CN114665666B - 电机定子强化散热装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于电机定子散热技术领域，具体涉及一种电机定子强化散热装置及系统，旨在解决现有技术中的电机定子铁心与机壳之间存在空气间隙而导致散热性能差的问题；其中装置包括两个定位组件、两个导热组件和抵紧组件；导热组件包括多个导热片，抵紧组件包括螺杆和多个抵紧单元，多个抵紧单元沿着螺杆的纵向轴线移动，带动第一推板部、第二推板部分别向外移动抵紧对应侧的导热组件，以抵紧多个导热片，从而在定子铁心与机壳之间形成良好的热路通道。本发明通过导热片构建高导热性能热桥，增强电机定子的导热能力，提升定子铁心的导热效率，同时通过抵紧组件可大幅降低安装维护难度。

Description

电机定子强化散热装置及系统

技术领域

本发明属于电机定子散热技术领域，具体涉及一种电机定子强化散热装置及系统。

背景技术

随着“碳中和与碳达峰”目标的提出，大容量电机在构建清洁高效的新型电力系统中发挥着越来越重要的作用，然而，单机容量的不断增大又会导致电机温升问题的进一步加重。

电机定子作为电机的主要热源之一，由定子线圈、铁心和机壳构成，定子线圈嵌装在由硅钢片叠压的铁心槽中，定子铁心与机壳之间采用双鸽尾定位筋进行连接和支撑固定。为了方便安装，大容量电机的定子铁心和机壳壁之间通常会存在一定的间隙，而由于空气的导热系数较低，无法及时有效地将定子产生的热量传递至机壳外侧，进而影响电机机壳的散热效果。

为了提升电机的散热效率，通常采用空气冷却、水内冷却和蒸发冷却等方式对电机进行冷却，以上冷却方式无疑增加了电机冷却系统的结构设计，降低了电机运行的可靠性，而且未能充分利用电机机壳巨大的散热表面，因此大容量电机的冷却系统还有很大的优化空间。

针对上述问题，目前通常在电机定子铁心与机壳之间的空气间隙内填充导热胶，通过该方式可以提高电机定子铁心与机壳间的导热性能，但是在实际工程运行中存在导热胶不均匀、灌装不充分、长时间运行脱离等问题，进而使导热性能降低。因此需要一种导热性能更高、安装更简便的强化散热结构，从而提高电机定子的散热能力。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有技术中的电机定子散热性能差的问题，本发明提供了一种电机定子强化散热装置及系统。

本发明的第一方面公开了一种电机定子强化散热装置，该装置设置于定子铁心与电机机壳之间，包括定位组件、抵紧组件和导热组件，所述定子铁心通过所述定位组件与所述电机机壳固定连接；

所述导热组件为两个，两个所述导热组件分别设置于所述抵紧组件的两侧；所述定位组件为两个，两个所述定位组件分别设置于两个所述导热组件远离所述抵紧组件的一侧；所述导热组件包括多个导热片，多个所述导热片堆叠设置；

所述抵紧组件包括螺杆以及多个抵紧单元，多个所述抵紧单元沿所述螺杆的纵向轴线依次套设设置；所述抵紧单元的两侧分别设置有第一推板部、第二推板部；

在工作状态下，所述螺杆旋拧预设角度，多个所述抵紧单元沿着所述螺杆的纵向轴线移动，带动所述第一推板部、所述第二推板部分别向外移动抵紧对应侧的所述导热组件，以抵紧多个所述导热片。

在一些优选实施例中，所述抵紧单元包括第一滑块、作用结构和第二滑块，所述第一滑块、所述第二滑块均与所述螺杆螺纹连接，并且所述第一滑块与所述第二滑块的螺纹反向设置；

所述作用结构包括第一上支架、第一下支架、第二上支架和第二下支架，所述第一上支架与所述第一下支架设置于所述螺杆的一侧，所述第二上支架与所述第二下支架设置于所述螺杆的另一侧；所述第一上支架、所述第一下支架、所述第二上支架与所述第二下支架构成菱形结构；

所述第一上支架的上部、所述第二上支架的上部与所述第一滑块铰接；所述第一下支架的下部、所述第二下支架的下部与所述第二滑块铰接；所述第一上支架的下部与所述第一下支架的上部相互啮合设置；所述第二上支架的下部与所述第二下支架的上部相互啮合设置；

所述第一滑块靠近所述螺杆的施力端设置，所述第二滑块远离所述螺杆的施力端设置。

在一些优选实施例中，所述抵紧单元包括螺套、作用结构和螺母，所述螺套套设于所述螺杆设置，且所述螺杆上设置对所述螺套限位的限位圈；所述螺母与所述螺杆螺纹连接；

所述作用结构包括第一上支架、第一下支架、第二上支架和第二下支架，所述第一上支架与所述第一下支架设置于所述螺杆的一侧，所述第二上支架与所述第二下支架设置于所述螺杆的另一侧；所述第一上支架、所述第一下支架、所述第二上支架与所述第二下支架构成菱形结构；

所述第一上支架的上部、所述第二上支架的上部与所述螺母铰接；所述第一下支架的下部、所述第二下支架的下部与所述螺套铰接；所述第一上支架的下部与所述第一下支架的上部相互啮合设置；所述第二上支架的下部与所述第二下支架的上部相互啮合设置；

所述螺母靠近所述螺杆的施力端设置，所述螺套远离所述螺杆的施力端设置。

在一些优选实施例中，所述定位组件为板状结构；

所述定位组件沿电机轴向设置。

在一些优选实施例中，所述导热组件沿圆周方向的长度大于所述定位组件沿圆周方向的长度。

在一些优选实施例中，在初始状态下，所述导热组件与所述定子铁心、所述电机机壳接触设置。

在一些优选实施例中，所述螺杆的顶端设置有手柄安装部。

在一些优选实施例中，所述螺杆的长度小于所述导热组件的长度；

所述导热组件的长度与所述定子铁芯的轴向长度匹配设置。

在一些优选实施例中，多个所述抵紧单元等距均匀设置。

本发明的第二方面公开了一种电机定子强化散热系统，该系统包括多个上面所述的电机定子强化散热装置；多个所述电机定子强化散热装置沿所述定子铁心的内壁均匀设置。

本发明的有益效果为：

(1)本发明公开的方案充分利用导热片的低成本和高导热率优点构建高导热性能的热桥，有效降低安装、维护难度，增强电机定子铁心背部与机壳之间空气间隙的导热能力，提升定子铁心的导热效率。

(2)现有电机定子结构的安装往往存在精度不高和工艺难度较大的问题，使铁心背部与机壳之间仍存在间隙。本发明所使用导热片的长度和宽度要略大于定子铁心与电机机壳之间实际的空气间隙，以保证推板挤压所述导热片而产生形变，从而使导热片与定子铁心和机壳实现更充分的接触，形成贴合度更高的热路通道。

(3)本发明利用螺杆转动挤压两侧导热片，操作简单，并且多个抵紧单元的均匀等距分布，可以使各部分导热片受力均匀，而且可以保证良好的固定强度。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本发明的一种具体实施例的正视图；

图2是图1中的部分构件正视图；

图3是图1的俯视图；

图4是图1中无铁心的一种具体实施例的示意图；

图5是本发明中的抵紧组件的一种具体实施例的结构示意图；

图6是本发明中的导热组件的一种具体实施例的结构示意图；

图7是本发明的另一种具体实施例的正视图；

图8是图7的俯视图。

附图标记说明：1、定子铁心；2、电机机壳；3、定位筋；4、抵紧组件；5、导热片；6、螺套；7、手柄；8、第二推板部；9、螺杆；10、螺母；11、水冷管；12、散热筋。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

本发明的第一方面公开了一种电机定子强化散热装置，该装置设置于定子铁心与电机机壳之间，以进行定子铁心的强化散热，包括定位组件、抵紧组件和导热组件，定子铁心通过定位组件与电机机壳固定连接；导热组件为两个，两个导热组件分别设置于抵紧组件的两侧；定位组件为两个，两个定位组件分别设置于两个导热组件远离抵紧组件的一侧；导热组件包括多个导热片，多个导热片堆叠设置；抵紧组件包括螺杆以及多个抵紧单元，多个抵紧单元沿螺杆的纵向轴线依次套设设置；抵紧单元的两侧分别设置有第一推板部、第二推板部；在工作状态下，螺杆旋拧预设角度，多个抵紧单元沿着螺杆的纵向轴线移动，带动第一推板部、第二推板部分别向外移动抵紧对应侧的导热组件，以抵紧多个导热片。

本发明公开的一种电机定子强化散热装置，为基于高导热性热桥的电机定子强化散热装置，可以设置基于风冷或者水冷的两种电机定子机壳散热方案，通过在定位组件两侧设置一定数量的导热片，大大提高定子铁心与电机机壳之间的导热系数，从而使得定子的热量更容易通过定子铁心传导到电机机壳上；通过抵紧组件挤压两侧的导热片，形变的导热片与定子铁心、电机机壳形成良好的热路通道，充分利用电机机壳的散热表面，进一步提高了定子的快速热传导性能，极大地增强了电机定子的散热效果，同时保证了现场安装以及维护的方便。

需要说明的是，还可以设置基于油冷、蒸发冷却的等其它电机定子机壳散热方案，本申请对此并不限制。

以下参照附图结合实施例进一步说明本发明。

参照附图1至附图6，在本发明的第一种实施例中，本发明的第一方面公开的一种电机定子强化散热系统，该系统包括多个电机定子强化散热装置；多个电机定子强化散热装置沿定子铁心的内壁均匀设置；在该系统中，电机机壳2的外侧设置有多个散热筋12。

其中，电机定子强化散热装置设置于定子铁心1与电机机壳之间，以进行定子铁心的强化散热，具体包括定位组件(即定位筋3)、抵紧组件4和导热组件，定子铁心通过定位组件与电机机壳固定连接。

导热组件为两个，两个导热组件分别设置于抵紧组件的两侧；定位组件为两个，两个定位组件分别设置于两个导热组件远离抵紧组件的一侧；导热组件包括多个导热片5，多个导热片堆叠设置；抵紧组件包括螺杆9以及多个抵紧单元，多个抵紧单元沿螺杆的纵向轴线依次套设设置；抵紧单元的两侧分别设置有第一推板部、第二推板部8。

在工作状态下，螺杆旋拧预设角度，多个抵紧单元沿着螺杆的纵向轴线移动，带动第一推板部、第二推板部分别向外移动抵紧对应侧的导热组件，以抵紧多个导热片，与电机机壳形成一个整体，形成贴合度更高的热路通道，大大增强电机的散热效果。

在本发明中，一定数量的导热片堆叠成导热块(即导热组件)紧贴在定位筋(及定位组件)两侧构成高导热性能的热桥，充分利用定子铁心与电机机壳之间的空气间隙，有效提高定子的快速热传导性能，大大增强电机定子的散热效果，同时保证了现场安装和维护的方便。

在本实施例中，抵紧单元包括螺套6、作用结构和螺母10，螺套套设于螺杆设置，且螺杆上设置对螺套限位的限位圈；螺母与螺杆螺纹连接。作用结构包括第一上支架、第一下支架、第二上支架和第二下支架，第一上支架与第一下支架设置于螺杆的一侧，第二上支架与第二下支架设置于螺杆的另一侧；第一上支架、第一下支架、第二上支架与第二下支架构成菱形结构；第一上支架的上部、第二上支架的上部与螺母铰接；第一下支架的下部、第二下支架的下部与螺套铰接；第一上支架的下部与第一下支架的上部相互啮合设置；第二上支架的下部与第二下支架的上部相互啮合设置；螺母靠近螺杆的施力端设置，螺套远离螺杆的施力端设置。

在本实施例中，抵紧单元串联的数量和具体尺寸大小依据实际电机的圆周尺寸和导热片的尺寸综合考虑选择，同轴串联的多个抵紧单元共同组合成一个完整的结构，抵紧组件沿周向等距均匀分布。

在本发明的另一种实施例中，抵紧单元包括第一滑块、作用结构和第二滑块，第一滑块、第二滑块均与螺杆螺纹连接，并且第一滑块与第二滑块的螺纹反向设置；作用结构包括第一上支架、第一下支架、第二上支架和第二下支架，第一上支架与第一下支架设置于螺杆的一侧，第二上支架与第二下支架设置于螺杆的另一侧；第一上支架、第一下支架、第二上支架与所述第二下支架构成菱形结构；第一上支架的上部、第二上支架的上部与第一滑块铰接；第一下支架的下部、第二下支架的下部与第二滑块铰接；第一上支架的下部与第一下支架的上部相互啮合设置；第二上支架的下部与第二下支架的上部相互啮合设置；第一滑块靠近螺杆的施力端设置，第二滑块远离螺杆的施力端设置。

优选地，定位组件为板状结构；定位组件沿电机轴向设置。

优选地，导热组件沿圆周方向的长度大于定位组件沿圆周方向的长度。

优选地，在初始状态下，导热组件与定子铁心、所述电机机壳接触设置。导热片具有高导热性、易加工、低成本的特点，导热片的长度和宽度要略大于定子铁心与电机机壳之间的空气间隙，并通过抵紧组件对导热块(即多个导热片)进行挤压，从而实现定子铁心与电机机壳的紧密配合。

优选地，螺杆的顶端设置有手柄安装部，以安装手柄7，便于控制螺杆的旋转。

优选地，螺杆的长度小于导热组件的长度；

优选地，在本实施例中，导热组件的长度与定子铁芯的轴向长度匹配设置。

优选地，多个抵紧单元等距均匀设置。

优选地，导热片为预设厚度的标准铜片。

参照附图7至附图8，在本发明的另一种实施例中，本发明公开了一种电机定子强化散热系统，该系统包括多个上面所述的电机定子强化散热装置；多个电机定子强化散热装置沿定子铁心的内壁均匀设置；该系统还包括机壳水冷结构，机壳水冷结构敷设于电机机壳的外侧。

在本实施例中，机壳水冷结构包括多个水冷管11，多个水冷管覆盖电机机壳的周侧设置；通过水冷方式对电机外壳进行散热，从而高效地带走电机内部的热量。

通过本发明所提出的电机定子强化散热装置，可以在满足基本的固定强度下，充分利用了电机机壳巨大的散热表面，进一步提高了定子的快速热传导性能，极大地增强了电机定子的散热效果，同时保证了现场安装和维护的方便。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件，尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、物品或者设备/装置所固有的要素。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电机定子强化散热装置，其特征在于，该装置设置于定子铁心与电机机壳之间，包括定位组件、抵紧组件和导热组件，所述定子铁心通过所述定位组件与所述电机机壳固定连接；

所述导热组件为两个，两个所述导热组件分别设置于所述抵紧组件的两侧；所述定位组件为两个，两个所述定位组件分别设置于两个所述导热组件远离所述抵紧组件的一侧；所述导热组件包括多个导热片，多个所述导热片堆叠设置；

所述抵紧组件包括螺杆以及多个抵紧单元，多个所述抵紧单元沿所述螺杆的纵向轴线依次套设设置；所述抵紧单元的两侧分别设置有第一推板部、第二推板部；

在工作状态下，所述螺杆旋拧预设角度，多个所述抵紧单元沿着所述螺杆的纵向轴线移动，带动所述第一推板部、所述第二推板部分别向外移动抵紧对应侧的所述导热组件，以抵紧多个所述导热片；

所述抵紧单元包括第一滑块、作用结构和第二滑块，所述第一滑块、所述第二滑块均与所述螺杆螺纹连接，并且所述第一滑块与所述第二滑块的螺纹反向设置；

所述作用结构包括第一上支架、第一下支架、第二上支架和第二下支架，所述第一上支架与所述第一下支架设置于所述螺杆的一侧，所述第二上支架与所述第二下支架设置于所述螺杆的另一侧；所述第一上支架、所述第一下支架、所述第二上支架与所述第二下支架构成菱形结构；

所述第一上支架的上部、所述第二上支架的上部与所述第一滑块铰接；所述第一下支架的下部、所述第二下支架的下部与所述第二滑块铰接；所述第一上支架的下部与所述第一下支架的上部相互啮合设置；所述第二上支架的下部与所述第二下支架的上部相互啮合设置；

所述第一滑块靠近所述螺杆的施力端设置，所述第二滑块远离所述螺杆的施力端设置。

2.一种电机定子强化散热装置，其特征在于，该装置设置于定子铁心与电机机壳之间，包括定位组件、抵紧组件和导热组件，所述定子铁心通过所述定位组件与所述电机机壳固定连接；

所述导热组件为两个，两个所述导热组件分别设置于所述抵紧组件的两侧；所述定位组件为两个，两个所述定位组件分别设置于两个所述导热组件远离所述抵紧组件的一侧；所述导热组件包括多个导热片，多个所述导热片堆叠设置；

所述抵紧组件包括螺杆以及多个抵紧单元，多个所述抵紧单元沿所述螺杆的纵向轴线依次套设设置；所述抵紧单元的两侧分别设置有第一推板部、第二推板部；

在工作状态下，所述螺杆旋拧预设角度，多个所述抵紧单元沿着所述螺杆的纵向轴线移动，带动所述第一推板部、所述第二推板部分别向外移动抵紧对应侧的所述导热组件，以抵紧多个所述导热片；

所述抵紧单元包括螺套、作用结构和螺母，所述螺套套设于所述螺杆设置，且所述螺杆上设置对所述螺套限位的限位圈；所述螺母与所述螺杆螺纹连接；

所述作用结构包括第一上支架、第一下支架、第二上支架和第二下支架，所述第一上支架与所述第一下支架设置于所述螺杆的一侧，所述第二上支架与所述第二下支架设置于所述螺杆的另一侧；所述第一上支架、所述第一下支架、所述第二上支架与所述第二下支架构成菱形结构；

所述第一上支架的上部、所述第二上支架的上部与所述螺母铰接；所述第一下支架的下部、所述第二下支架的下部与所述螺套铰接；所述第一上支架的下部与所述第一下支架的上部相互啮合设置；所述第二上支架的下部与所述第二下支架的上部相互啮合设置；

所述螺母靠近所述螺杆的施力端设置，所述螺套远离所述螺杆的施力端设置。

3.根据权利要求1或2所述的电机定子强化散热装置，其特征在于，所述定位组件为板状结构；

所述定位组件沿电机轴向设置。

4.根据权利要求3所述的电机定子强化散热装置，其特征在于，所述导热组件沿圆周方向的长度大于所述定位组件沿圆周方向的长度。

5.根据权利要求4所述的电机定子强化散热装置，其特征在于，在初始状态下，所述导热组件与所述定子铁心、所述电机机壳接触设置。

6.根据权利要求1或2所述的电机定子强化散热装置，其特征在于，所述螺杆的顶端设置有手柄安装部。

7.根据权利要求6所述的电机定子强化散热装置，其特征在于，所述螺杆的长度小于所述导热组件的长度；

所述导热组件的长度与所述定子铁心的轴向长度匹配设置。

8.根据权利要求1或2所述的电机定子强化散热装置，其特征在于，多个所述抵紧单元等距均匀设置。

9.一种电机定子强化散热系统，其特征在于，该系统包括多个权利要求1-8中任一项所述的电机定子强化散热装置；

多个所述电机定子强化散热装置沿所述定子铁心的内壁均匀设置。