中空散热轴电机的制作方法

文档序号:7316831阅读:420来源:国知局
专利名称:中空散热轴电机的制作方法
技术领域
本发明属于电机的技术领域,具体涉及电机的冷却系统,尤其是一种中空散热轴 电机。
背景技术
1)在车辆上应用的电动机必需满足严格的性能要求,与此同时还要适应尺寸和重 量的限制从而保证它们能够适合在车辆中使用。当电动机其中一种类型的性能增强时,设 计标准冲突通常使得在其它同等重要的性能方面产生不足。例如,在纯电动汽车中用于驱 动的电机必需紧凑并且重量轻,更要具有足够的动力以迅速使汽车加速到内燃机能够产生 的速度,并且,提供足够的驾驶区间。另外,为了真正能为用户节约成本,汽车电机必需通过 在极端环境温度下运行时,提供合适的性能从而显示出其耐久性与可靠性2)由于需要从紧凑、轻便的单元输出较大动力,车辆上应用的电机容易发生热量 累积。并且电机的生热部件在内部,例如转子,通常不能被有效地冷却。相反,电机内部产 生的热量在到达位于电机壳体外围的冷却部件之前,通常传递要通过多个包括空气间隙的 隔热元件,其结果是许多关键部件在常规操作过程中达到很高的温度。3)永磁电机转子的关键部件磁钢,磁钢一般是钕铁硼永磁材料,在室温下有很高 的剩磁(Br)和很大的矫顽磁力(He),但其不足之处是居里温度较低,一般为310 410°C; 温度系数较高,Br的温度系数为-0. 13% /K,Hci的温度系数-(0. 6 0. 7) % /K。因而在 高温下使用时,造成其磁性能热稳定性较差。为了稳定其磁性能就需要使其在较低的温度 下工作。因此,提供一种能提高电机散热能力的系统是非常需要的。这样降低车辆电机的 内部温度从而提高它们的效率又增加它们的可靠性和使用寿命,同时降低它们的整体运行 成本。在现有技术中,电机冷却结构的设计技术人员沿用传统冷却设计观念,一般电机 内部的转子部件没有用直接的方式进行的有效冷却,转子内部累积的热量较多,转子体的 温度较高,特别是永磁电机,较高的转子体温度不利于保持磁钢的磁性能的稳定,也不利于 提高电机的功率密度。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种中空散热轴电机,提高电机的冷却能力,保证转 子及磁钢在较低温度下工作。本实用新型是通过以下技术方案来实现的中空散热轴电机,包括有机壳部件、定子部件和转子部件;所述机壳部件包括有管 道状的机壳,定子部件和转子部件位于机壳的内腔中;所述转子部件包括有轴及安装于轴 外周的转子铁芯,其中所述轴为一种中空散热轴,所述轴的体壁中,设置有储液腔;所述 轴的中部为空腔;转子铁芯内部,设置有与所述储液腔密闭连通的储液通道,超导热液体位 于所述储液腔和储液通道形成的密闭通道中。[0009]所述轴中部的空腔的至少一端部设置有散热风扇。综上,本实用新型的有益效果是本实用新型的中空散热轴电机,由于轴的体壁中,设置有储液腔;所述轴的中部为 空腔;转子铁芯内部,设置有与所述储液腔密闭连通的储液通道,导热液体位于所述储液腔 和储液通道形成的密闭通道中。电机工作时磁钢上的热量在零点几秒内由超导热液迅速传 到散热管上,在电机动转时固定在电机轴端部的风扇也同时转动,这样散热管内部就产生 了轴向冷却风,流动的空气把散热管上的热量带走,降低了电机关键部件磁钢的温度和电 机的整体运行温升,提高了磁钢的磁性能,同时也提高电机的运行效率和可靠性。超导热液体本身只是一种传热的介质,就好比是能量的运输工具,但传热速度是 一般金属的几百倍。超导热液体有成百上千种,是由于需要的不同,有低温、中温、高温之分。在零度以 下换热就需要极低的沸点才能传热,如果用于超导暖气片,就需要20 30度启动的介质; 如果用于家庭采暖,范围在五六十度到一百度左右,则可用40 55度相变的超导液;如果 用于烘干,就需要100 300度以上的相变材料做介质。根据不同的需要,用不同的材料进 行配制,才能达到预定的效果超导热液体是一种快速传热高效换热新技术,广泛应用于工业农业机械化工的取 暖烘烤致热致冷机械加工,余热回收,塑料大棚,太阳能等多个领域.超导液有有机溶液, 无机溶液,有无机混合溶液。本实用新型采用超导热液技术,超导热液体的导热速度是一般金属的几百倍,这 样很快把工作电机转子内部热源产生的热量传送到了散热管上,从而大大提高电机的冷却 能力,保证转子及磁钢(钕铁硼)在较低温度下工作。

图1是本实用新型中空散热轴电机的整体结构示意图;图2是本实用新型中空散热轴电机的转子部件实施例一的结构示意图;图3是本实用新型中空散热轴电机的转子部件实施例二的结构示意图;图4是本实用新型中空散热轴电机的轴的结构示意图;图5是图4的A向示意图;图6是本实用新型中空散热轴电机的散热管的剖面结构示意图;图7是本实用新型中空散热轴电机的散热管的侧视结构示意图;图8是本实用新型中空散热轴电机的转子铁芯的剖面结构示意图;图9是本实用新型中空散热轴电机的转子铁芯的侧视结构示意图。附图标记说明1、轴,2、转子铁芯,3、散热风扇,4、散热管,5、磁钢,6、定子部件,7、机壳,8、超导热 液体,9、导热管,10、压圈。11、进液口,12、出液口,13、储液腔,14、端盖,21、转子冲片,41、散 热片,42、空腔,91、导热通道。
具体实施方式
本实用新型公开一种中空散热轴电机,如图1,包括有机壳部件、定子部件6和转子部件;所述机壳部件包括有管道状的机壳7,定子部件6和转子部件位于机壳7的内腔 中;所述转子部件包括有轴1及安装于轴1外周的转子铁芯2,其中所述轴1为一种中空 散热轴,所述轴1的体壁中,设置有储液腔;所述轴1的中部为空腔;转子铁芯2内部,设置 有与所述储液腔密闭连通的储液通道,超导热液体8位于所述储液腔和储液通道形成的密 闭通道中。所述轴1中部的空腔的至少一端部设置有散热风扇3。优选地,所述轴1中部的空腔的两端部都设置有散热风扇3。所述机壳7的内腔具有前端开口和后端开口,两个端盖14将前端开口和后端开口 和密闭。实施例一如图2、4、5、9,本实施例中,所述轴1的体壁中,沿着轴向设置有储液腔13,所述储 液腔13为一个以上的储液孔、或截面为圆环形的管道状腔体贯穿所述轴1的体壁的前、后 端形成,所述储液腔13设置有进液口 11和出液口 12。所述转子铁芯2由多片转子冲片21叠加组合而成;转子铁芯2内部,设置有与所 述储液腔13密闭连通的导热管9,所述导热管9与进液口 11和出液口 12连通。如图1、6、7,所述轴1的中部空腔内,设置 有散热管4,储液腔13位于散热管4的 轴1的内壁面之间。散热管4为中空状管道,散热管4的中部为空腔42,且散热管4的内腔壁面设置有 多片散热片41。本实施例采用超导热液体冷却结构,在风扇、轴、导热管、转子铁芯、散热管所围成 的空腔内装满超导热液体,超导热液体很快把工作电机内部热源产生的热量传送到了散热 管上,散热管在风扇的作用下,很快散热。实施例二 如图3、4、5、6、7,本实施例中,与实施例一不同之处在于,转子铁芯2的外周,设置 有磁钢5,磁钢5的两端均设置有压圈10,磁钢5和压圈10包围形成以密闭空腔,转子铁芯 2位于所述密闭空腔中,并且转子铁芯2和磁钢5、压圈10之间间隔有间隙,所述间隙位置 设置有导热通道91,所述导热通道91与进液口 11和出液口 12连通。优选地,所述导热通道91为镶嵌在转子冲片21和磁钢5之间的多个相互独立的 储液通孔23,贯穿所述转子冲片的前、后端。本实施例采用超导热液体冷却结构,在风扇、轴、压圈、磁钢、转子铁芯所围成的空 腔内装满超导热液体,该电机的冷却系统包括带孔的轴、带储液通孔的转子铁芯、风扇、带 散热筋的散热管、钕铁硼材料制成的磁钢、转子铁芯、有超导热能力的导热液、电机工作时 磁钢上的热量由超导热液迅速传到散热管上,在电机动转时固定在电机轴两端的风扇也同 时转动,这样散热管内部就产生了轴向冷却风,流动的空气把散热管上的热量带走,这样就 降低了电机关键部件磁钢的温度和电机的整体运行温升,提高了磁钢的磁性能,同时也提 高电机的运行效率和可靠性。上述所列具体实现方式为非限制性的,如中空轴散热管可包括为圆形、方形、三 角形等。对本领域的技术人员来说,在不偏离本实用新型范围内,进行的各种改进和变化, 均属于本实用新型的保护范围。
权利要求中空散热轴电机,包括有机壳部件、定子部件(6)和转子部件;所述机壳部件包括有管道状的机壳(7),定子部件(6)和转子部件位于机壳(7)的内腔中;所述转子部件包括有轴(1)及安装于轴(1)外周的转子铁芯(2),其特征在于所述轴(1)为一种中空散热轴,所述轴(1)的体壁中,设置有储液腔;所述轴(1)的中部为空腔;转子铁芯(2)内部,设置有与所述储液腔密闭连通的储液通道,超导热液体(8)位于所述储液腔和储液通道形成的密闭通道中。
2.根据权利要求1所述的中空散热轴电机,其特征在于所述轴(1)中部的空腔的至 少一端部设置有散热风扇(3)。
3.根据权利要求2所述的中空散热轴电机,其特征在于所述轴(1)中部的空腔的两 端部都设置有散热风扇(3)。
4.根据权利要求1或2或3所述的中空散热轴电机,其特征在于所述机壳(7)的内 腔具有前端开口和后端开口,两个端盖(14)将前端开口和后端开口和密闭。
5.根据权利要求1或2或3所述的中空散热轴电机,其特征在于所述轴(1)的体壁 中,沿着轴向设置有储液腔(13),所述储液腔(13)为一个以上的储液孔、或截面为圆环形 的管道状腔体贯穿所述轴(1)的体壁的前、后端形成,所述储液腔(13)设置有进液口(11) 和出液口(12)。
6.根据权利要求5所述的中空散热轴电机,其特征在于所述转子铁芯(2)由多片转 子冲片(21)叠加组合而成;转子铁芯(2)内部,设置有与所述储液腔(13)密闭连通的导热 管(9),所述导热管(9)与进液口(11)和出液口(12)连通。
7.根据权利要求1或2或3所述的中空散热轴电机,其特征在于所述轴(1)的中部 空腔内,设置有散热管(4),储液腔(13)位于散热管(4)的轴(1)的内壁面之间。
8.根据权利要求7所述的中空散热轴电机,其特征在于所述散热管(4)为中空状管 道,散热管(4)的中部为空腔(42),且散热管(4)的内腔壁面设置有多片散热片(41)。
9.根据权利要求5所述的中空散热轴电机,其特征在于所述转子铁芯(2)的外周,设 置有磁钢(5),磁钢(5)的两端均设置有压圈(10),磁钢(5)和压圈(10)包围形成以密闭 空腔,转子铁芯⑵位于所述密闭空腔中,并且转子铁芯⑵和磁钢(5)、压圈(10)之间间 隔有间隙,所述间隙位置设置有导热通道(91),所述导热通道(91)与进液口(11)和出液口 (12)连通。
10.根据权利要求9所述的中空散热轴电机,其特征在于所述导热通道(91)为镶嵌 在转子冲片(21)和磁钢(5)之间的多个相互独立的储液通孔(23),贯穿所述转子冲片的 前、后端。
专利摘要本实用新型提供一种中空散热轴电机,提高电机的冷却能力,保证转子及磁钢在较低温度下工作。本实用新型是通过以下技术方案来实现的中空散热轴电机,包括有机壳部件、定子部件和转子部件;所述机壳部件包括有管道状的机壳,定子部件和转子部件位于机壳的内腔中;所述转子部件包括有轴及安装于轴外周的转子铁芯,其中所述轴为一种中空散热轴,所述轴的体壁中,设置有储液腔;所述轴的中部为空腔;转子铁芯内部,设置有与所述储液腔密闭连通的储液通道,超导热液体位于所述储液腔和储液通道形成的密闭通道中。所述轴中部的空腔的至少一端部设置有散热风扇。
文档编号H02K9/06GK201774392SQ20102021751
公开日2011年3月23日 申请日期2010年6月2日 优先权日2010年6月2日
发明者刘益卯, 张权标, 魏银仓 申请人:珠海银通新能源有限公司
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