电机转子支架以及电机的制作方法

本发明涉及电机冷却技术领域，尤其涉及一种电机转子支架以及电机。

背景技术：

作为电能生产、传输、使用和电能特性变化的核心装备，电机在现代社会的大量行业和部门中有着广泛的应用并在国民经济中占据着极其重要的地位。

电机运行过程中的热损耗主要来源于电磁损耗，具体包括绕组中由于欧姆阻抗产生的焦耳热(即铜损)、铁心中的磁滞损耗和涡流损耗(即铁耗)以及不可避免的杂散损耗等，永磁电机则还包括磁钢损耗。这些损耗使电机运行时释放出大量的热量，过高的热量不仅会对电机本身及其绝缘结构造成一定的冲击，还会带来缩短电机内部器件的绝缘寿命，甚至绝缘失效的危害，同时导致电机的输出功率不断下降。如果是永磁电机，还会致使永磁体材料产生退磁的风险，而一旦发生退磁现象，将会使永磁体材料性能明显的下降，从而导致电机性能低于设计的预期目标。因此，电机运行时产生的大量废热必须通过必要的冷却措施进行冷却，而保证电机正常运行。

对于高转速电机一种较为常用的冷却方法为，通过安装固定在旋转轴和转子支架等旋转部件上，或与这些旋转部件一体化铸造的轴流式/离心式风扇来提供电机内部必要的冷却循环动力。这样做的目的是可以省去在整个冷却循环系统中的独立循环部件，通过电机转子的高速转动来达到驱动冷却介质流动的效果，如此不仅节省了独立循环部件及其配套管路的成本，还使得系统更加简单，结构更加紧凑。

但现有的大多数采用了非独立循环回路部件的冷却方法只涉及构建电机内部初级冷却回路的循环形式和为初级冷却介质提供所需的驱动力。而对于应用在风沙较大或较为潮湿环境中的电机，需要电机初级冷却回路为一密封闭路，此时需要在电机外部构建次级冷却循环回路以对初级冷却循环回路中的初级冷却介质进行冷却。另外，供初、次级冷却介质间进行对流换热的冷却器也通常以外装式部件或分装式部件的形式独立安装于电机上或电机外部。如此使得整个电机系统较为复杂，结构较为庞大，成本也更高。

技术实现要素：

根据本发明的实施例，提供了一种电机转子支架以及电机，能够使位于电机内部的电机转子支架在电机自身旋转运动的驱动作用下，实现初级冷却介质和次级冷却介质之间的热交换，从而对电机内部的发热部件进行更好地冷却。

根据本发明的一个方面，提供了一种电机转子支架，电机转子支架能够旋转支撑在电机的壳体中，包括：第一冷却通道，第一冷却通道使壳体内位于转子的轴向两侧的内部空间连通，以引导第一冷却介质通过第一冷却通道；和第二冷却通道，第二冷却通道与壳体外部连通，以引导第二冷却介质通过第二冷却通道；其中，第一冷却通道与第二冷却通道设置成使第一冷却介质能够与第二冷却介质之间进行热交换，以将第一冷却介质从壳体内部吸收的热量传递给第二冷却介质并排出至壳体外部。

根据本发明的一个方面，电机转子支架包括内层筒体、外层筒体以及位于内层筒体和外层筒体之间的中层筒体，其中，中层筒体分别通过支撑部件与内层筒体以及外层筒体彼此分隔地布置，使中层筒体与外层筒体之间形成第一冷却通道，中层筒体与内层筒体之间形成第二冷却通道。

根据本发明的一个方面，第一冷却通道和第二冷却通道的至少一者中设置有一个或多个散热翅片。

根据本发明的一个方面，一个或多个散热翅片中的至少一个散热翅片沿其所在通道的轴向呈螺旋状布置。

根据本发明的一个方面，第一冷却通道中的第一冷却介质的流通方向和第二冷却通道中的第二冷却介质的流通方向相同。

根据本发明的一个方面，第一冷却通道和第二冷却通道中均设置有一个或多个散热翅片，并且第一冷却通道中的一个或多个散热翅片沿第一冷却介质的流通方向的螺旋布置方向与第二冷却通道中的一个或多个散热翅片沿第二冷却介质的流通方向的螺旋布置方向相同。

根据本发明的一个方面，第一冷却通道中的第一冷却介质的流通方向和第二冷却介质中的第二冷却介质的流通方向相反。

根据本发明的一个方面，第一冷却通道和第二冷却通道中均设置有一个或多个散热翅片，并且第一冷却通道中的一个或多个散热翅片沿第一冷却介质的流通方向的螺旋布置方向与第二冷却通道中的一个或多个散热翅片沿第二冷却介质的流通方向的螺旋布置方向相反。

根据本发明的一个方面，第一冷却通道和第二冷却通道中均设置有一个或多个散热翅片，并且第一冷却通道中的一个或多个散热翅片和第二冷却通道中的一个或多个散热翅片的至少一者与中层筒体的筒壁连接。

根据本发明的一个方面，第一冷却通道中的一个或多个散热翅片和第二冷却通道中的一个或多个散热翅片均与中层筒体的筒壁连接。

根据本发明的一个方面，在第一冷却通道的至少一侧的开口处设置有第一冷却风扇，能够使第一冷却介质通过第一冷却通道。

根据本发明的一个方面，第一冷却风扇包括一个或多个风扇叶片，一个或多个风扇叶片与中层筒体的筒壁连接。

根据本发明的一个方面，在第二冷却通道的至少一侧的开口处设置有第二冷却风扇，能够使第二冷却介质通过第二冷却通道。

根据本发明的一个方面，第二冷却风扇包括一个或多个风扇叶片，一个或多个风扇叶片与内层筒体的筒壁连接。

根据本发明的一个方面，中层筒体与电机的壳体之间旋转密封地连接。

根据本发明的一个方面，支撑部件分别沿第一冷却通道和第二冷却通道的轴向呈螺旋状布置。

根据本发明的一个方面，电机转子支架采用铝合金材料制成。

根据本发明的另一个方面，还提供一种电机，该电机包括：壳体；定子，与壳体固定连接；转子，同心地套装于定子内，并沿径向与定子之间形成气隙；上述的电机转子支架，可旋转地设置于壳体中，其中，第一冷却通道与电机的转子和定子之间的气隙连通，形成供第一冷却介质流动的第一循环回路。

根据本发明的另一个方面，定子沿轴向设置有一个或多个通道，第一冷却通道与一个或多个通道连通，形成供第一冷却介质流动的第二循环回路。

综上，本发明实施例的电机转子支架，通过设置与电机壳体内位于转子的轴向两侧空间连通的第一冷却通道，和与电机壳体外部连通的第二冷却通道，在电机的运转过程中，使得第一冷却通道中流通的第一冷却介质与第二冷却通道中流通的第二冷却介质彼此之间能够进行换热。从而通过第一冷却介质将电机壳体内部发热部件的热量传递给第二冷却介质，并经由第二冷却介质排出至电机壳体的外部。从而实现通过次级冷却介质对初级冷却介质的有效冷却，进而保证初级冷却介质能够对电机的发热部件进行更好地冷却。

附图说明

从下面结合附图对本发明的具体实施方式的描述中可以更好地理解本发明，其中：

通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显，其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。

图1是根据本发明实施例的电机一个轴测方向的局部剖切后的结构示意图；

图2是是本发明一个实施例的电机转子支架的立体结构示意图；

图3是是图1中的电机的另一个轴测方向的局部剖切后的结构示意图；

图4是图2中的电机的电机转子支架的另一个轴测方向的结构示意图；

图5是根据本发明实施例的电机转子支架局部剖切后的结构示意图。

其中：

100-电机；10-壳体；11-壳体侧壁；111-腔体；12-壳体侧壁；121-腔体；

20-定子；20a-通道；201a-第二循环回路；21-定子绕组；

30-转子；30a-气隙；301a-第一循环回路；31-磁钢；

40-转轴；

50-电机转子支架；50a-第一冷却通道；501a-第一冷却介质入口；502a-第一冷却介质出口；50b-第二冷却通道；501b-第二冷却介质入口；502b-第二冷却介质出口；51-内层筒体；511-轴孔；52-中层筒体；52a-通道；521-支撑筋板；522-散热翅片；53-外层筒体；53a-通道；531-支撑筋板；532-散热翅片；533-止挡边；54-离心式风扇；541-风扇叶片；542-导流板；543-导流板；55-轴流式风扇；551-风扇叶片；56-轴流式风扇；561-风扇外壳；562-风扇叶片；

61-旋转轴承；62-旋转轴承。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本发明造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了区域和层的厚度。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本发明的电机转子支架的具体结构进行限定。在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，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。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明实施例提供的电机转子支架能够安装于具有内转子和外定子结构的电机中，通过为电机构建初级冷却介质循环回路和次级冷却介质循环回路，并在电机内部实现初级冷却介质和次级冷却介质的热交换，从而对电机内的发热部件进行有效冷却。在本发明以下的实施例中，示例性地，将电机转子支架应用于采用集中式绕组并且采用永磁激励方式的电机中，但是本发明实施例的电机转子支架能够应用的电机类型并不限于此。在其他的实施例中，电机转子支架还可以被应用于具有其他的绕组形式和激励方式的电机中，例如还可以应用于具有分布式绕组的电机或者双馈式电机中。

为了更好地理解本发明，下面结合图1至图5根据本发明实施例的电机转子支架进行详细描述。

图1是根据本发明实施例的电机100一个轴测方向的局部剖切后的结构示意图，图中示出了对电机100的部分壳体10进行剖切后的内部结构。如图1所示，电机100具有定子20、转子30、转轴40以及电机转子支架50。请一并参见图2，图2是本发明一个实施例的电机转子支架50的立体结构示意图，如图1和图2所示，在本实施例中，电机转子支架50旋转支撑在电机100的壳体10中，包括：第一冷却通道50a和第二冷却通道50b。第一冷却通道50a使壳体10内位于转子30的轴向两侧的内部空间连通，以引导第一冷却介质通过第一冷却通道50a。第二冷却通道50b与壳体10外部连通，以引导第二冷却介质通过第二冷却通道50b。第一冷却通道50a与第二冷却通道50b设置成使第一冷却介质能够与第二冷却介质之间进行热交换，以将第一冷却介质从壳体10内部吸收的热量传递给第二冷却介质并排出至壳体10外部。在本发明的以下实施例中，以第一冷却介质为电机100壳体内部的空气(在本实施例中同样可以称为初级冷却介质)，而第二冷却介质为电机100壳体外部的空气(在本实施例中同样可以称为次级冷却介质)进行示例性地说明。当然在其他的实施例中，还可以根据冷却需要将第一冷却介质和第二冷却介质设置为其他的气态的冷却介质。

由此，当电机100运转时，壳体10内部的第一冷却介质能够不断地吸收壳体10内部的发热部件的热量并在第一冷却通道50a中通过，形成闭路冷却回路。而壳体10外部的第二冷却介质能够不断地在第二冷却通道50b中通过，形成开路冷却回路。因此第二冷却通道50b能够通过其中流通的壳体10外部的第二冷却介质，对流通在第一冷却通道50a中的、处于完全密封状态下并吸收了电机100内部发热部件的热量的第一冷却介质进行冷却，最终将壳体10内部的热量转移至壳体10外部。使电机转子支架50同时集成了对转子30的支撑限位功能、驱动冷却介质流通功能以及供第一冷却介质和第二冷却介质间换热的冷却器功能，在简化整个电机100整个系统的结构的同时，提升对电机100的发热部件的冷却效果。

具体地，壳体10包围定子20、转子30、转轴40和电机转子支架50设置，其中，由于壳体10的限制作用，在定子20和转子30的两侧分别形成腔体111和腔体121。定子20通过多个定子铁芯叠片轴向叠压而成，并且沿周向与壳体10之间固定连接，处于静止状态，定子20通过其齿部对定子绕组21进行缠绕。转子30对应定子20沿周向嵌设有多对磁钢31，并且转子30与定子20之间沿周向形成有环形气隙30a。转子30通过电机转子支架50间接套设于转轴40外，使得转子30能够与转轴40同步转动。

图2是图1中的电机100的电机转子支架50的一个轴测方向的立体结构示意图，如图2所示，电机转子支架50包括三个直径不同并且横截面为圆形的筒体，即：内层筒体51、中层筒体52和外层筒体53。内层筒体51、中层筒体52和外层筒体53同轴心并沿径向依次地由内向外彼此分隔地布置，使得内层筒体51限定的内部中空结构构成中心轴孔511，中层筒体52和外层筒体53之间限定的环形空间形成第一冷却通道50a，而中层筒体52和内层筒体51之间限定的环形空间形成第二冷却通道50b。因此，第一冷却通道50a和第二冷却通道50b均为环形的通道，分别用于流通第一冷却介质和第二冷却介质，并且第一冷却通道50a环绕在第二冷却通道50b外部，从而通过中层筒体52为第一冷却介质和第二冷却介质之间建立良好的热桥接。电机转子支架50采用导热性能和支撑性能良好的金属材料制成，根据本发明的一个实施例，优选采用铝合金材料制成。由于铝合金材料具有较高的强度，能够使电机转子支架50具有足够的强度，从而能够为转子30和转轴40之间提供有力的支撑定位作用。并且铝合金材料还具有较大的热传导系数，从而能够有效地降低第一冷却介质和第二冷却介质间对流换热的热阻。另外，铝合金密度较小，能有效降低电机的整体重量。

请一并参见图3，图3是图1中的电机100的另一个轴测方向的局部剖切后的结构示意图，如图1和图3所示，当电机转子支架50安装于电机100中时，电机转子支架50通过中心轴孔511套装于转轴40外，中心轴孔511与转轴40之间例如通过过盈配合或者键连接等方式进行无相对转动地接合。并且电机转子支架50还通过外层筒体53套装于转子30内，外层筒体53同样可采用中心轴孔511与转轴40之间的配合方式与转子30之间进行无相对转动地接合。并且中层筒体52两端部的外周壁分别通过旋转轴承61和旋转轴承62与壳体10的壳体侧壁11和壳体侧壁12连接，从而借助于旋转轴承61和旋转轴承62实现对壳体10的旋转支撑和密封，进而能够通过中层筒体52以及壳体10将第二冷却通道50b和第一冷却通道50a完全地隔离。由于与电机100的壳体10内部连通的第一冷却通道50a与外部空气隔绝，同时不需要外部装置提供冷却介质，因此电机转子支架50在能够为电机100内部发热部件提供有效冷却的基础上同时保证电机100拥有更高的IP防护等级。

将电机转子支架50安装于电机100中后，第一冷却通道50a的轴向两端分别形成第一冷却介质入口501a和第一冷却介质出口502a。使第一冷却通道50a能够分别通过第一冷却介质入口501a和第一冷却介质出口502a与转子30轴向两侧的壳体10内部空间连通，即与腔体111和腔体121连通。从而使壳体10内的第一冷却介质能够经由第一冷却介质入口501a和第一冷却介质出口502a从第一冷却通道50a中通过，由此，第一冷却通道50a为形成电机100的初级冷却介质循环回路提供了基础。

第二冷却通道50b的轴向两端分别形成第二冷却介质入口501b和第二冷却介质出口502b。使第二冷却通道50b能够分别通过第二冷却介质入口501b和第二冷却介质出口502b与壳体10外部连通。使壳体10外部的第二冷却介质能够经由第二冷却介质入口501b和第二冷却介质出口502b从第二冷却通道50b中通过，从而形成电机100的次级冷却介质循环回路。

另外，本发明实施例对于内层筒体51、中层筒体52和外层筒体53的各自的直径以及筒壁厚度不进行限制，只要使电机转子支架50能够被安装于需要冷却的电机100的转子30和转轴40之间并且具有能够满足电机100冷却需要的两个冷却通道即可。因此电机100可以根据其转子30与转轴40之间的固有空间以及电机100的发热部件的发热量，适当地选择内层筒体51、中层筒体52和外层筒体53各自的直径尺寸和筒壁厚度。

在上述实施例中，内层筒体51、中层筒体52和外层筒体53为三个具有圆形横截面的筒体结构，但是本发明的实施例不限于此。在其他的实施例中内层筒体51、中层筒体52和外层筒体53还可以是具有非圆形的横截面的筒体结构，例如其还可以是具有椭圆形或者正多边形形状的横截面的筒体结构。当然，当内层筒体51、中层筒体52和外层筒体53为具有非圆形横截面的筒体结构时，需要对应转轴40在内层筒体51的内部相应地设置能够使中心轴孔511与转轴40接合的连接结构，并且在外层筒体53的外部需要相应地设置能够使外层筒体53和转子30接合的连接结构，以使内层筒体51、中层筒体52和外层筒体53能够同心地套设于转轴40外，使转子30和电机转子支架50能够随同转轴40同步转动。

此外，电机转子支架50也并不限于是由三个直径不同的筒体结构构成，在其他的实施例中，电机转子支架50还可以是其他能够形成双层冷却通道并且能够对转子30进行支撑的支架结构。例如，电机转子支架50还可以是一体式结构，其整体为阶梯的圆柱体结构，通过在圆柱体结构中沿周向贯通开设内外两层的轴向通孔，从而使沿周向分布在外层的多个轴向通孔构成第一冷却通道50a，而沿周向分布在内层的多个轴向通孔构成第二冷却通道50b。由此，同样能够实现使壳体10内部的腔体111和腔体121中的第一冷却介质不断地流经电机100内部的发热部件，并在吸收发热部件的热量后被导入第一冷却通道50a中形成闭路冷却回路，而壳体10外部的第二冷却介质不断被导入第二冷却通道50b中形成开路冷却回路。并且第一冷却介质与第二冷却介质之间还能够通过隔设于第一冷却通道50a和第二冷却通道50b之间的共有壁面(即外层的多个轴向通孔和内层的多个轴向通孔之间的支架本体结构)建立热桥接，由此实现通过第二冷却介质对处于密封状态下的第一冷却介质进行有效冷却。

为了使壳体10内部的第一冷却介质能够持续地被导入第一冷却通道50a中，在电机转子支架50的第一冷却通道50a的任意一侧的开口或第一冷却通道50a的两侧的开口处设置有第一冷却风扇。示例性地，本实施例中，在第一冷却通道50a的第一冷却介质出口502a处设置有离心式风扇54，而第一冷却介质入口501a处设置有轴流式风扇55。

离心式风扇54(如图2所示)包括一个或多个离心式风扇叶片541(图中示出了具有多个风扇叶片541的情况)以及位于风扇叶片541两侧、平行设置的导流板542和导流板543。导流板542与外层筒体53一侧边缘接合，而导流板543与中层筒体52的外周壁连接，使离心式风扇54的出风口(即导流板542和导流板543限制的多个开口部分)作为第一冷却介质出口502a。轴流式风扇55(如图2所示)则包括设置于中层筒体52的外周壁上的一个或多个轴流式风扇叶片551(图中示出了具有多个风扇叶片551的情况)，使轴流式风扇55的进风口(即多个轴流式风扇叶片551彼此之间限制的多个开口部分)作为第一冷却通道50a的第一冷却介质入口501a。

因此，第一冷却通道50a经由腔体111和腔体121与气隙30a连通，形成供第一冷却介质循环流动的第一循环回路301a(如图3中实线箭头B所示)。即，当电机转子支架50转动时，该离心式风扇54能够通过同步随动在局部产生负压，从而为壳体10内部的第一冷却介质的循环流动提供必要的驱动力。使腔体121一侧的第一冷却介质在离心式风扇54的驱动作用下，能够经由气隙30a以及腔体111从第一冷却介质入口501a处流入第一冷却通道50a，并沿轴向螺旋流入离心式风扇54中，最终由离心式风扇54沿径向从第一冷却介质出口502a处排出至腔体121一侧。

另外，由于在定子20处沿其轴向设置有一个或多个通道20a(图中示例性地示出具有多个通道20a)，使得第一冷却通道50a经由腔体111和腔体121与多个通道20a连通，形成供第一冷却介质循环流动的第二循环回路201a(如图3中实线箭头A所示)。即，当电机转子支架50转动时，腔体121一侧的第一冷却介质还在离心式风扇54的驱动作用下，同时经由通道20a以及腔体111从第一冷却介质入口501a处流入第一冷却通道50a，并沿轴向螺旋流入离心式风扇54中。最终由离心式风扇54沿径向从第一冷却介质出口502a处排出至腔体121一侧。

而轴流式风扇55通过同步跟随转轴40转动迫使壳体10内部的第一冷却介质的流动方向与离心式风扇54所驱动的流动方向一致。该轴流式风扇55可以认为是壳体10内部第一冷却介质循环流动的二次驱动装置，能够进一步增加第一冷却介质循环流动的动力，从而增大第一冷却介质的流动速度，达到更佳的换热效果。从而通过离心式风扇54和轴流式风扇55使壳体10内部的第一冷却介质经由第一冷却通道50a构成两初级冷却介质循环回路支路，对电机100内部的发热部件进行冷却。

由于离心式风扇54和轴流式风扇55与中层筒体52和外层筒体53固定连接，因此离心式风扇54和轴流式风扇55能够在转轴40的驱动作用下进行旋转，构成非独立循环回路部件。当然，也可以将离心式风扇54和轴流式风扇55设置为与中层筒体52外壁之间可拆卸地连接。为了对安装后的转子30进行轴向限位，在外层筒体53的外周壁一侧边缘处还设置有可拆卸的止挡边533，通过将转子30安装于离心式风扇54和止挡边533之间，能够对转子30进行轴向定位，防止转子30在转动过程中与电机转子支架50之间出现相对移动现象。另外，当在第一冷却通道50a的两侧开口设置两个轴流式风扇55时，同样能够实现将第一冷却介质导入第一冷却通道50a中的作用。

为了使壳体10外部的第二冷却介质能够持续地被导入第二冷却通道50b中，在电机转子支架50的第二冷却通道50b的任意一侧开口处或第二冷却通道50b的两侧开口处设置有第二冷却风扇。示例性地，本实施例中，在第二冷却通道50b的第二冷却介质入口501b处设置有轴流式风扇56。具体请参见图4示出的图2中的电机转子支架50的另一个轴测方向的结构图，如图4所示，轴流式风扇56包括风扇外壳561和一个或多个风扇叶片562(图中示出了具有多个风扇叶片562的情况)，其中，风扇叶片562连接于内层筒体51的外壁上，而风扇外壳561的外径与中层筒体52的外径相同(也可以是与中层筒体52为一体式结构)，当然还可以不设置风扇外壳561，而是只在内层套筒51外壁上设置一个或多个风扇叶片562。此时，轴流式风扇56的进风口(即风扇外壳561和风扇叶片562之间限制形成的多个开口部分)即为第二冷却通道50b的第二冷却介质入口501b，而第二冷却通道50b的与安装轴流式风扇56相对的一端的轴向开口即为第二冷却通道50b的第二冷却介质出口502b，从而形成供第二冷却介质流通的通道。上述轴流式风扇56的结构使得电机转子支架50的外形结构不会出现赘余结构，从而简化电机转子支架50的结构。当然轴流式风扇56也可以与内层筒体51采用可拆卸的连接方式进行连接。由于轴流式风扇56固定连接于内层筒体51的外周壁上，因此轴流式风扇56能够在转轴40的驱动作用下进行旋转，同样构成非独立循环回路部件。

通过构建两套非独立循环回路部件，相对于现有技术来说，电机转子支架50能够使电机100的冷却系统省去次级冷却介质循环回路中庞杂的独立循环回路部件、管路以及分装式冷却器。从而简化了整个电机系统的结构，使电机系统结构更加紧凑。

因此，当电机100运转时，壳体10一侧的第二冷却介质在轴流式风扇56的驱动作用下，能够从第二冷却介质入口501b处流入第二冷却通道50b中，并从第二冷却介质出口502b处排出至壳体10的另一侧，如图3中的虚线箭头C所示。从而通过轴流式风扇56使壳体10外部的第二冷却介质经由第二冷却通道50b构成次级冷却介质循环回路，与电第一冷却通道50a中的第一冷却介质进行换热。

当沿第二冷却通道50b的两侧开口处同时设置两个轴流式风扇56时，能够进一步增强对第二冷却介质在第二冷却通道50b中流通的引导作用，提高第二冷却通道50b内的第二冷却介质流动速度，从而能够进一步提高第二冷却介质与第一冷却通道50a中的第一冷却介质的换热效率。当然，第二冷却风扇为离心式风扇时，为便于从离心式风扇开口处排出冷却介质，其需要设置在第二冷却通道50b的一侧轴向的端部，即连接于中层筒体52一侧轴向的端部处，并位于旋转轴承61或旋转轴承62外侧。由此，同样可以实现将壳体10外的第二冷却介质持续地导入第二冷却通道50b中。当然，第二冷却介质通道50b中也可以参照第一冷却介质通道50a中的方式在一侧开口处设置离心式风扇，而在另一侧开口处设置轴流式风扇。

在一个可选的实施例中，第一冷却通道50a处的第一冷却风扇和第二冷却通道50b处的第二冷却风扇分别沿相反方向引导第一冷却介质和第二冷却介质流动，当然冷却风扇的布置还需要配合电机的旋转方向。即在离心式风扇54和轴流式风扇55驱动作用下的壳体10内部的第一冷却介质在第一冷却通道50a中的流通方向与在轴流式风扇56的驱动作用下的壳体10外部的第二冷却介质在第二冷却通道50b中的流动方向相反，从而使第一冷却介质和第二冷却介质以逆流的形式流过电机转子支架50中层筒体52的两侧，从而有效地提高第一冷却介质和第二冷却介质之间的换热效率。

当然，无论电机转子支架50采用何种结构，对于离心式风扇54、轴流式风扇55以及轴流式风扇56在电机转子支架50处的安装方式皆可以参考上述实施例的安装方式，在实现本发明目的的前提下，按照第一冷却通道50a和第二冷却通道50b中预设的冷却介质的流通方向，分别将离心式风扇54、轴流式风扇55以及轴流式风扇56对应地设置在第一冷却通道50a和第二冷却通道50b的冷却介质的出入口处。

图5是根据本发明实施例的对电机转子支架50进行局部剖切后的结构示意图。如图5所示，为使内层筒体51、中层筒体52和外层筒体53之间被沿径向保持一定距离地分隔设置，中层筒体52分别通过支撑部件与内层筒体51以及外层筒体53彼此分隔地布置。具体地，在第一冷却通道50a和第二冷却通道50b中的至少一者中，沿电机转子支架50的周向设置有一个或多个支撑筋板521(图中示例性地示出了具有多个支撑筋板521的情况)以及一个或多个支撑筋板531(图中示例性地示出了具有多个支撑筋板531的情况)。根据本发明的一个实施例，具体地，多个支撑筋板531沿其径向的两侧端面分别与中层筒体52的外周壁以及外层筒体53的内周壁连接，从而将环形的第一冷却通道50a沿周向分隔成了多个沿轴向延伸的流通空间。同样地，多个支撑筋板521沿其径向的两侧端面分别与内层筒体51的外周壁以及中层筒体52的内周壁连接，从而将环形的第二冷却通道50b沿周向分隔成了多个沿轴向延伸的流通空间。优选将支撑筋板521和支撑筋板531分别在第二冷却通道50b和第一冷却通道50a中沿周向等角度地均匀布置，由此获得更佳的换热效果。并且可根据对转子30和转轴40之间的支撑力需求，适当地对支撑筋板521和支撑筋板531的数量进行选择。从而为电机转子支架50提供足够的强度，用以实现在同步转动过程中对转子30和转轴40的支撑限位作用。当然，支撑部件还可以不是上述的支撑筋板形式，在其他的实施例中，支撑部件还可以是一个或多个支撑柱或者支撑块结构。

根据本发明的一个实施例，为了增加第一冷却介质和第二冷却介质的换热面积同时进一步辅助第一冷却介质和第二冷却介质在其所在冷却通道内流动，第一冷却通道50a和第二冷却通道50b的至少一者中设置有一个或多个散热翅片。即，在第一冷却通道50a和第二冷却通道50b中的至少一者中设置有一个或多个散热翅片522和532(图中示例性地示出了具有多个散热翅片522和532的情况)。根据本发明的一个实施例，具体地，多个散热翅片532中的至少一个散热翅片532呈螺旋状(图中示出了多个散热翅片532均呈螺旋状的情况)，并且多个散热翅片532沿第一冷却通道50a的周向并行地设置。散热翅片532沿径向的两侧端面分别与内层筒体52的外周壁以及中层筒体53的内周壁连接，并且沿电机转子支架50的轴向螺旋地在第一冷却通道50a中延伸布置。从而使第一冷却通道50a形成多个通道53a，进而构成初级冷却介质循环回路的一部分，可将第一冷却介质导入第一冷却通道50a，并沿图中多个实线箭头所指方向流动。在本实施例中，为防止第一冷却通道50a内部结构之间形成干涉，多个支撑筋板531对应散热翅片532设置为与散热翅片532具有相同曲率的螺旋状结构。并且多个散热翅片532分别均匀地设置于由多个支撑筋板531限定形成的流通空间中，使得多个支撑筋板531和散热翅片532能够共同配合将第一冷却通道50a分隔成多道并行的通道53a。从而在增加第一冷却介质的换热面积的同时提高电机100的整体结构的刚度，进而提升电机100的抗振颤能力。当然，当多个散热翅片532具备足够厚度且其沿径向的两侧端面分别与内层筒体52的外周壁以及中层筒体53的内周壁连接时，也可以省略支撑筋板531，而由多个散热翅片532实现中层筒体52和外层筒体53之间的支撑作用。

同样地，多个散热翅片522中的至少一个散热翅片522呈螺旋状(图中示出了多个散热翅片522均呈螺旋状的情况)，并且多个散热翅片522沿第二冷却通道50b的周向并行地设置。散热翅片522沿径向的两端面分别与内层筒体51的外周壁以及中层筒体52的内周壁连接，并且沿电机转子支架50的轴向螺旋地在第二冷却通道50b中延伸。从而使第二冷却通道50b构成次级冷却介质循环回路的一部分，可将第二冷却介质导入第二冷却通道50b，并沿图中多个虚线箭头所指方向流动。在本实施例中，为防止第二冷却通道50b内的结构之间形成干涉，多个支撑筋板521对应散热翅片522设置为与散热翅片522具有相同曲率的螺旋状结构。并且多个散热翅片522分别均匀地设置于由多个支撑筋板521限定形成的流通空间中，使得多个支撑筋板521和散热翅片522能够共同配合将第二冷却通道50b分隔成多道并行的通道52a。从而在增加第二冷却介质的换热面积的同时提高电机100的整体结构的刚度，进而提升电机100的抗振颤能力。当然，当多个散热翅片522具备足够厚度且其沿径向的两侧端面分别与内层筒体51的外周壁以及中层筒体52的内周壁连接时，也可以省略支撑筋板521，而由多个散热翅片522实现对内层筒体51和中层筒体52之间的支撑作用。

根据本发明的一个实施例，如图5所示，为了提高第一冷却介质和第二冷却介质之间的换热效率，散热翅片522和散热翅片532的螺旋布置方向可以根据在冷却风扇的驱动作用下的第一冷却通道50a中的第一冷却介质的流通方向和第二冷却通道50b中的第二冷却介质的流通方向被按如下的方式进行配置。

当第一冷却通道50a中的第一冷却介质的流通方向和第二冷却通道50b中的第二冷却介质的流通方向为相同时，第一冷却通道50a中的多个散热翅片532沿第一冷却介质的流通方向的螺旋布置方向与第二冷却通道50b中的多个散热翅片522沿第二冷却介质的流通方向的螺旋布置方向相同。示例性地，以观察者的角度，设第一冷却介质的流通方向为图5示出的从右向左流通，而第二冷却介质的流通方向同样为从右向左流通。此时，则可以将多个散热翅片532沿第一冷却通道50a轴向的螺旋布置方向设置为沿从右向左观察，多个散热翅片532沿逆时针方向围绕中层套筒52布置。而多个散热翅片522沿第二冷却通道50b轴向的螺旋布置方向设置为沿从右向左观察，多个散热翅片532沿逆时针方向围绕内层套筒51布置。

当第一冷却通道50a中的第一冷却介质的流通方向和第二冷却通道50b中的第二冷却介质的流通方向为相反时，第一冷却通道50a中的多个散热翅片532沿第一冷却介质的流通方向的螺旋布置方向与第二冷却通道50b中的多个散热翅片522沿第二冷却介质的流通方向的螺旋布置方向相反。示例性地，如图5所示，以观察者的角度，第一冷却介质的流通方向为图示的从右向左流通，而第二冷却介质的流通方向为图示的从左向右流通。此时，则可以将多个散热翅片532沿第一冷却通道50a轴向的螺旋布置方向设置为沿从右向左观察，多个散热翅片532沿逆时针方向围绕中层套筒52布置。而多个散热翅片522沿第二冷却通道50b轴向的螺旋布置方向设置为沿从左向右观察，多个散热翅片532沿顺时针方向围绕内层套筒51布置。

通过将散热翅片522和散热翅片532如上述方式地配置，从而能够使在第一冷却通道50a中流通的第一冷却介质和在第二冷却通道50b中流通的第二冷却介质更好地进行对流换热。第一冷却介质和第二冷却介质以顺流或逆流的形式流经中层筒体52的两侧，进而充分地进行换热接触，进一步提升第一冷却介质和第二冷却介质之间的换热效率。

通过设置散热翅片532和散热翅片522使第一冷却介质和第二冷却介质能够分别在第一冷却通道50a和第二冷却通道50b中螺旋流动，能够分别增加第一冷却通道50a中的第一冷却介质和第二冷却通道50b中的第二冷却介质的换热面积。从而通过中层筒体52为第一冷却介质和第二冷却介质间建立良好的热桥接，实现第一冷却介质和第二冷却介质间的充分对流换热作用。从而提高初、次级冷却介质之间的换热效率，进而使第二冷却介质能够对处在完全密封状态下的并吸收了电机100内部发热部件废热的第一冷却介质进行有效地冷却。

在上述实施例中，多个散热翅片522和多个散热翅片532呈螺旋状，并采用均匀分布的方式分别与中层筒体52的内周壁和外周壁连接，但是本发明的实施例并不限于此。在其他的实施例中，多个散热翅片522和多个散热翅片532也可以不采用均匀分布的方式布置，并且多个散热翅片522彼此之间以及多个散热翅片532彼此之间的曲率还可以不相同地设置。而且本发明实施例对于散热翅片522和散热翅片532的设置数量和厚度不进行限制，可以根据第一冷却通道50a和第二冷却通道50b的空间大小以及电机100的发热部件产生的热量进行适应地调整。另外，散热翅片522和散热翅片532也可以不是螺旋状结构，例如也可以至少部分地呈直面状或者螺旋状设置。而且每一个散热翅片522和散热翅片532还可以由沿轴向以分段形式设置的多段翅片结构构成。当然，多个散热翅片522与多个散热翅片532之间可以被相同或者不同地构造。

另外，示例性地，中层筒体52和外层筒体53的设置形式还可以为：散热翅片522设置在中层筒体52的内周壁上，而散热翅片532设置在中层筒体52的外周壁上，此种设置方式能够使第一冷却介质和第二冷却介质通过散热翅片522、散热翅片532以及中层筒体52进行对流换热，提高第一冷却介质和第二冷却介质之间的换热效率。此时，第一冷却介质和第二冷却介质之间即可通过支撑筋板521和支撑筋板531以及中层筒体52建立热桥接。

因此，当电机转子支架50跟随转轴40进行旋转时，迫使第一冷却介质和第二冷却介质分别沿第一冷却通道50a和第二冷却通道50b以逆流的形式流经中层筒体52的两侧，此时第一冷却通道50a和第二冷却通道50b为第一冷却介质和第二冷却介质提供了良好的热桥接。第一冷却介质经离心式风扇54和轴流式风扇55驱动作用进入第一冷却通道50a后，将自身吸收的电机100的发热部件产生的热量通过对流换热传递给第一冷却通道50a中的散热翅片532。这部分热量由散热翅片532以热传导的方式经中层筒体52传递给第二冷却通道50b中的散热翅片522，并最终由第二冷却通道50b中流经的第二冷却介质以对流换热的方式带走，并排放至壳体10外部。从而使第二冷却介质可以有效地对吸收了电机100内部发热部件热量的第一冷却介质进行冷却。

下面根据图3所示，详细地对电机100的初级冷却介质(第一冷却介质)以及次级冷却介质(第二冷却介质)的换热过程进行说明。电机100的初级冷却介质流动循环回路如图中实线箭头A和B所示，初级冷却介质在电机转子支架50的离心式风扇54和轴流式风扇55的驱动作用下循环地流动，并且腔体111和腔体121中的初级冷却介质受到离心式风扇54的驱动，形成两路循环回路。

第一循环回路301a中的第一冷却介质由腔体121进入气隙30a中沿轴向流动，并由气隙30a的另一端流出进入腔体111内。通过第一冷却介质入口501a流入电机转子支架50的第一冷却通道50a内后，同样最终由离心式风扇54通过第一冷却介质出口502a排出至腔体121中。

第二循环回路201a中的第一冷却介质流经腔体121的定子绕组21一侧后，进入定子20的轴向通道20a内，并沿通道20a流出进入另一侧腔体111中。在流经定子绕组21的另一则后，通过第一冷却介质入口501a流入到电机转子支架50的第一冷却通道50a内，最终再次由离心式风扇54通过第一冷却介质出口502a排出至腔体121中。

电机100的次级冷却介质流动循环回路如图中实线箭头C的所示，第二冷却介质在轴流式风扇56的驱动作用下，由壳体10外部的一侧经由第二冷却介质入口501b流入第二冷却通道50b中，并在轴流式风扇56的驱动作用下经由第二冷却介质出口502b从第二冷却通道50b的另一侧排出至壳体10外部的另一侧。

当第一冷却介质由腔体121途经并冷却定子20、定子绕组21和转子30等发热部件后流入到第一冷却通道50a内时，第二冷却通道50b内的第二冷却介质借助位于中层筒体52两侧的散热翅片522和散热翅片532将第一冷却介质吸收的热量带走。从而使第一冷却介质得以冷却，确保第一冷却介质能够对电机100内的发热部件进行持续不断的有效冷却。

由此，本发明实施例的电机转子支架50构建了电机次级冷却介质循环回路和初级冷却介质循环回路的一部分结构，建立了初、次级冷却介质间的热桥接，还为两冷却介质循环回路配备了非独立循环回路部件。使电机转子支架50集成了支撑限位功能、冷却介质驱动功能以及供初、次级冷却介质间换热的冷却器功能。电机转子支架50中支撑筋板521和531及散热翅片522和532的螺旋布置形式还提高了电机抗振颤的能力并增加了冷却介质间的换热面积，进一步保证电机100的结构稳定性以及提高对电机100的发热部件的冷却效果。

此外，由于转子30与外层筒体53间的紧密配合，在电机100运转过程中，转子30所产生的热量还可以通过电机转子支架50的热传导直接将热量传递到第二冷却通道50b内(即经由外层筒体53通过支撑筋板531以及散热翅片532、传递至中层筒体52，再由中层筒体52传递至支撑筋板521和散热翅片522处)，并由第二冷却介质通过对流换热方式将热量带走，排出至壳体10外部，进而进一步提升了对转子30的冷却效果。

本发明可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。因此，当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本发明的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本发明的范围之中。并且，在不同实施例中出现的不同技术特征可以进行组合，以取得有益效果。本领域技术人员在研究附图、说明书及权利要求书的基础上，应能理解并实现所揭示的实施例的其他变化的实施例。