电机及其组装方法和电机机壳的制造方法与流程

本发明属于电动机和发电机领域，具体涉及一种电机及其组装方法和电机机壳的制造方法。

背景技术：

电机的应用范围较广，特别是近年来，随着我国推动制造业转型升级，在各种智能制造领域中，以电机为动力并进行驱动控制的自动化设备的自动化程度越来越高。在这种趋势下，各行业的设备对电机的要求也越来越高，例如效率高、功率密度大。但是，电机在长时间的运转过程中，温升问题往往制约着电机的高效运行，进一步还会降低电机的使用寿命。

电机工作过程中必然产生热量，只有对电机的热量进行合理地疏散，使其达到一个合理的温度区间，才能保证电机的长时间稳定运行。目前普遍采用的机壳水冷技术在实际应用过程中，其散热能力并没有充分发挥出来，原因在于电机机壳与定子以过盈配合的方式压装到一起，使得电机机壳与定子之间的接触更多的是点接触，接触面积较小，不利于热量的传导。因此，致使电机在工作时，机壳温度不高，但是电机内部温度很高，严重阻碍了电机的高效运行。

因此，本领域需要一种能够解决上述问题的方法来提高电机的散热效率。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有技术中电机机壳与定子的接触面之间存在空隙而不利于热量传导的问题，本发明提供了一种电机机壳的制造方法，其特征在于包括下列步骤：提供定子组件；将熔化状态的金属材料浇铸到所述定子组件上；以及冷却所述金属材料以便形成所述电机机壳，使得所述电机机壳形成为环绕所述定子组件的环状构件。

在上述制造方法的优选实施方式中，，所述提供定子组件的步骤包括：提供定子；提供定子绕组；以及将所述定子绕组盘绕到所述定子上。

在上述制造方法的优选实施方式中，所述电机机壳被浇铸成一端或两端开口的环状构件。

在上述制造方法的优选实施方式中，所述方法还包括：在浇铸之前提供型芯，使得浇铸之后在所述电机机壳中形成冷却通道以及与所述冷却通道连通的进液口和出液口，以便冷却液能够在所述电机机壳内循环流动。

在上述制造方法的优选实施方式中，其特征在于，所述金属材料是铁，并且/或者所述定子由铁制成。

本发明还提供了一种电机组装方法，其特征在于包括下列步骤：提供定子组件；将熔化状态的金属材料浇铸到所述定子组件上；以及冷却所述金属材料以便形成电机机壳，使得所述电机机壳形成为环绕所述定子组件的环状构件。

在上述电机组装方法的优选实施方式中，所述提供定子组件的步骤包括：提供定子；提供定子绕组；以及将所述定子绕组盘绕到所述定子上。

在上述电机组装方法的优选实施方式中，其特征在于，所述电机机壳被浇铸成一端或两端开口的环状构件。

在上述电机组装方法的优选实施方式中，其特征在于，所述方法还包括：在浇铸之前提供型芯，使得浇铸之后在所述电机机壳中形成冷却通道以及与所述冷却通道连通的进液口和出液口，以便冷却液能够在所述电机机壳内循环流动。

在上述电机组装方法的优选实施方式中，其特征在于，所述金属材料是铁，并且/或者所述定子由铁制成。

本发明还提供了一种电机，其包括定子、盘绕在定子上的定子绕组以及环绕所述定子的机壳，其特征在于，所述机壳通过铸造方式结合到所述定子的外表面上。

本领域技术人员能够理解的是，在本发明的技术方案中，由于电机机壳被直接铸造到定子的外表面上，电机机壳与定子几乎成为一体结构，这使得电机机壳内表面与定子外表面的接触率几乎为100％，进而使定子的热量能够最大限度地传递到电机机壳，然后由冷却通道内循环流动的冷却液将其热量传导出去。相比于现有的电机机壳与定子的压装配合方式(接触率不超过30％)，本发明的传热效果明显提高，能够使电机在更稳定的状态下工作。

方案1、一种电机机壳的制造方法，其特征在于包括下列步骤：提供定子组件；将熔化的金属材料浇铸到所述定子组件上；以及冷却所述金属材料以便形成所述电机机壳，使得所述电机机壳形成为环绕所述定子组件的环状构件。

方案2、根据方案1所述的方法，其特征在于，所述提供定子组件的步骤进一步包括：提供定子；提供定子绕组；以及将所述定子绕组盘绕到所述定子上。

方案3、根据方案2所述的方法，其特征在于，所述电机机壳被浇铸成一端或两端开口的环状构件。

方案4、根据方案3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在浇铸之前提供型芯，使得浇铸之后在所述电机机壳中形成冷却通道以及与所述冷却通道连通的进液口和出液口，以便冷却液能够在所述电机机壳内循环流动。

方案5、根据方案1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述金属材料是铁，并且/或者所述定子由铁制成。

方案6、一种电机组装方法，其特征在于包括下列步骤：提供定子组件；将熔化的金属材料浇铸到所述定子组件上；以及冷却所述金属材料以便形成电机机壳，使得所述电机机壳形成为环绕所述定子组件的环状构件。

方案7、根据方案6所述的方法，其特征在于，所述提供定子组件的步骤进一步包括：提供定子；提供定子绕组；以及将所述定子绕组盘绕到所述定子上。

方案8、根据方案7所述的方法，其特征在于，所述电机机壳被浇铸成一端或两端开口的环状构件。

方案9、根据方案8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在浇铸之前提供型芯，使得浇铸之后在所述电机机壳中形成冷却通道以及与所述冷却通道连通的进液口和出液口，以便冷却液能够在所述电机机壳内循环流动。

方案10、根据方案6至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述金属材料是铁，并且/或者所述定子由铁制成。

方案11、一种电机，包括定子、盘绕在定子上的定子绕组以及环绕定子的机壳，其特征在于，所述机壳通过铸造方式结合到所述定子的外表面上。

附图说明

图1是现有技术中的电机机壳的结构以及电机机壳与定子之间装配结构的半剖视图，由于电机中转轴的上部与下部为对称结构，因而只示出了转轴上半部分的剖视图；

图2是图1中电机机壳与定子接触位置的局部放大图；

图3是本发明的电机机壳的结构以及定子镶嵌到电机机壳中的结构的半剖视图，由于电机中转轴的上部与下部为对称结构，因而只示出了转轴上半部分的剖视图；

图4是图3中电机机壳与定子接触位置的局部放大图；

图5是本发明的电机机壳制造方法的流程图。

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。

需要说明的是，在本发明的描述中，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。

本发明旨在解决现有技术中电机机壳与定子之间接触不充分而不利于热量传导的问题。首先，结合图1对现有技术中热量传导效率低的原因进行说明。图1是现有技术中的电机机壳的结构以及电机机壳与定子之间装配结构的半剖视图，由于电机中转轴的上部与下部为对称结构，因而只示出了转轴上半部分的剖视图。如图1所示，电机机壳1为环形构件，在电机机壳1的外壳壁和内壳壁之间开设有冷却通道3，外壳壁上设置有进液口11和出液口12，冷却液从进液口11流入冷却通道3，从出液口12流出，从而使冷却液能够在电机机壳1内形成循环流动，进而将电机机壳1的热量传导出去。在电机机壳1的腔体内安装有定子2、盘绕在定子上的定子绕组、转子和转轴(转子和转轴在图1中未示出)，其中，电机机壳1与定子2以过盈配合的方式压装到一起。具体而言，电机机壳1和定子2通过现有的制造工艺进行加工制造，定子2的外径等于或略大于电机机壳1的内径，然后将定子2从电机机壳1的一个开口端压进去，同时再与电机的其他部件组合装配，形成成品的电机。然而，按照这种组装方式，无论定子2的外表面和电机机壳1的内表面打磨得多么光滑，这两个相互装配的零件也很难做到严丝无缝的接触，电机机壳1与定子2的接触位置4必定是多个点接触，实际接触率最多不超过30％，电机机壳1与定子2之间必定存在一定的空隙。由于空气的传热系数很低，从而降低了电机的传热能力。因此，定子2产生的热量有一部分需要通过空气传递到电机机壳1，进而由冷却通道内循环流动的流体将其热量传导出去。参照图2，该图是图1中电机机壳与定子接触位置的局部放大图。如图2所示，电机机壳1与定子2的接触位置4实际上为多个点接触，在实践中其实际接触率最多只有30％左右，使得热传导率非常低。本领域技术人员能够理解的是，正是因为电机机壳1与定子2通过挤压装配到一起，使电机机壳1与定子2之间存在空隙，从而降低了定子2的热量向外传导的能力，致使电机工作时，电机外壳温度不高，但是电机内部温度仍然很高的现象。本发明的技术方案能够很好地解决电机机壳1与定子2之间存在空隙的问题。

参照图3，图3是本发明的电机机壳的结构以及定子镶嵌到电机机壳结构的半剖视图，由于电机中转轴的上部与下部为对称结构，因而只示出了转轴上半部分的剖视图。如图3所示，电机机壳1为环形构件，在电机机壳1的外壳壁和内壳壁之间开设有冷却通道3，外壳壁上设置有进液口11和出液口12，冷却液从进液口11流入冷却通道3，从出液口12流出，从而使冷却液能够在电机机壳1内形成循环流动，进而将电机机壳1的热量传导出去。在电机机壳1的腔体内安装有定子2、盘绕在定子上的定子绕组、转子和转轴(转子和转轴图中未示出)。在本发明的技术方案中，电机机壳1通过铸造与定子2形成为一体结构。具体而言，参照图5，图5是本发明的电机机壳制造方法的流程图。如图5所示，电机机壳的制造方法包括下列步骤：步骤110，提供定子；步骤120，提供定子绕组；步骤130，将定子绕组盘绕到定子上并因此形成定子组件；步骤140，提供型芯；步骤150，将熔化金属浇铸到定子组件上；步骤160，冷却金属材料以便形成电机机壳。通过上述步骤，电机机壳1形成为环绕定子组件的环状构件，使得电机机壳1与定子2的接触为严丝无缝的面接触。具体地，参照图4，图4是图3中电机机壳与定子接触位置的局部放大图。如图4所示，由于将电机机壳1与定子2铸造为一个整体，从而使得电机机壳与定子2的接触位置5的实际接触面积能够达到几乎100％，即，电机机壳1与定子2几乎融合为一个整体。进一步，在按照上述步骤制造电机机壳1时，电机机壳1被浇铸成一端或两端开口的环状构件。更进一步，在浇铸之前可以提供型芯，使得浇铸之后在电机机壳1中形成冷却通道3以及与冷却通道3连通的进液口11和出液口12，以便冷却液能够在电机机壳1内循环流动，从而达到更好的散热效果。上文中提到的金属材料可以是铁，定子也可以是由铁制成的。

本领域技术人员能够理解的是，由于采用上述制造方法，电机机壳1和定子2由原来的压装关系变成了铸造一体的结构，定子2与电机机壳1的接触由原来的点接触变成无缝隙的面接触，由于定子2产生的热量不再需要通过传热系数低的空气进行传递而是直接与电机机壳1作为一个整体向外传导热量，因此，定子2上的热量能够最大限度地传递到电机机壳1，进而由冷却通道3内循环流动的冷却液将其热量传导出去。相比于现有的电机机壳1与定子2的装配方式，本发明的传热效果明显提高，使得电机能够在更稳定的状态下工作

本发明还提供了一种电机组装方法，该方法包括下列步骤：提供定子组件；将熔化状态的金属材料浇铸到定子组件上；以及冷却金属材料以便形成电机机壳1，使得电机机壳1形成为环绕定子2组件的环状构件。其中，提供定子组件的步骤进一步包括：提供定子；提供定子绕组；以及将定子绕组盘绕到定子上。进一步，电机机壳1被浇铸成一端或两端开口的环状构件。更进一步，在浇铸之前提供型芯，使得浇铸之后在电机机壳1中形成冷却通道3以及与冷却通道3连通的进液口11和出液口12，以便冷却液能够在电机机壳1内循环流动。上文中提到的金属材料可以是铁，定子也可以是由铁制成的。

本发明还提供了一种电机，该电机包括定子、盘绕在定子上的定子绕组以及环绕定子的机壳，机壳通过铸造方式结合到定子的外表面上。

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作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。