一種油內(nèi)循環(huán)冷卻電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種油內(nèi)循環(huán)冷卻電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前對(duì)于小型電機(jī)的冷卻均采用風(fēng)外冷卻方法和內(nèi)冷卻方法，也有采用電機(jī)殼體夾層水冷方法。但以上的冷卻方法均不能滿足高效冷卻的要求，對(duì)大型電機(jī)則有采用導(dǎo)線內(nèi)孔通冷卻液冷卻方式，但體積大，工藝復(fù)雜，對(duì)于要求體積小，重量輕且高效散熱的電機(jī)以上方法均存在缺陷，如何有效地對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子的散熱更是目前技術(shù)未能解決的一個(gè)問題，即使是導(dǎo)線內(nèi)冷式大電機(jī)其轉(zhuǎn)子的散熱問題也并未解決有效的轉(zhuǎn)子散熱問題。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及人類對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求，低碳節(jié)能已是當(dāng)今社會(huì)的主流，如何有效地提高電機(jī)效率，提高電機(jī)的功重比系數(shù)，達(dá)到高效節(jié)能的要求，是目前急需解決的問題。然而如何對(duì)電機(jī)實(shí)現(xiàn)高效散熱是有效地提高電機(jī)效率是節(jié)能減排的有效途徑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明的目的在于提供一種油內(nèi)循環(huán)冷卻電機(jī)。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種油內(nèi)循環(huán)冷卻電機(jī)，包括冷卻油輸送栗總成、冷卻油熱交換器、散熱風(fēng)機(jī)、封閉式電機(jī)和油輸送管道，所述的封閉式電機(jī)在定子外徑和機(jī)殼內(nèi)徑之間設(shè)置有冷卻油通道，設(shè)置在轉(zhuǎn)子軸上的轉(zhuǎn)子球的前后兩外端面設(shè)置有兩貫通轉(zhuǎn)子軸的前后端蓋板，由前后端蓋板外側(cè)兩螺母和轉(zhuǎn)子軸緊固下，而和轉(zhuǎn)子球組合成一光滑外表面的圓柱體，電機(jī)前后軸承靠轉(zhuǎn)子球內(nèi)側(cè)部分別設(shè)置有油封，電機(jī)殼體上設(shè)置有冷卻油進(jìn)出口。
[0005]進(jìn)一步的，所述的設(shè)置在轉(zhuǎn)子軸上的轉(zhuǎn)子球和設(shè)置在轉(zhuǎn)子球前后兩端的端蓋板由前后端蓋板外側(cè)兩螺母在和轉(zhuǎn)子軸緊固下，組合而成的一光滑外表面的圓柱體，其轉(zhuǎn)子球端部和前后端蓋板之間設(shè)置有轉(zhuǎn)子平衡塊，轉(zhuǎn)子平衡塊是由螺絲或平衡片固定在前后端蓋板和轉(zhuǎn)子球相接觸的前后端蓋板內(nèi)側(cè)面，在前后端蓋板外部設(shè)置有螺母緊固螺母，可將蓋板堅(jiān)固在轉(zhuǎn)子球兩端面上。
[0006]進(jìn)一步的，所述的封閉式電機(jī)在電機(jī)前后蓋軸承內(nèi)側(cè)部分別設(shè)置有一密封件，用以防止電機(jī)內(nèi)部冷卻機(jī)油泄漏。
[0007]進(jìn)一步的，所述的冷卻油輸送變頻油栗總成是由CPU控制轉(zhuǎn)速，根據(jù)設(shè)置在封閉式電機(jī)內(nèi)部定子繞組的熱電偶探頭的信號(hào)值經(jīng)CPU處理，控制變頻油栗總成的栗體工作轉(zhuǎn)速，達(dá)到實(shí)現(xiàn)改變栗體冷卻油流量的輸出值目的，以改變封閉式電機(jī)的散熱效果，實(shí)現(xiàn)對(duì)封閉式電機(jī)的可控散熱。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):采用低粘試耐高壓不導(dǎo)電冷卻油對(duì)封閉式電機(jī)內(nèi)部定轉(zhuǎn)子及繞組進(jìn)行直接散熱冷卻，冷卻效果好，相對(duì)于采用電機(jī)外殼夾層油冷式、水冷式以及外殼風(fēng)冷和內(nèi)部風(fēng)冷都具有優(yōu)良的散熱效果。油介質(zhì)直接冷卻比風(fēng)冷卻熱含值高，從比熱來看，空氣的比熱(1.003KJ /kg.0C )，水的比熱(4.2KJ/kg.°C)，油的比熱(2.lKJ/kg.°C)。相比之下水及油的熱含值都比空氣高，散熱關(guān)鍵在于熱傳導(dǎo)介質(zhì)和定轉(zhuǎn)子及繞組之間的溫差和通過介質(zhì)的流量以及介質(zhì)的熱含，溫差高，流量大，介質(zhì)的熱含高，則散熱效果就好，同時(shí)在介質(zhì)流量上是可控的，是由溫度探頭回饋的信號(hào)根據(jù)實(shí)際使用的要求由CPU控制改變變頻油栗的轉(zhuǎn)速達(dá)到調(diào)整介質(zhì)流量的辦法控制散熱效果。但是由于轉(zhuǎn)子工作轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的冷卻油的表面張力會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)過程產(chǎn)生阻力。以22KW永磁電機(jī)為例，當(dāng)轉(zhuǎn)速在2000轉(zhuǎn)/分以下時(shí)，液體張力的阻損大于1.3%，這種阻力損失和風(fēng)冷時(shí)的機(jī)械損耗相接近，但是若轉(zhuǎn)速高，達(dá)到3000轉(zhuǎn)/分時(shí)，則損失上升到3.5%，這種阻損是跟轉(zhuǎn)速的平方成正比。因而本技術(shù)應(yīng)用在轉(zhuǎn)速2000轉(zhuǎn)/分以下的大功率低轉(zhuǎn)速電機(jī)則效果較好，特別是目前在混合動(dòng)力汽車上的應(yīng)用有更好的適用效果，混合動(dòng)力汽車在高速時(shí)采用燃油動(dòng)力工作，低速時(shí)則切換電動(dòng)驅(qū)動(dòng)。這樣，高速時(shí)由燃油動(dòng)力驅(qū)動(dòng)可使動(dòng)力工作在高效狀況，低速時(shí)燃油動(dòng)力則進(jìn)入低效工況，因而切換電動(dòng)驅(qū)動(dòng)，此時(shí)電驅(qū)動(dòng)則效率又很高，同時(shí)又可達(dá)到減排的效果。采用介質(zhì)直接冷卻可有效地降低定子的銅損和電機(jī)的鐵損，對(duì)于永磁電機(jī)可有效地阻止定子對(duì)轉(zhuǎn)子的熱輻射，對(duì)于異步電機(jī)更是解決了轉(zhuǎn)子散熱難這一難題，異步電機(jī)轉(zhuǎn)子大電流低電壓溫度高熱損耗大，目前還未有有效的解決方法。該發(fā)明可實(shí)現(xiàn)電機(jī)效率高，體積小，重量輕，特別是對(duì)于目前純電動(dòng)汽車行業(yè)的使用有著廣泛的運(yùn)用前景。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的闡述。
[0010]參考圖1、2、3，本實(shí)施例工作原理、結(jié)構(gòu)示意圖，包括油內(nèi)循環(huán)冷卻封閉式電機(jī)29，冷卻油輸送栗總成26，冷卻油輸送管25，冷卻油輸送管25分別和冷卻油輸送栗及封閉式電機(jī)出油口 5相連接，冷卻油輸送變頻栗總成26另一出口和冷卻油熱交換器27的進(jìn)口相連接，在冷卻油熱交換器27的另一出口通過輸油管25和封閉式電機(jī)29的進(jìn)油口 4相連接，所述的封閉式電機(jī)在定子6外徑和機(jī)殼I由凸筋31支撐其定子和機(jī)殼I夾層空間30為冷卻油通道；所述的封閉式電機(jī)的轉(zhuǎn)子7是由轉(zhuǎn)子軸13和轉(zhuǎn)子球32前蓋板14，轉(zhuǎn)子球32后蓋板15，轉(zhuǎn)子球32后端蓋板平衡塊16，轉(zhuǎn)子球32前蓋板固定螺母18，轉(zhuǎn)子球前蓋板平衡塊17，轉(zhuǎn)子球后蓋板固定螺母19組合而成，圖示2封閉式電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)方法A，所述的轉(zhuǎn)子軸13貫穿轉(zhuǎn)子球32固定，所述的轉(zhuǎn)子球32由鋁壓鑄固定成形，前后端部固定有前蓋板14和后蓋板15，轉(zhuǎn)子球32以及前蓋板14、后蓋板15組合成一光滑表面的圓柱體幾何狀，這樣可減少轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)由冷卻油表面張力引起的阻力損耗；所述的前蓋板14、后蓋板15分別由轉(zhuǎn)子球前端蓋板固定螺母18和轉(zhuǎn)子球后端蓋板固定螺母19分別通過轉(zhuǎn)子軸13固定在轉(zhuǎn)子球32兩端部，所述的轉(zhuǎn)子球前端蓋板14和轉(zhuǎn)子球后端蓋板15分別在兩端蓋板靠轉(zhuǎn)子球32內(nèi)側(cè)設(shè)置有轉(zhuǎn)子球前端蓋板平衡塊16和轉(zhuǎn)子球后端蓋板平衡塊17，且平衡塊均固定在前后兩端蓋板上，用以平衡轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，同時(shí)由于平衡塊設(shè)置在內(nèi)側(cè)，不因平衡塊結(jié)構(gòu)形狀的特型而產(chǎn)生轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的阻力損耗。圖3為封閉式電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖方法B和方法A類似，但區(qū)別在于:1、其轉(zhuǎn)子球32的兩端面分別設(shè)置有轉(zhuǎn)子球前端固定壓板23和轉(zhuǎn)子球后端固定壓板24，前后端兩壓板通過轉(zhuǎn)子球32前端固定螺母20和轉(zhuǎn)子球32后端固定螺母2通過螺栓33將轉(zhuǎn)子球32固定；2、轉(zhuǎn)子球前端蓋板18和后端蓋板19方法A和方法B在結(jié)構(gòu)上有所區(qū)別，如圖2、圖3示，轉(zhuǎn)子球前端固定壓板23和后端固定壓板24以及轉(zhuǎn)子球前端壓板固定螺母19和轉(zhuǎn)子球后端壓板固定螺母18及固定螺栓33均設(shè)置在轉(zhuǎn)子球前后兩端面和轉(zhuǎn)子球前后端兩端蓋板14、15之間，前后端蓋板14、15外沿表面和轉(zhuǎn)子球32外沿表面形成一光滑的圓柱體外沿表面，達(dá)到減少轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)因冷卻油張力而引起的阻力。
[0011]實(shí)施時(shí)，冷卻油變頻油栗總成26工作，冷卻油經(jīng)冷卻油輸送管道25經(jīng)冷卻油熱交換器27，同時(shí)冷卻油散熱風(fēng)機(jī)的28對(duì)冷卻油熱交換器27進(jìn)行冷卻散熱，經(jīng)冷卻后的冷卻油經(jīng)冷卻油輸送管25進(jìn)入封閉式電機(jī)29冷卻油進(jìn)油口 4進(jìn)入封閉式電機(jī)29內(nèi)腔后室經(jīng)冷卻油通道30和定轉(zhuǎn)子氣隙空間37進(jìn)入封閉式電機(jī)內(nèi)腔前室，爾后從冷卻油出油口 5出，經(jīng)冷卻油輸油管25進(jìn)入冷卻油變頻油栗總成26，形成一種閉式冷卻油循環(huán)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)封閉式電機(jī)轉(zhuǎn)子7、定子6及繞組的冷卻，設(shè)置有溫度探頭34，可由CPU系統(tǒng)35控制變頻油栗總成26的栗體工作轉(zhuǎn)速，根據(jù)繞組溫度的變化而變化變頻油栗轉(zhuǎn)速探測溫度高則栗體轉(zhuǎn)速高，反之探測溫度低則變頻油栗轉(zhuǎn)速低，正常將冷卻油出口溫度控制在45°C?60°C之間冷卻效果好。
【附圖說明】
圖1為本發(fā)明實(shí)施例油內(nèi)循環(huán)冷卻電機(jī)結(jié)構(gòu)原理示意圖。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例封閉式電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)方法A示意圖。
圖3為本發(fā)明實(shí)施例封閉式電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)方法B示意圖。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種油內(nèi)循環(huán)冷卻電機(jī)，包括冷卻油輸送變頻栗總成26，冷卻油熱交換器27，散熱風(fēng)機(jī)28，封閉式電機(jī)29，冷卻油輸送管道25，其特征在于:所述的封閉式電機(jī)殼體I上設(shè)置有冷卻油進(jìn)口 4和冷卻油出口 5，定子6外徑和機(jī)殼同內(nèi)徑之間設(shè)置有冷卻通道30，轉(zhuǎn)子7其轉(zhuǎn)子球32的兩端面設(shè)置有前端蓋板14和后端蓋板15，與轉(zhuǎn)子球32組合成一光滑的圓柱體外表面，轉(zhuǎn)子軸13在前軸承10和后軸承9的內(nèi)側(cè)，分別設(shè)置有前油封11和后油封36。2.根據(jù)權(quán)利I所要求的一種油內(nèi)循環(huán)冷卻電機(jī)，其特征在于:所述的封閉式電機(jī)29轉(zhuǎn)子7的轉(zhuǎn)子球32的前端蓋板14后端蓋板15的內(nèi)側(cè)面和轉(zhuǎn)子球32兩端面相鄰處分別設(shè)置有固定在前端蓋板內(nèi)側(cè)的平衡塊17和固定在后端蓋板內(nèi)側(cè)的平衡塊16，在轉(zhuǎn)子球32前端蓋板14的外側(cè)設(shè)置有前端蓋板固定螺母18和軸13相連固定，在轉(zhuǎn)子球32的后端蓋板15的外側(cè)設(shè)置有后端蓋板固定螺母19，和軸13相連固定。3.根據(jù)權(quán)利I所要求的一種內(nèi)循環(huán)冷卻電機(jī)，其特征在于:所述的冷卻油輸送變頻油栗總成26是由CPU35控制轉(zhuǎn)速，根據(jù)設(shè)置在封閉式電機(jī)32內(nèi)部定子6繞組的熱電偶探頭34的信號(hào)值經(jīng)CPU35處理，控制變頻油栗總成26的栗體工作轉(zhuǎn)速，達(dá)到實(shí)現(xiàn)改變栗體冷卻油流量的輸出值目的，以改變封閉式電機(jī)32的散熱效果，實(shí)現(xiàn)對(duì)封閉式電機(jī)32的可控散熱。
【專利摘要】一種油內(nèi)循環(huán)冷卻電機(jī)，包括冷卻油輸送變頻泵總成26，冷卻油熱交換器27，散熱風(fēng)機(jī)28，封閉式電機(jī)29，冷卻油輸送管道25，其特征在于：所述的封閉式電機(jī)殼體1上設(shè)置有冷卻油進(jìn)口4和冷卻油出口5，定子6外徑和機(jī)殼同內(nèi)徑之間設(shè)置有冷卻通道30，轉(zhuǎn)子7其轉(zhuǎn)子球32的兩端面設(shè)置有前端蓋板14和后端蓋板15，與轉(zhuǎn)子球32組合成一光滑的圓柱體外表面，轉(zhuǎn)子軸13在前軸承10和后軸承9的內(nèi)側(cè)，分別設(shè)置有前油封11和后油封36。
【IPC分類】H02K9/197
【公開號(hào)】CN105162288
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510489519
【發(fā)明人】郭自剛, 郭暉, 莊建彬
【申請(qǐng)人】福安市廣源機(jī)電有限公司
【公開日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2015年8月12日