CN102790473A - 封闭冷却结构盘式永磁电动机 - Google Patents
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Abstract
一种封闭冷却结构盘式永磁电动机，包括机壳，设在机壳两侧的驱动侧端盖、非驱动侧端盖，在驱动侧端盖、非驱动侧端盖中心设有轴孔，在驱动侧端盖、非驱动侧端盖上分别安装有绕组，在二个轴孔之间设有转轴，其特征是：在驱动侧端盖、非驱动侧端盖内分别设有螺旋状端盖水道Ⅰ、端盖水道Ⅱ，所述端盖水道Ⅰ出口、端盖水道Ⅱ入口分别位于驱动侧端盖和非驱动侧端盖外缘，在驱动侧端盖上设有与端盖水道Ⅰ入口相通的进水口，在非驱动侧端盖上设有与端盖水道Ⅱ出口相通的出水口，端盖水道Ⅰ出口、端盖水道Ⅱ入口通过沿周向均布的多条机内直水道连通。优点是：散热速度快，冷却效果好，功率密度高，使用寿命长，各部件温度均衡，不会因局部过热而被烧毁。
Description
技术领域
本发明涉及一种封闭冷却结构盘式永磁电动机。
背景技术
盘式永磁电动机具有结构简单、体积小、重量轻、效率高的特点，其包括定子铁心，在定子铁心上设有定子绕组，在定子绕组内侧设有转子铁心，在转子铁心上设有带有永磁体的转子。现有的盘式永磁电动机多为开放式结构，采用自然风冷的方式进行冷却，其绕组与定子铁心产生的热量通过定子铁心、端盖进行散热。这种散热方式与径向结构的电动机相比具有以下缺陷：1、开放式结构易使永磁体被腐蚀，缩短盘式永磁电动机的使用寿命。2、自然风冷的散热方式需要通风、阴凉、干燥的环境，而盘式永磁电动机布置位置难以满足以上环境要求。3、盘式永磁电动机的散热面积远远小于径向结构的电动机，散热速度慢，绕组温升高，限制了盘式永磁电动机功率密度的提升。
为解决上述缺陷，CN102185392A中公开了一种带有流体冷却的聚磁型盘式永磁力矩电机，该电机隔磁板外侧设有冷却液体流动腔，工作时，向冷却液体流动腔内注入冷却液，用于冷却绕组。这种冷却方式的缺陷是：1、流体冷却的作用面积小，仅能对绕组进行冷却，盘式永磁电动机内各部分温度不均，易导致局部过热，烧毁电机。2、冷却液流动腔腔体容量大，新注入的冷却液在冷却液流动腔内混合，温度升高，导致冷却液与绕组之间的温差小，冷却效果差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种散热快，冷却效果好，功率密度高，使用寿命长，各部件温度均匀，不会因局部过热而被烧毁的封闭冷却结构盘式永磁电动机。
本发明是这样实现的：
一种封闭冷却结构盘式永磁电动机，包括机壳，设在机壳两侧的驱动侧端盖、非驱动侧端盖，在驱动侧端盖、非驱动侧端盖中心分别设有轴孔，在驱动侧端盖、非驱动侧端盖上分别安装有绕组，在二个轴孔之间设有转轴，其特殊之处是：驱动侧端盖、非驱动侧端盖内分别设有螺旋状端盖水道Ⅰ、端盖水道Ⅱ，所述端盖水道Ⅰ出口、端盖水道Ⅱ入口分别位于驱动侧端盖和非驱动侧端盖外缘，在驱动侧端盖上设有与端盖水道Ⅰ入口相通的进水口，在非驱动侧端盖上设有与端盖水道Ⅱ出口相通的出水口，端盖水道Ⅰ出口、端盖水道Ⅱ入口通过沿周向均布的多条机内直水道连通。
所述端盖水道Ⅰ、端盖水道Ⅱ的旋向相反，以提高冷却效率。
所述进水口、出水口靠近轴孔。
所述端盖水道Ⅰ的旋向为顺时针，所述端盖水道Ⅱ的旋向为逆时针，以达到最优冷却效果。
所述机内直水道两端通过集散管并联，以减小冷却水的流阻，提高冷却效率。
所述机内直水道与集散管的连接处为弯角状，以减小冷却水由集散管进入机内直水道时的阻力。
本发明的有益效果是：
1、采用水冷方式，并且通过冷却水通过端盖水道Ⅰ、机内直水道、端盖水道Ⅱ，不占用机内空间，在不影响盘式永磁电动机工作的情况下，最大限度的增大了散热面积，散热速度快，功率密度高。
2、该盘式永磁电动机为封闭式结构，由于采用水冷方式，外界的环境状况对冷却效果影响小，安装位置不受环境限制；且空气中的腐蚀性物质难以接触永磁体，因此，延长了该盘式永磁电动机的使用寿命。
3、盘式永磁电动机内部自驱动侧向非驱动侧，其温度逐渐降低，由于冷却水依次通过端盖水道Ⅰ、机内直水道、端盖水道Ⅱ，其温度自进水口进入起逐渐升高，与盘式永磁电动机内部温度分布相反，有效的使电动机各部件的温度均衡，避免因局部过热而烧坏电机。
4、由于端盖水道为螺旋状，机内直水道为直状，因此冷却水在端盖水道停留时间较长，在机内直水道停留时间较短，由于盘式永磁电动机的主要发热部件为驱动侧绕组，冷却水刚刚进入时与驱动侧绕组的温差足够大，冷却水在端盖部分停留时间长，能够充分进行热交换；当冷却水进入机内直水道时，其温度升高，与盘式永磁电动机内部空气的温差小，由于冷却水停留时间短，仍可保证冷却效果；当冷却水进入非驱动侧端盖时，虽然冷却水的温度进一步升高但仍低于非驱动侧绕组温度，冷却水通过具有较大冷却面积的螺旋状端盖水道Ⅱ仍可为非驱动侧绕组降温；该封闭冷却结构盘式永磁电动机结构设计合理，充分利用冷却水，冷却效果好，节约能源。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中冷却系统的结构示意图；
图3是图2中驱动侧端盖的结构示意图；
图4是图2中非驱动侧端盖的结构示意图；
图5是图2中机内直水道的结构示意图；
图6是图5中A部放大图。
图中：驱动侧端盖1，轴孔2，进水口3，端盖水道Ⅰ4，机内直水道5，非驱动侧端盖6，出水口7，机壳8，绕组9，转轴10，端盖水道Ⅱ11，集散管12。
具体实施方式
如图所示，该封闭冷却结构盘式永磁电动机包括机壳8，设置在机壳8两侧的驱动侧端盖1和非驱动侧端盖6，在驱动侧端盖1、非驱动侧端盖6中心分别设有轴孔2，在驱动侧端盖1、非驱动侧端盖6上分别安装有绕组9，二个绕组9分别为驱动侧绕组和非驱动侧绕组，在二个轴孔2之间设有转轴10。在驱动侧端盖1、非驱动侧端盖6内分别设有螺旋状端盖水道Ⅰ4、端盖水道Ⅱ11，所述端盖水道Ⅰ4、端盖水道Ⅱ11的旋向相反，在本实施例中，端盖水道Ⅰ4的旋向为顺时针，端盖水道Ⅱ11的旋向为逆时针。所述端盖水道Ⅰ4出口、端盖水道Ⅱ11入口分别位于驱动侧端盖1和非驱动侧端盖6外缘，在驱动侧端盖1上设有与端盖水道Ⅰ4入口相通的进水口3，在非驱动侧端盖6上设有与端盖水道Ⅱ11出口相通的出水口7，端盖水道Ⅰ4出口、端盖水道Ⅱ11入口通过沿周向均布的多条机内直水道5连通。所述机内直水道5两端通过集散管12并联，所述机内直水道5与集散管12的连接处为弯角状。
使用时，向进水口3通入冷却水，冷却水经过螺旋状端盖水道Ⅰ4为驱动侧绕组9降温；离开驱动侧端盖1后，冷却水进入机内直水道5，与盘式永磁电动机内部的空气进行热交换；之后，冷却水进入非驱动侧端盖6，为非驱动侧绕组9降温，然后由出水口7排出。
Claims (6)
1.一种封闭冷却结构盘式永磁电动机，包括机壳，设在机壳两侧的驱动侧端盖、非驱动侧端盖，在驱动侧端盖、非驱动侧端盖中心分别设有轴孔，在驱动侧端盖、非驱动侧端盖上分别安装有绕组，在二个轴孔之间设有转轴，其特征是：在驱动侧端盖、非驱动侧端盖内分别设有螺旋状端盖水道Ⅰ、端盖水道Ⅱ，所述端盖水道Ⅰ出口、端盖水道Ⅱ入口分别位于驱动侧端盖和非驱动侧端盖外缘，在驱动侧端盖上设有与端盖水道Ⅰ入口相通的进水口，在非驱动侧端盖上设有与端盖水道Ⅱ出口相通的出水口，端盖水道Ⅰ出口、端盖水道Ⅱ入口通过沿周向均布的多条机内直水道连通。
2.根据权利要求1所述的封闭冷却结构盘式永磁电动机，其特征是：所述端盖水道Ⅰ、端盖水道Ⅱ的旋向相反。
3.根据权利要求1所述的封闭冷却结构盘式永磁电动机，其特征是：所述进水口、出水口靠近轴孔。
4.根据权利要求2所述的封闭冷却结构盘式永磁电动机，其特征是：所述端盖水道Ⅰ的旋向为顺时针，所述端盖水道Ⅱ的旋向为逆时针。
5.根据权利要求1所述的封闭冷却结构盘式永磁电动机，其特征是：所述机内直水道两端通过集散管并联。
6.根据权利要求5所述的封闭冷却结构盘式永磁电动机，其特征是：所述机内直水道与集散管的连接处为弯角状。
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