一种带新型水冷结构的大功率混合励磁电机的制作方法

本发明涉及电机冷却技术领域，具体地指一种带新型水冷结构的大功率混合励磁电机。

背景技术：

传统电机的冷却方式主要分为空冷和水冷，空冷方式通常在定子铁心内布置径向通风沟，形成径向风路，通过冷却空气带走电机运行中产生的热量，达到降低电机温度的目的；水冷方式通常在定子铁心外圆加装水冷机座或轴向水管，通过循环流动的冷水或是冷介质带走电机运转中的热量，达到降低电机温度的目的。由于大功率混合励磁电机定子结构的特殊性，除了传统的定子铁心和电枢绕组外，还有定子导磁套筒和两组环形励磁绕组，定子损耗增大，加大了定子散热难度。定子导磁套筒为实心结构，若采用径向通风沟冷却，无法形成径向风路。另外，大功率混合励磁电机中的环形励磁绕组是调节磁场的重要组成部件，励磁绕组通电所产生的热量较大，现有技术一般是在在定子导磁套筒外部加装水冷机座或轴向水管，励磁绕组产生的热量通过导磁套筒和定子的传导后经轴向水管带走，传导距离较远，冷却效果不佳，因此，传统的冷却结构无法适用于大功率混合励磁电机。如果定子冷却结构设计不合理，导致定子热量不能及时导出，将对电机的长期稳定运行带来不利影响。

技术实现要素：

本发明的目的就是要解决上述背景技术中提到的现有大功率混合励磁电机中的冷却结构距离励磁绕组太远冷却效果不好的问题，提供一种带新型水冷结构的大功率混合励磁电机。

本发明的技术方案为：一种带新型水冷结构的大功率混合励磁电机，包括同轴布置的定子铁心、转子铁心和转轴；所述的定子铁心圆周外表面套设有导磁套筒，定子铁心上安装有至少两组沿定子铁心轴线方向间隔布置的环形励磁绕组，定子铁心的圆周内表面上设置有多组沿平行转轴轴向方向布设的电枢绕组，多组电枢绕组沿定子铁心的圆周方向间隔布置；所述的转子铁心的圆周外表面上套设有多组磁极结构，

其特征在于：所述的定子铁心内穿设有多根内部通有冷介质的散热管，多根散热管沿圆周方向间隔布置形成以定子铁心的轴线为中心的环绕在电枢绕组与环形励磁绕组之间的环形散热结构。

进一步的所述的散热管沿平行定子铁心轴线的方向贯通定子铁心。

进一步的所述的散热管圆周外表面与定子铁心过盈配合连接。

进一步的所述的定子铁心由至少三个环套在转子铁心外侧的同轴铁环组成，铁环由硅钢片叠压而成，多个铁环间隔布置，相邻两个铁环之间设置有一组环形励磁绕组；所述的环形励磁绕组靠近定子铁心圆周外表面。

进一步的每组磁极结构包括两块铁心极和两块永磁极；两块铁心极以转轴轴线为中心相对布置于转子铁心的圆周外表面上，两块永磁极以转轴轴线为中心相对布置于转子铁心的圆周外表面上，铁心极和永磁极相互间隔交错布置。

进一步的多组磁极结构沿转轴轴向方向间隔布置，相邻两组磁极结构中的铁心极和永磁极相互交错布置。

本发明通过将散热管布置在电枢绕组和环形励磁绕组之间，缩短了散热管与绕组的距离，提高了热传导的效率，加快了热传导的速率，极大程度的改善了大型励磁电机绕组发热不易散热的问题，具有极大的推广价值。

附图说明

图1：本发明的纵向截面结构示意图；

图2：本发明的横向截面结构示意图；

其中：1—导磁套筒；2—环形励磁绕组；3—定子铁心；4—散热管；5—电枢绕组；6—铁心极；7—转子铁心；8—永磁极；9—转轴。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1～2，包括定子铁心3、转子铁心7和转轴9，三者同轴布置，其中，转轴9置于转子铁心7的中心轴上，转子铁心7置于定子铁心3的中心轴上。本实施例的定子铁心3为三段铁环组成，每段铁环由硅钢片叠压而成，三段铁环同轴布置，沿平行转轴9的轴线方向相互间隔布置，本实施例在定子铁心3之间设置有环形励磁绕组2，两组环形励磁绕组2沿平行转轴9的轴线方向相互间隔布置，定子铁心3的内侧圆周端面上开设有多个沿平行转轴9的轴向方向的安装槽，安装槽内嵌有电枢绕组5，电枢绕组5为沿平行转轴9轴向方向布置的电线绕组，多组电枢绕组5以转轴9的轴线为中心沿铁环的圆周方向呈环形分布，通电后产生磁场，电枢绕组5与环形励磁绕组2互不接触，电枢绕组5位于定子铁心3的圆周内表面，环形励磁绕组2接近于定子铁心3的圆周外表面。定子铁心3圆周外表面套设有导磁套筒1。

本实施例的转子铁心7固定在转轴9上，转子铁心7的圆周外表面上安装有铁心极6和永磁极8，两块铁心极6和两块永磁极8组合形成一组磁极结构，转子铁心7上设置有多组磁极结构，多组磁极结构沿转子铁心7的轴向方向间隔布置，相邻两组磁极结构中的铁心极6和永磁极8呈交错排列，同组磁极结构中的两块铁心极6以转轴9轴向为中心相对布置，间隔180°，同样的两块永磁极8以转轴9轴线为中心相对布置，间隔也是180°。

本实施例的电枢绕组5和环形励磁绕组2在使用过程中会产生大量的热，为了传导这部分热，本实施例在定子铁心3内穿设有多根内部通有冷介质的散热管4，散热管4沿平行定子铁心3的轴线方向贯通定子铁心3，散热管4的进口端和出口端均位于定子铁心3的外部，散热管4通过胀管工艺使其圆周外表面与定子铁心3过盈配合连接，保证散热管4与定子铁心3充分的接触，具有良好的散热性能。

本实施例在定子铁心3上安装有多根散热管4，多根散热管4以定子铁心2的轴线为中心沿定子铁心3的圆周方向呈环形间隔分布，散热管4布置在电枢绕组5与环形励磁绕组2之间。

实际使用时，通过向散热管4内通入冷介质，冷介质流过散热管4将电枢绕组5和环形励磁绕组2产生的热量带走，避免了热量大量沉积在定子铁心3上导致其快速升温影响使用。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。