CN114665684B - 一种直驱永磁电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电机的技术领域，具体公开了一种直驱永磁电机，包括：电机水冷壳组件，所述电机水冷壳组件包括电机壳和水冷密封筒，电机壳内具有一电机腔，水冷密封筒插接在电机腔内，水冷密封筒的外壁与电机腔的内壁之间形成水循环水冷腔，以使电机壳和水冷密封筒进行水冷降温；定子绕组筒穿设在水冷密封筒内；风冷转子组件设置在定子绕组筒内，风冷转子组件包括永磁体安装筒，环绕所述永磁体安装筒的圆周上可拆卸安装有多个永磁体，以使永磁体安装筒的热量在通过水冷密封筒进行降温的同时，通过风冷进行降温；该直驱永磁电机使得整体的散热效率大大提高，减少热量积聚在直驱永磁电机内，防止永磁体退磁，提高直驱永磁电机的使用寿命。

Description

一种直驱永磁电机

技术领域

本发明涉及电机的技术领域，具体的说，尤其是一种直驱永磁电机。

背景技术

直驱永磁电机具有更高的功率、质量比、可以实现直驱控制和更小的尺寸，因此在使用过程中将发挥更大的优势，此外，对于电机而言，其速度和制动性能也非常好，这种使用特性也是直驱永磁电机在市场上备受关注的主要原因之一，但一直以来，直驱永磁电机的散热问题是业内备受关注的问题，因为直驱永磁电机在工作过程中，热量较高，若得不到有效散热，永磁体容易出现退磁现象，从而影响电机的寿命。

如中国专利文献CN202021845982.1公开的一种新型高效散热的永磁电动机，其包括永磁电动机本体；箱体，所述箱体设置在所述永磁电动机本体外；电机轴；所述电机轴设置在所述永磁电动机本体内，所述电机轴延伸至所述箱体外；吸热套筒，所述吸热套筒固定套设在所述永磁电动机本体的外壁上；吸热盘管，所述吸热盘管缠绕在所述吸热套筒上；水泵，所述水泵固定安装在所述箱体的顶部；排水管，所述排水管固定安装在所述水泵的排水口上，所述排水管远离所述水泵的一端延伸至所述箱体内并与所述吸热盘管固定连接。

上述的永磁电动机结构中，永磁电动机本体是通过设置在一个箱体内，通过盘管缠绕在永磁电动机本体上吸热，然后使用水冷方式散热，同时通过散热叶片对箱体内进行吹风，也就是说，整个散热都是对永磁电动机本体进行散热，但内部热量在正常情况下很难快速传导到永磁电动机本体上，因此热量依然积聚在内部，对永磁体的影响依然很大。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷，本发明提供一种直驱永磁电机，以解决上述的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种直驱永磁电机，包括：

电机水冷壳组件，所述电机水冷壳组件包括电机壳和水冷密封筒，所述电机壳内具有一电机腔，所述水冷密封筒插接在电机腔内，所述水冷密封筒的外壁与电机腔的内壁之间形成水循环水冷腔，以使电机壳和水冷密封筒进行水冷降温；

定子绕组筒，其穿设在水冷密封筒内，所述定子绕组筒的内壁设置有绕线组凹槽，通过绕线组凹槽进行绕设铜线，所述定子绕组筒的外壁与水冷密封筒的内壁相接触，以使定子绕组筒的热量传导到水冷密封筒上；

风冷转子组件，其设置在定子绕组筒内，所述风冷转子组件包括永磁体安装筒，环绕所述永磁体安装筒的圆周上可拆卸安装有多个永磁体，所述永磁体安装筒的中轴贯穿设置有轴孔，所述轴孔内卡接有转轴，所述永磁体安装筒的两端均开设有风槽，两端的风槽内均设置有相连通的风道，所述风道用于输入气流，所述风道分别与轴孔和永磁体相连通，以使永磁体安装筒的热量在通过水冷密封筒进行降温的同时，通过风冷进行降温。

本发明的有益效果在于：水冷密封筒的外壁与电机腔的内壁之间形成水循环水冷腔，使得整个水循环水冷腔环绕整个电机腔，从而不断对电机腔内部进行降温，而且定子绕组筒与水冷密封筒相接触，使得定子绕组筒本体同样在不断散热，同时，配合风冷转子组件不断从一端的风道输入气流，另一端输出气流，使得气流不断带走永磁体安装筒以及永磁体、转轴的热量，同时将热量分散到定子绕组筒通过水冷散热，使得整体的散热效率大大提高，减少热量积聚在直驱永磁电机内，防止永磁体退磁，提高直驱永磁电机的使用寿命。

进一步的，所述水冷密封筒包括两个端环，该端环的外圆周上套设有密封圈，两个端环之间设置有多个水冷翅片，该水冷翅片上开设有通水孔，两个端环、多个水冷翅片和电机壳的内壁之间围合形成多个独立的水冷槽，多个独立的水冷槽通过通水孔相连通，以使多个水冷槽之间形成所述水循环水冷腔。

采用上述进一步的结构后，多个独立的水冷槽所形成的水循环水冷腔可对电机壳的内壁进行散热，而且是水流充满整个水循环水冷腔，使得水流环绕整个电机壳内壁进行散热，并非传统的盘管式，散热效果大大提升。

进一步的，所述电机壳的外壁设置有多个散热翅片，所述电机壳的外壁上端开设置有进水口，所述电机壳的外壁的一侧设置有出水口，该进水口与其中一个水冷槽相连通，该出水口与其中一个水冷槽相连通。

采用上述进一步的结构后，散热翅片可用于对水循环水冷腔的水流进行散热，进一步提升散热效果，通过进水口进冷水，令到冷水充满整个水循环水冷腔，同时出水口输出热水，使得水循环水冷腔的水进行不断循环，提高散热效果。

进一步的，所述永磁体安装筒的外壁开设有多个用于安装永磁体的永磁体安装槽，该永磁体安装槽内开设有永磁体散热口，该永磁体散热口与风道相连通。

采用上述进一步的结构后，风道内输入气流时，气流可进入到永磁体安装槽内，使得气流带走永磁体的热量，进一步提升永磁体的散热效果。

进一步的，所述永磁体上开设有与永磁体安装槽相对应的第一散热孔，所述永磁体安装槽上盖设有永磁体固定盖，该永磁体固定盖上开设有与第一散热孔相对应的第二散热孔，该永磁体固定盖靠近永磁体的一侧设置有卡接在第一散热孔内的卡环。

采用上述进一步的结构后，气流带走永磁体的热量的同时，由于永磁体固定盖设置有第二散热孔，使得气流带走永磁体的热量与定子绕组筒相接触，使得部分热量快速通过定子绕组筒与水循环水冷腔进行换热，使得内部热量快速传导，散热效率高，而且整个永磁体固定盖可拆卸，以便于更换永磁体，便于维保。

进一步的，所述轴孔的直径大于转轴的直径，所述轴孔两端的内壁均设置有多个第一齿环，所述转轴的两端外壁上设置有与第一齿环相对应的第二齿环，以使转轴卡接在轴孔内的同时，使得转轴与轴孔的内壁之间形成间隙，该间隙与风道相连通。

采用上述进一步的结构后，第一齿环和第二齿环的配合可使得转轴稳定在轴孔内，同时可通过间隙将内部的热量通过风道带走，减少电机内部的热量，防止高温影响电机寿命。

进一步的，所述转轴的一端为输出端，另一端安装有进风组件，以使气流通过进风组件进入到风道内。

采用上述进一步的结构后，通过进风组件将气流输入到一端的风道，使得电机内部的气流快速流通进行散热和热传导。

进一步的，所述进风组件包括：

过滤罩，其用于过滤气流的尘埃，该过滤罩安装在电机壳的端面上；

喷风组件，用于将气流高速输入到风槽内，以使气流快速进入风道，该喷风组件安装在过滤罩和电机壳之间，所述转轴贯穿喷风组件，并且转轴延伸进过滤罩内；

扇叶，其位于过滤罩和喷风组件之间，扇叶安装在转轴上，以使扇叶与转轴同步旋转。

采用上述进一步的结构后，过滤罩可防止尘埃积聚到电机内部，喷风组件可将气流快速的喷入到风槽内，以使风槽内的气流快速逼入到风道内，从而提高气流的流动力，提高散热效果。

进一步的，所述喷风组件包括安装座和设置在安装座内的喷风环，该安装座插接在过滤罩内，该安装座的中心位置设置有与转轴相连接的轴承，该安装座上开设有至少两条进风槽，该喷风环上开设有与轴承相对应的中孔，该喷风环上设置有至少两条与进风槽相对应的喷风道，该喷风道与风槽相对应。

采用上述进一步的结构后，扇叶在跟随转轴旋转时，将气流吸入到喷风组件，通过喷风道喷出，以使气流喷到风槽内，结构简单，而且散热效果明显。

进一步的，所述喷风道相对于喷风环向上凸起，所述喷风道内设置有喷风孔，该喷风孔远离扇叶一端的一侧设置有斜面，以使喷风孔的孔径由扇叶往风槽方向渐窄。

采用上述进一步的结构后，喷风道内的喷风孔往出风方向逐渐变窄，使得出风的压力增大，从而提高出风速度，从而加快风槽内的气流进入到风道内，提高热量的散热效果。

附图说明

图1为本发明的直驱永磁电机的立体结构示意图。

图2为本发明的进风组件的爆炸结构示意图。

图3为喷风环的剖视结构示意图。

图4为本发明的直驱永磁电机省略进风组件的立体结构示意图。

图5为定子绕组筒的立体结构示意图。

图6为风冷转子组件、水冷密封筒、定子绕组筒的立体结构示意图。

图7为风冷转子组件的爆炸结构示意图。

图中：电机壳1、进风组件2、永磁体3、转轴4、过滤罩5、扇叶6、安装座7、进风槽8、轴承9、喷风环10、喷风道11、中孔12、进水口13、出水口14、水冷密封筒15、端环16、密封圈17、水冷翅片18、通水孔19、定子绕组筒20、风冷转子组件21、绕线组凹槽22、永磁体安装筒23、轴孔24、风槽25、风道26、永磁体安装槽27、永磁体散热口28、永磁体固定盖29、第二散热孔30、卡环300、第一齿环31、第二齿环32、喷风孔33、斜面34。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

结合图1至图7所示的一种直驱永磁电机，包括电机水冷壳组件、定子绕组筒20和风冷转子组件21，其中，电机水冷壳组件包括电机壳1和水冷密封筒15，电机壳1内具有一电机腔，水冷密封筒15插接在电机腔内，水冷密封筒15的外壁与电机腔的内壁之间形成水循环水冷腔，以使电机壳1和水冷密封筒15进行水冷降温；

定子绕组筒20穿设在水冷密封筒15内，定子绕组筒20的内壁设置有绕线组凹槽22，通过绕线组凹槽22进行绕设铜线，定子绕组筒20的外壁与水冷密封筒15的内壁相接触，以使定子绕组筒20的热量传导到水冷密封筒15上；

风冷转子组件21设置在定子绕组筒20内，风冷转子组件21包括永磁体安装筒23，环绕永磁体安装筒23的圆周上可拆卸安装有多个永磁体3，永磁体安装筒23的中轴贯穿设置有轴孔24，轴孔24内卡接有转轴4，永磁体安装筒23的两端均开设有风槽25，两端的风槽25内均设置有相连通的风道26，风道26用于输入气流，风道26分别与轴孔24和永磁体3相连通，以使永磁体安装筒23的热量在通过水冷密封筒15进行降温的同时，通过风冷进行降温。

本实施例中的水冷密封筒15的外壁与电机腔的内壁之间形成水循环水冷腔，使得整个水循环水冷腔环绕整个电机腔，从而不断对电机腔内部进行降温，而且定子绕组筒20与水冷密封筒15相接触，使得定子绕组筒20本体同样在不断散热，同时，配合风冷转子组件21不断从一端的风道26输入气流，另一端输出气流，使得气流不断带走永磁体安装筒23以及永磁体3、转轴4的热量，同时将热量分散到定子绕组筒20通过水冷散热，使得整体的散热效率大大提高，减少热量积聚在直驱永磁电机内，防止永磁体退磁，提高直驱永磁电机的使用寿命。

如图2所示，转轴4的一端为输出端，另一端安装有进风组件2，以使气流通过进风组件2进入到风道26内；通过进风组件2将气流输入到一端的风道26，使得电机内部的气流快速流通进行散热和热传导。

其中，进风组件2包括过滤罩5、喷风组件和扇叶6，过滤罩5用于过滤气流的尘埃，该过滤罩5安装在电机壳1的端面上；喷风组件用于将气流高速输入到风槽25内，以使气流快速进入风道26，该喷风组件安装在过滤罩5和电机壳1之间，转轴4贯穿喷风组件，并且转轴延伸进过滤罩5内；扇叶6位于过滤罩5和喷风组件之间，扇叶6安装在转轴4上，以使扇叶6与转轴4同步旋转。

本实施例中的过滤罩5可防止尘埃积聚到电机内部，喷风组件可将气流快速的喷入到风槽25内，以使风槽25内的气流快速逼入到风道26内，从而提高气流的流动力，提高散热效果。

如图2和图3所示，本实施例中的喷风组件包括安装座7和设置在安装座7内的喷风环10，该安装座7插接在过滤罩5内，该安装座7的中心位置设置有与转轴4相连接的轴承9，该安装座7上开设有至少两条进风槽8，该喷风环10上开设有与轴承9相对应的中孔12，该喷风环10上设置有至少两条与进风槽8相对应的喷风道11，该喷风道11与风槽25相对应；扇叶6在跟随转轴4旋转时，将气流吸入到喷风组件，通过喷风道11喷出，以使气流喷到风槽25内，结构简单，而且散热效果明显。

其中，喷风道11相对于喷风环10向上凸起，喷风道11内设置有喷风孔33，该喷风孔33远离扇叶6一端的一侧设置有斜面34，以使喷风孔33的孔径由扇叶6往风槽25方向渐窄；喷风道11内的喷风孔33往出风方向逐渐变窄，使得出风的压力增大，从而提高出风速度，从而加快风槽25内的气流进入到风道26内，提高热量的散热效果。

如图5和图6所示，本实施例中的水冷密封筒15包括两个端环16，该端环16的外圆周上套设有密封圈17，两个端环16之间设置有多个水冷翅片18，该水冷翅片18上开设有通水孔19，两个端环16、多个水冷翅片18和电机壳1的内壁之间围合形成多个独立的水冷槽，多个独立的水冷槽通过通水孔19相连通，以使多个水冷槽之间形成水循环水冷腔；多个独立的水冷槽所形成的水循环水冷腔可对电机壳1的内壁进行散热，而且是水流充满整个水循环水冷腔，使得水流环绕整个电机壳1内壁进行散热，并非传统的盘管式，散热效果大大提升。

如图4所示，电机壳1的外壁设置有多个散热翅片，电机壳1的外壁上端开设置有进水口13，电机壳1的外壁的一侧设置有出水口14，该进水口13与其中一个水冷槽相连通，该出水口14与其中一个水冷槽相连通；散热翅片可用于对水循环水冷腔的水流进行散热，进一步提升散热效果，通过进水口13进冷水，令到冷水充满整个水循环水冷腔，同时出水口14输出热水，使得水循环水冷腔的水进行不断循环，提高散热效果。

如图7所示，永磁体安装筒23的外壁开设有多个用于安装永磁体3的永磁体安装槽27，该永磁体安装槽27内开设有永磁体散热口28，该永磁体散热口28与风道26相连通；风道26内输入气流时，气流可进入到永磁体安装槽27内，使得气流带走永磁体3的热量，进一步提升永磁体3的散热效果。

永磁体3上开设有与永磁体安装槽27相对应的第一散热孔，永磁体安装槽27上盖设有永磁体固定盖29，该永磁体固定盖29上开设有与第一散热孔相对应的第二散热孔30，该永磁体固定盖29靠近永磁体3的一侧设置有卡接在第一散热孔内的卡环300；气流带走永磁体3的热量的同时，由于永磁体固定盖29设置有第二散热孔30，使得气流带走永磁体3的热量与定子绕组筒20相接触，使得部分热量快速通过定子绕组筒20与水循环水冷腔进行换热，使得内部热量快速传导，散热效率高，而且整个永磁体固定盖29可拆卸，以便于更换永磁体3，便于维保。

其中，轴孔24的直径大于转轴4的直径，轴孔24两端的内壁均设置有多个第一齿环31，转轴4的两端外壁上设置有与第一齿环31相对应的第二齿环32，以使转轴4卡接在轴孔24内的同时，使得转轴4与轴孔24的内壁之间形成间隙，该间隙与风道26相连通；第一齿环31和第二齿环32的配合可使得转轴4稳定在轴孔24内，同时可通过间隙将内部的热量通过风道26带走，减少电机内部的热量，防止高温影响电机寿命。

需要说明的是，本实施例中的永磁体3、永磁体安装槽27和永磁体固定盖29上均设置有锁定孔，以便于通过螺栓将永磁体3和永磁体固定盖29固定在永磁体安装槽27内，而且可方便拆卸维保。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种直驱永磁电机，其特征在于，包括：

电机水冷壳组件，所述电机水冷壳组件包括电机壳（1）和水冷密封筒（15），所述电机壳（1）内具有一电机腔，所述水冷密封筒（15）插接在电机腔内，所述水冷密封筒（15）的外壁与电机腔的内壁之间形成水循环水冷腔，以使电机壳（1）和水冷密封筒（15）进行水冷降温；

定子绕组筒（20），其穿设在水冷密封筒（15）内，所述定子绕组筒（20）的内壁设置有绕线组凹槽（22），通过绕线组凹槽（22）进行绕设铜线，所述定子绕组筒（20）的外壁与水冷密封筒（15）的内壁相接触，以使定子绕组筒（20）的热量传导到水冷密封筒（15）上；

风冷转子组件（21），其设置在定子绕组筒（20）内，所述风冷转子组件（21）包括永磁体安装筒（23），环绕所述永磁体安装筒（23）的圆周上可拆卸安装有多个永磁体（3），所述永磁体安装筒（23）的中轴贯穿设置有轴孔（24），所述轴孔（24）内卡接有转轴（4），所述永磁体安装筒（23）的两端均开设有风槽（25），两端的风槽（25）内均设置有相连通的风道（26），所述风道（26）用于输入气流，所述风道（26）分别与轴孔（24）和永磁体（3）相连通，以使永磁体安装筒（23）的热量在通过水冷密封筒（15）进行降温的同时，通过风冷进行降温；

所述永磁体安装筒（23）的外壁开设有多个用于安装永磁体（3）的永磁体安装槽（27），该永磁体安装槽（27）内开设有永磁体散热口（28），所述永磁体（3）上开设有与永磁体安装槽（27）相对应的第一散热孔，该永磁体散热口（28）与风道（26）相连通。

2.根据权利要求1所述的一种直驱永磁电机，其特征在于，所述水冷密封筒（15）包括两个端环（16），该端环（16）的外圆周上套设有密封圈（17），两个端环（16）之间设置有多个水冷翅片（18），该水冷翅片（18）上开设有通水孔（19），两个端环（16）、多个水冷翅片（18）和电机壳（1）的内壁之间围合形成多个独立的水冷槽，多个独立的水冷槽通过通水孔（19）相连通，以使多个水冷槽之间形成所述水循环水冷腔。

3.根据权利要求2所述的一种直驱永磁电机，其特征在于，所述电机壳（1）的外壁设置有多个散热翅片，所述电机壳（1）的外壁上端开设置有进水口（13），所述电机壳（1）的外壁的一侧设置有出水口（14），该进水口（13）与其中一个水冷槽相连通，该出水口（14）与其中一个水冷槽相连通。

4.根据权利要求1所述的一种直驱永磁电机，其特征在于，所述永磁体安装槽（27）上盖设有永磁体固定盖（29），该永磁体固定盖（29）上开设有与第一散热孔相对应的第二散热孔（30），该永磁体固定盖（29）靠近永磁体（3）的一侧设置有卡接在第一散热孔内的卡环（300）。

5.根据权利要求1所述的一种直驱永磁电机，其特征在于，所述轴孔（24）的直径大于转轴（4）的直径，所述轴孔（24）两端的内壁均设置有多个第一齿环（31），所述转轴（4）的两端外壁上设置有与第一齿环（31）相对应的第二齿环（32），以使转轴（4）卡接在轴孔（24）内的同时，使得转轴（4）与轴孔（24）的内壁之间形成间隙，该间隙与风道（26）相连通。

6.根据权利要求5所述的一种直驱永磁电机，其特征在于，所述转轴（4）的一端为输出端，另一端安装有进风组件（2），以使气流通过进风组件（2）进入到风道（26）内。

7.根据权利要求6所述的一种直驱永磁电机，其特征在于，所述进风组件（2）包括：

过滤罩（5），其用于过滤气流的尘埃，该过滤罩（5）安装在电机壳（1）的端面上；

喷风组件，用于将气流高速输入到风槽（25）内，以使气流快速进入风道（26），该喷风组件安装在过滤罩（5）和电机壳（1）之间，所述转轴（4）贯穿喷风组件，并且转轴延伸进过滤罩（5）内；

扇叶（6），其位于过滤罩（5）和喷风组件之间，扇叶（6）安装在转轴（4）上，以使扇叶（6）与转轴（4）同步旋转。

8.根据权利要求7所述的一种直驱永磁电机，其特征在于，所述喷风组件包括安装座（7）和设置在安装座（7）内的喷风环（10），该安装座（7）插接在过滤罩（5）内，该安装座（7）的中心位置设置有与转轴（4）相连接的轴承（9），该安装座（7）上开设有至少两条进风槽（8），该喷风环（10）上开设有与轴承（9）相对应的中孔（12），该喷风环（10）上设置有至少两条与进风槽（8）相对应的喷风道（11），该喷风道（11）与风槽（25）相对应。

9.根据权利要求8所述的一种直驱永磁电机，其特征在于，所述喷风道（11）相对于喷风环（10）向上凸起，所述喷风道（11）内设置有喷风孔（33），该喷风孔（33）远离扇叶（6）一端的一侧设置有斜面（34），以使喷风孔（33）的孔径由扇叶（6）往风槽（25）方向渐窄。

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