19. 轉(zhuǎn)子軛圈，20. 輪轂，21. 孔。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說(shuō)明：

本實(shí)用新型提供了一種水內(nèi)冷電機(jī)轉(zhuǎn)子，如圖1和圖3所示，主要由轉(zhuǎn)子鐵心13、轉(zhuǎn)子支架11、轉(zhuǎn)子端板9、螺旋銅管7和轉(zhuǎn)軸5組成；如圖2所示，轉(zhuǎn)子支架11由支撐板18、轉(zhuǎn)子軛圈19和輪轂20組成。轉(zhuǎn)子軛圈19環(huán)形的中空部分設(shè)置支撐板18，支撐板18為具有一定厚度的環(huán)形，并設(shè)有均勻分布的孔21；支撐板18環(huán)形的中空部分設(shè)置輪轂20；支撐板18的厚度是指足夠保證轉(zhuǎn)子軛圈與輪轂的同心度。轉(zhuǎn)子支架11內(nèi)設(shè)置有螺旋銅管7，如圖3和圖4所示，螺旋銅管7繞在支撐板18兩側(cè)的轉(zhuǎn)子軛圈19的內(nèi)壁上，兩側(cè)的螺旋銅管7之間通過(guò)穿過(guò)支撐板18上的孔21的橋12連通；轉(zhuǎn)軸5的兩端內(nèi)部具有進(jìn)水路14和出水路6，螺旋銅管7的兩個(gè)端口分別與轉(zhuǎn)軸5的進(jìn)水路14和出水路6相連通；轉(zhuǎn)軸5的兩端均連接有旋轉(zhuǎn)水接頭，進(jìn)水旋轉(zhuǎn)水接頭16連接進(jìn)水路14，出水旋轉(zhuǎn)水接頭2連接出水路6；轉(zhuǎn)子端板9固定在轉(zhuǎn)子支架11的兩端。通過(guò)進(jìn)水旋轉(zhuǎn)水接頭16將水導(dǎo)入轉(zhuǎn)軸5后端的進(jìn)水路14，水再進(jìn)入螺旋銅管7內(nèi)，經(jīng)過(guò)螺旋管道后進(jìn)入轉(zhuǎn)軸5前端的出水路6，最終由出水旋轉(zhuǎn)水接頭2排出。

出水旋轉(zhuǎn)水接頭2通過(guò)螺栓3固定在彎板4上，進(jìn)水旋轉(zhuǎn)水接頭16通過(guò)螺栓3固定在后端蓋15上，可以充分利用后端蓋，不再增加支撐物。而進(jìn)水旋轉(zhuǎn)水接頭固定在彎板上的好處是可以讓出轉(zhuǎn)軸伸出端的位置以用于連接負(fù)載，而不能直接固定在前端蓋上。

彎板4底部固定在底座1上，底座1與電機(jī)底座17連接在一起，并且在同一水平面上。保持在同一水平面上用以保證進(jìn)水旋轉(zhuǎn)水接頭與轉(zhuǎn)軸同心。

轉(zhuǎn)子端板9上安裝有扇葉8，通過(guò)攪動(dòng)空氣來(lái)實(shí)現(xiàn)提高導(dǎo)熱效率的目的。

進(jìn)水路14和出水路6二者互不相通，可以迫使水流必須流經(jīng)螺旋銅管，以起到冷卻轉(zhuǎn)子的效果。

進(jìn)水路14孔洞的軸心與電機(jī)轉(zhuǎn)軸5同心；出水路6孔洞的軸心與電機(jī)轉(zhuǎn)軸5不同心，利用離心力提高出水效率。

所述水內(nèi)冷電機(jī)轉(zhuǎn)子特別適用于低速大轉(zhuǎn)矩永磁電動(dòng)機(jī)。可以充分利用低速大轉(zhuǎn)矩永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子支架的中空結(jié)構(gòu)，在電機(jī)內(nèi)部增加了導(dǎo)熱性能良好的導(dǎo)熱介質(zhì)，利用流水直接帶走轉(zhuǎn)子熱量?？蓽p小電機(jī)、尤其是低速大轉(zhuǎn)矩磁同步電動(dòng)機(jī)的體積。

本實(shí)用新型的工作原理如下：

如圖1所示：具有本實(shí)用新型轉(zhuǎn)子的永磁電機(jī)在轉(zhuǎn)軸5的前后兩端各設(shè)置有一個(gè)旋轉(zhuǎn)水接頭，進(jìn)水旋轉(zhuǎn)水接頭16和出水旋轉(zhuǎn)水接頭2，與轉(zhuǎn)軸5伸出端連接的出水旋轉(zhuǎn)水接頭2通過(guò)螺栓3與彎板4固定。彎板4通過(guò)螺栓與底座1連接，底座1與電機(jī)底座17連接在一起，并且在同一水平面上。與轉(zhuǎn)軸5后端連接的進(jìn)水旋轉(zhuǎn)水接頭16通過(guò)螺栓3與后軸承的后端蓋15固定。

通過(guò)進(jìn)水旋轉(zhuǎn)水接頭16將水導(dǎo)入到轉(zhuǎn)軸5后端內(nèi)部的進(jìn)水路14，水再進(jìn)入設(shè)置在轉(zhuǎn)子支架11內(nèi)部的螺旋銅管7內(nèi)，流經(jīng)螺旋銅管7后，進(jìn)入設(shè)置在轉(zhuǎn)軸5伸出端內(nèi)部的出水路6，最后經(jīng)出水旋轉(zhuǎn)水接頭2排出。特別是：進(jìn)水路14孔洞的軸心與電機(jī)轉(zhuǎn)軸5同心；出水路6孔洞的軸心與電機(jī)轉(zhuǎn)軸5不同心；從而利用離心力提高出水效率。

如圖2所示：本實(shí)用新型轉(zhuǎn)子支架11為筒形，在其內(nèi)部設(shè)置有支撐板18，支撐板18上設(shè)置有均勻分布的孔。轉(zhuǎn)子支架11內(nèi)設(shè)置的螺旋銅管7通過(guò)橋12連接。橋12穿過(guò)支撐板18上的某一個(gè)孔。在兩個(gè)轉(zhuǎn)子端板9之間的轉(zhuǎn)子支架11上安裝轉(zhuǎn)子鐵心13，轉(zhuǎn)子鐵心13包括永磁體10。轉(zhuǎn)子端板9能夠防止永磁體10的軸向傳動(dòng)，轉(zhuǎn)子端板9上安裝有扇葉8，用于攪動(dòng)空氣，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)電機(jī)更大的轉(zhuǎn)矩體積密度。