CN201994738U - 一种封闭式自冷却电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种封闭式自冷却电机，包括定子、转子及壳体，定子包括定子铁芯及定子绕组，定子绕组包括位于定子槽内的槽内绕组和位于定子槽外定子铁芯两侧的槽外绕组，在定子槽外绕组上装有冷却管道，管道贴合定子绕组发热部位，直接利用冷却液对流将定子绕组产生热量带走，再经外部热量交换器进行循环散热，在壳体上设有入油口和出油口，并在壳体空腔内循环注入润滑油冷却液，经外部热量交换器将定子铁芯、定子绕组、转子产生的热量带走，也同时起到润滑轴承的作用。通过以上技术方案，可以均匀地控制电机各部分的温升，降低定子槽外绕组的温升，提高电机冷却效果，提高电机的输出扭矩、输出功率，并延长了电机的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种封闭式自冷却电机。
背景技术
驱动电机运行时会产生铜耗、铁芯损耗、杂散损耗以及机械损耗等损耗，这些损耗会转变成热量，产生的热量如果不及时散发出来，会使电机内部各部分温升过高，这会严重影响电机绝缘、电机轴承、电机磁钢的正常使用。封闭式驱动电机的定子铁芯、定子绕组、转子构成了电机内部三个热源，其中定子绕组由于散热效果不一致造成定子槽内绕组和槽外绕组温升不一致，定子槽内绕组产生的热量大部分可以通过定子槽绝缘和定子铁芯热传导到机壳上，再通过机壳外风冷或水冷进行冷却。由于定子槽绝缘很薄和定子铁芯传导系数高，所以通过热传导对定子槽内绕组产生的热量进行散发还是有比较好的效果，但是与槽外绕组接触的空气或润滑油是导热系数非常低的物质，又没有散热效果特别好的流体对槽外绕组产生的热量进行对流交换，使得槽外绕组的热传导效果不理想，进而会造成槽外绕组比定子槽内绕组温度高上十几甚至几十度，使得槽外绕组部位是电机冷却薄弱的环节。
在现有技术中，封闭式电机也有采用冷却液循环充入电机内部将热量带走，但是循环冷却液不可能会与全部绕组接触，而只是降低绕组的平均温度，对没有热交换接触的部分绕组最高温升没有很好控制，而影响定子绕组的绝缘使用恰恰取决于最高温升高低，所以这样的冷却效果也没有很好解决部分绕组最高温升的限制。
实用新型内容
本实用新型旨在解决现有技术中电机定子部分绕组的冷却效果不好，绕组最高温升过高的问题，提供一种散热效果好，槽外绕组温升低的封闭式自冷却电机。
一种封闭式自冷却电机，包括定子、转子及壳体，所述定子位于壳体内部圆周上，定子包括带有定子槽的定子铁芯及缠绕在定子槽上的定子绕组，所述定子绕组包括位于定子槽内的槽内绕组和位于定子槽外定子铁芯两侧的槽外绕组，其特征在于，在定子的径向截面上环绕定子绕组并沿定子槽外绕组外缘上设有冷却管道，所述冷却管道还包括出管口及入管口。
优选地，所述冷却管道采用导热灌封材料灌封设置在所述定子槽外绕组外缘上。
优选地，所述冷却管道轴向截面的形状为“Ω”。
优选地，所述冷却管道的材料为铁。
优选地，所述定子槽外定子铁芯两侧的槽外绕组上分别设有冷却管道。
优选地，所述冷却管道的径向横截面为圆形或椭圆形。
优选地，所述定子、转子及壳体之间形成空腔，壳体上有与空腔相连通的入油口和出油口。
优选地，所述导热灌封材料为环氧胶。
在以上技术方案中，通过在电机的定子槽外绕组上设置冷却管道，管道抵近内部发热部位，直接利用冷却液对流换热将定子槽外绕组热量带走，再经外部冷却器循环与外部热交换。同时，壳体上设置入油口，还另在机壳空腔内循环注入润滑油冷却液，经外部热量交换器将定子铁芯、定子绕组、转子产生的热量传递到外界，同时起到润滑轴承的效果。经过本方案的实施，可以均匀地控制电机各个部分的温升，降低绕组内部线包的温升，提高电机冷却效果，提高电机的输出扭矩、输出功率，并延长了电机的使用寿命。
附图说明
图1是本实用新型一种实施例的封闭式自冷却电机轴向结构图。
图2是图1中A部分的放大示意图。
图3是本实用新型一种实施例的封闭式自冷却电机定子结构图。
具体实施方式
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
结合图1和图2所示，为一种防水防尘的封闭式驱动电机，包括定子、转子及壳体4，所述定子位于壳体内部圆周上，所述定子、转子及壳体4之间组成空腔，所述定子包括带有定子槽的定子铁芯2及缠绕在定子槽上的定子绕组，定子绕组包括位于定子槽内的槽内绕组及位于定子槽外定子铁芯两侧的槽外绕组3，所述壳体4还包括轴承7及机械油封8，所述轴承7用于支撑转子的转轴，进而维持支撑转子运转，所述机械油封8用于封油，防止冷却油泄漏。
以电机正常工作时候放置的位置来说，这里为了便于说明，规定露出电机转轴的一端为前端，与前端对应的一端为后端，电机用于连接承载壳体本体工作台的侧面为底部，与电机底部对应的电机侧面为电机顶部。
所述壳体4上设有入油口1及出油口9，其中，入油口1设置在壳体4顶部靠近电机端盖的位置上，出油口9设置在壳体4底部靠近电机后端的位置，入油口1与出油口9成对角线设置，这样从入油口1到出油口9之间的路径能达到最优路径，为了使流体流动速度加快，在出油口9或入油口4设有输送流体的装置，本实施例中，作为一个优选地方案，在入油口4处采用油泵。
所述空腔由定子、转子、壳体4构成，由于在工作时候内部热量蓄积，影响电机正常工作，所以必须及时将热量传递到电机外部，对于防水防尘的封闭式驱动电机，电机通过采用了机械油封等措施，电机内部密封性能大大改善，采用向空腔注入冷却液，及时带走内部热量，在本实施例中优选采用向空腔注入润滑油冷却液，壳体空腔内利用润滑油冷却液对定子铁芯、定子绕组、转子产生的热量进行传递散热，润滑油冷却液从入油口1注入空腔内，经由定子铁芯、定子绕组、转子由出油口9流出，润滑油冷却液经电机内部通过对流换热带走电机部分热量，同时给予轴承润滑作用，由于导热灌封材料6的存在，加大了电机定子绕组对流换热的面积，提高了电机冷却的效果。
结合图3，作为本实用新型的主要发明点，方便直接将槽外绕组3产生的热量直接通过冷却液热传递，在定子的径向截面上绕定子绕组并且沿定子槽外绕组3外缘上固定安装冷却管道5，冷却管道5整体与定子槽外绕组3外缘贴合，采用导热灌封材料将两者固定在一起。为了取得更好的散热效果，优选地，在定子铁芯两侧的槽外绕组3上都安装至少一条冷却管道5，本实施例中定子铁芯两侧的槽外绕组3上各设置一条冷却管道5。另外，所述冷却管道5的轴向横截面不拘泥于一种形状，只要能够将冷却管道5贴合在槽外绕组3外缘上且不影响电机的工作即可。作为一种优选的方案，本实施例中采用轴向横截面为“Ω”形的环形冷却管道，这样的形状，在不影响冷却管道5贴合槽外绕组3的同时，管道路径相对较短，节省材料，又能使得冷却液交换的流量更大更快。冷却管道5还包括出管口11及入管口10，用于向冷却管道5内注入冷却液，作为一个优选地方案，所述出管口11及入管口10的径向横截面为圆形或者椭圆形，出管口11及入管口10穿过壳体4引到电机外部，与外部的热量交换器串联，对定子槽外绕组 3进行进一步散热。为了使冷却液在冷却管道5内加速流动，在管口设置能输送流体的装置，本实施例中，优选地采用动力泵，设置在入管口10处，加速流体的流动速度，从而更快的将内部热量通过对流传递到外界。在现有技术中，广泛采用的导热灌封材料6最常见的是有机硅橡胶体系的和环氧体系的两大类，在本实施例中，所述导热灌封材料6优选为环氧胶。冷却管道5可以广泛地采用现有技术中的材料，满足机械强度及耐热性等要求，如铜、铁、铝等等，在本实施例中优选采用铁作为材料。
本实用新型封闭式自冷却电机的工作过程是这样的：在电机工作的时候，由于内部热量蓄积会引起工作效率低，甚至不能正常工作等情况，通过电机壳体上设置的入油口向电机内部的空腔注入润滑油冷却液，为了使得润滑油冷却液的流动速度加快，在入油口加装油泵，这样润滑油冷却液通过流经电机定子铁芯、定子绕组、转子后从电机壳体上的出油口流出，与外界热量交换器串联，将热量传递到电机外部，尽管采用该种冷却散热技术手段，也不能直接将槽外绕组产生的热量传递出去，所以在定子槽外定子铁芯两侧的绕组上安装了冷却管道，通过导热灌封材料将槽外绕组和冷却管道固定在一起。在电机空腔循环注入润滑油冷却液的同时，在冷却管道内也循环通入冷却液，直接针对定子槽外绕组进行热量交换，及时将槽外绕组上的热量通过冷却液的流通传递到电机外部的热量交换器上散热，同样在冷却管道的入管口设置动力泵，加快冷却液的流动，提高导热效率，冷却管道的使用大大提高了电机内部散热效率，特别是定子槽外绕组的导热，直接将最高温升处的热量及时传递到电机外部，不仅很好的解决了最高温升对定子绕组的限制，更能降低温升对电机工作的影响 ，提高了工作效率，也在一定程度上延长了电机的使用寿命。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种封闭式自冷却电机，包括定子、转子及壳体，所述定子位于壳体内部圆周上，所述定子包括带有定子槽的定子铁芯及缠绕在定子槽上的定子绕组，所述定子绕组包括位于定子槽内的槽内绕组和位于定子槽外定子铁芯两侧的槽外绕组，其特征在于，在定子的径向截面上环绕定子绕组并沿定子槽外绕组外缘上设有冷却管道，所述冷却管道还包括出管口及入管口。
2.根据权利要求1所述封闭式自冷却电机，其特征在于所述冷却管道采用导热灌封材料灌封设置在所述定子槽外绕组外缘上。
3.根据权利要求1所述封闭式自冷却电机，其特征在于所述冷却管道轴向截面的形状为“Ω”。
4.根据权利要求1所述封闭式自冷却电机，其特征在于所述冷却管道的材料为铁。
5.根据权利要求1所述封闭式自冷却电机，其特征在于所述定子槽外定子铁芯两侧的槽外绕组上分别设有冷却管道。
6.根据权利要求1所述封闭式自冷却电机，其特征在于所述冷却管道的径向横截面为圆形或椭圆形。
7.根据权利要求1所述封闭式自冷却电机，其特征在于所述定子、转子及壳体之间形成空腔，壳体上有与空腔相连通的入油口和出油口。
8.根据权利要求2所述封闭式自冷却电机，其特征在于所述导热灌封材料为环氧胶。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20110928 |