一种液冷式电机机壳的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型主要涉及到轨道交通设备领域，具体涉及一种液冷式电机机壳。
【背景技术】
[0002]轨道交通用大功率永磁同步牵引电动机由于无需电流励磁，且同时为了防止灰尘、水分、酸碱、车轮与钢轨摩擦产生的金属粉末等异物进入电机内部，破坏永磁体，永磁同步牵引电机通常采用全封闭结构。而由于采用全封闭结构，使得电机内部的热量不能有效散出，电机成为一个等温体，导致定子绕组、转子永磁体、轴承温度过高，大大降低了电机运行的可靠性。
[0003]为解决电机内部的散热问题，现有技术一般采用开启式自扇风冷、封闭式强迫风冷、机壳液冷等冷却方式，但该几种散热方式存在以下几个问题:
[0004](I)开启式自扇风冷的特点是利用电机内部风扇旋转搅动的空气冷却机壳表面，使电机由内向外通过热传导的方式将热量传递到机壳。但由于风扇是安装在电机轴上，风扇转速即为转轴转速，风扇的功率由转轴的机械功率提供，散热效果不佳，且电机的功率被大大消耗。
[0005](2)封闭式强迫风冷是指冷却电机机壳的风量是由电机外部一台单独的风机供给的，冷却原理与开启式自扇风冷相同，但此种方式需要在电机的外部额外安装一台风机，这不仅增加了使用成本，也占用了其他设备的安装空间。
[0006](3)机壳液冷冷却方式是指在机壳内布置水道，冷却液在水道内流过机壳带走电机热量，但现有液冷冷却方式一是水道设置不合理，冷却液与电机的接触面积非常小，存在冷却效率不高、散热效果不佳、电机局部温升过高的缺陷；二是机壳中水道的布置复杂，且占据了电机内部安装空间，导致电机体积增大，使得电机占用了其他设备的安装空间。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型所解决的技术问题在于:针对现有技术存在的问题，提供结构简单紧凑、散热效果好的一种液冷式电机机壳。
[0008]为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案:
[0009]—种液冷式电机机壳，包括机壳本体，所述机壳本体上设有一个以上的双层冷却腔，所述双层冷却腔包括由内向外依次设置的内层冷却腔和外层冷却腔，所述内层冷却腔和外层冷却腔连通以使冷却液经内层冷却腔流向外层冷却腔后排出。
[0010]作为本实用新型的进一步改进，所述机壳本体上设有冷却液输入口和冷却液输出口，所述内层冷却腔的首端与冷却液输入口连通，所述外层冷却腔的首端与冷却液输出口连通，所述内层冷却腔的尾端与外层冷却腔的尾端连通。
[0011]作为本实用新型的进一步改进，所述双层冷却腔为四个，每个所述内层冷却腔的首端通过内层连通水道与冷却液输入口连通，每个所述外层冷却腔的首端通过外层连通水道与冷却液输出口连通。
[0012]作为本实用新型的进一步改进，四个所述双层冷却腔分别设置于机壳本体的四角位置。
[0013]作为本实用新型的进一步改进，所述内层冷却腔和外层冷却腔内均设有散热片。
[0014]作为本实用新型的进一步改进，每个所述双层冷却腔的内层冷却腔和外层冷却腔均对称设置。
[0015]与现有技术相比，本实用新型的优点在于:
[0016]1、本实用新型的液冷式电机机壳，通过在电机机壳上设置双层冷却腔，一是增大了冷却液与电机机壳的接触面积和接触时间，冷却液能带走更多的热量，散热效果更好；二是内外层冷却腔的温度差使电机由内向外的温度梯度更加明显，处于外层冷却腔的冷却液能够进一步吸收并降低内层冷却腔里冷却液的温度，使得电机的散热效果更好；三是由于设有双层冷却腔，更有利于电机内部温度热传导，电机内部温度被最大化的传导至电机机壳外表，结合机车行进中的风力、空气快速流动等作用，电机机壳外表的温度被迅速降低，散热效果更好。
[0017]2、本实用新型的液冷式电机机壳，结构简单紧凑，冷却腔与电机的接触面积可以灵活的随电机空间尺寸进行调整，将双层冷却腔布置在电机四个角上，有效利用了电机闲置空间，电机体积不用增大、电机空间利用率高。
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型在实施例中的结构原理示意图。
[0019]图2是本实用新型在实施例中首端的截面原理示意图。
[0020]图3是本实用新型在实施例中尾端的截面原理示意图。
[0021]图例说明:
[0022]1、机壳本体；2、双层冷却腔；21、内层冷却腔；22、外层冷却腔；3、冷却液输入口 ；
4、冷却液输出口 ；5、内层连通水道；6、外层连通水道。
【具体实施方式】
[0023]以下结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步详细说明。
[0024]如图1至图3所示，本实用新型提供一种液冷式电机机壳，包括机壳本体1，机壳本体I上设有一个以上的双层冷却腔2，双层冷却腔2包括由内向外依次设置的内层冷却腔21和外层冷却腔22，内层冷却腔21和外层冷却腔22连通以使冷却液经内层冷却腔21流向外层冷却腔22后排出。
[0025]由于在电机机壳本体I上设置双层冷却腔2，冷却液必须先经过内层冷却腔21流向外层冷却腔22后再向机壳本体I外排出，使得冷却液与机壳本体I的接触面积和接触时间增大了，冷却液能带走更多的电机热量，散热效果更好；并且由于冷却液先通过内层冷却腔21与电机进行热交换带走热量，然后冷却液进入外层冷却腔22，内外层冷却腔的温度差使电机由内向外的温度梯度更加明显，处于外层冷却腔22的冷却液能够进一步吸收并降低内层冷却腔21里冷却液的温度，使得电机的散热效果更好；并且通过设有双层冷却腔2，更有利于电机内部温度热传导，电机内部温度被最大化的传导至机壳本体I外表，且不同于其他静态设置的电机，本实施例中的电机设置在机车上，由于电机工作时机车一般也在运行，结合机车行进中的风力、空气快速流动等作用，机壳本体I外表的温度被迅速降低，电机散热效果更好。
[0026]在本实施例中，机壳本体I上设有冷却液输入口 3和冷却液输出口 4，将电机轴向两端方向分别定义为首端方向和尾端方向，内层冷却腔21的首端与冷却液输入口 3连通，外层冷却腔22的首端与冷却液输出口 4连通，内层冷却腔21的尾端与外层冷却腔22的尾端连通。冷却液通过冷却液输入口 3进入内层冷却腔21，在从内层冷却腔21的尾端流入外层冷却腔22，最终通过外层冷却腔22首端的冷却液输出口 4排出，使得冷却液在内层冷却腔21和外层冷却腔22里停留时间、停留面积最大化，散热效果更好。
[0027]在本实施例中，双层冷却腔2为四个，每个内层冷却腔21的首端通过内层连通水道5与冷却液输入口 3连通，每个外层冷却腔22的首端通过外层连通水道6与冷却液输出口 4连通。冷却液从首端的冷却液输入口 3进入机壳本体1，沿内层连通水道5分别进入沿电机轴向布置的四个内层冷却腔21，带走电机内部热传导到机壳的热量，然后分别通过四个内层冷却腔21的尾端进入同样沿电机轴向布置的四个外层冷却腔22，冷却液流动折回首端，四个外层冷却腔22内的冷却液汇流于外层连通水道6，并沿着外层连通水道6流到冷却液输出口 4 ;通过液冷系统进入热交换后，冷却液按照以上顺序循环流动与电机进行热交换，达到冷却电机的效果。在本实施例中，内层连通水道5和外层连通水道6均为非连通的半圆形环状，远离冷却液输入口 3的两个内层冷却腔21并未通过内层连通水道5相连通，同理远离冷却液输出口 4的两个外层冷却腔22也并未通过外层连通水道6相连通；在其他实施例中，内层连通水道5和外层连通水道6也可以均设为连通环状，即四个内层冷却腔21通过内层连通水道5依次连通，四个外层冷却腔22通过外层连通水道6依次连通。
[0028]在本实施例中，四个双层冷却腔2分别设置于机壳本体I的四角位置。有效利用了电机闲置空间，电机体积不用增大、电机空间利用率高。
[0029]在本实施例中，内层冷却腔21和外层冷却腔22内均设有散热片，散热片呈齿状，散热效果更佳。
[0030]在本实施例中，每个双层冷却腔2的内层冷却腔21和外层冷却腔22均对称设置。使得内层冷却腔21和外层冷却腔22之间的热交换效果更好，散热效果更佳。
[0031]以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种液冷式电机机壳，包括机壳本体(1)，其特征在于，所述机壳本体(I)上设有一个以上的双层冷却腔(2)，所述双层冷却腔(2)包括由内向外依次设置的内层冷却腔(21)和外层冷却腔(22)，所述内层冷却腔(21)和外层冷却腔(22)连通以使冷却液经内层冷却腔(21)流向外层冷却腔(22)后排出。
2.根据权利要求1所述的液冷式电机机壳，其特征在于，所述机壳本体(I)上设有冷却液输入口(3)和冷却液输出口(4)，所述内层冷却腔(21)的首端与冷却液输入口(3)连通，所述外层冷却腔(22)的首端与冷却液输出口(4)连通，所述内层冷却腔(21)的尾端与外层冷却腔(22)的尾端连通。
3.根据权利要求2所述的液冷式电机机壳，其特征在于，所述双层冷却腔(2)为四个，每个所述内层冷却腔(21)的首端通过内层连通水道(5)与冷却液输入口(3)连通，每个所述外层冷却腔(22)的首端通过外层连通水道(6)与冷却液输出口(4)连通。
4.根据权利要求3所述的液冷式电机机壳，其特征在于，四个所述双层冷却腔(2)分别设置于机壳本体(I)的四角位置。
5.根据权利要求1?4中任意一项所述的液冷式电机机壳，其特征在于，所述内层冷却腔(21)和外层冷却腔(22)内均设有散热片。
6.根据权利要求1?4中任意一项所述的液冷式电机机壳，其特征在于，每个所述双层冷却腔(2)的内层冷却腔(21)和外层冷却腔(22)均对称设置。
【专利摘要】本实用新型公开了一种液冷式电机机壳，包括机壳本体，机壳本体上设有一个以上的双层冷却腔，双层冷却腔包括由内向外依次设置的内层冷却腔和外层冷却腔，内层冷却腔和外层冷却腔连通以使冷却液经内层冷却腔流向外层冷却腔后排出。本实用新型结构简单紧凑，通过设置双层冷却腔，散热效果更好、电机空间利用率高。
【IPC分类】H02K9-19, H02K5-20
【公开号】CN204559298
【申请号】CN201520263761
【发明人】冯江华, 王健, 陈致初, 刘春秀, 李坤, 符敏利, 邹煜林, 李伟业, 许峻峰, 辛本雨, 胡华, 李蓉
【申请人】南车株洲电力机车研究所有限公司
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年4月28日