专利名称：蒸发冷却永磁电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种永磁电机的冷却结构，具体的说是一种全密闭结构的永磁电 机。
背景技术：
全密闭永磁直驱牵引电机，虽然转子不发热，但定子绕组发热，这个热量堆积在电 机内部有限的密闭空间里，使得电机内部温度升高。如何有效地把热量传递出去，必须采用 高效可靠的冷却方式。现有技术的同类发明创造包括专利号201010170006. 5公开的用于具有直接液 体冷却钉子的永磁电机的方法和设备、专利号201010180827. 7公开的高速永磁电机定子 冷却系统。现阶段，大功率永磁电机的冷却方式为水冷与自然风冷，但水冷方式安全可靠性 低已逐渐被淘汰，而风冷方式虽然可以起到在低温时的冷却作用，但在电机短时间温升过 高时，风冷起不到迅速冷却的作用，热量堆积在电机中，极易给永磁电机带来失磁等危害。与本发明最相近似的实现方案是在异步电机或永磁电机中利用特殊的水循环管 道设计，依靠水的流动，将电机产生的热量带走达到冷却的目的。
实用新型内容本实用新型的目的是提供蒸发冷却永磁电机，解决永磁电机定子夹层的温升问 题。本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现蒸发冷却永磁电机，在永磁电机的定子夹层中安装若干个空心导管，空心导管的 两端接入汽液冷却循环系统，所述空心导管的下部与所述汽液冷却循环系统的集液管连 接，上部与所述汽液冷却循环系统的集气管连接，汽液冷却循环系统和空心导管内充装冷 却介质，所述冷却介质为易于汽化的单质或混合液。空心导管的材质为不锈钢，对定子的磁力几乎没有影响。所述汽液冷却循环系统至少包括一个冷却装置，所述冷却装置为冷凝器。为进一步完善设计，所述汽液冷却循环系统还包括一个由电机驱动的液压泵，所 述液压泵安装在集液管上。为进一步完善设计，所述汽液冷却循环系统还包括一个单向阀，所述单向阀安装 在集液管上。所述汽液冷却循环系统的管道连接一储液罐，用于平衡汽液冷却循环系统内的冷 却介质；所述储液罐与一氮气瓶连接，氮气瓶内充入一定体积的氮气，保证汽液冷却循环系 统内部的压力。所述氮气瓶内安装有压力表，用于检测氮气瓶内的压力。蒸发冷却的基本原理是在定子夹层的空心导管内部通以冷却介质，冷却介质进 入空心导管后，吸收损耗所产生的热量。当冷却介质吸热后温度达到压力所对应的饱和温度时，就由液体状态而沸腾汽化，带走热量，达到冷却电机的目的。循环原理是当空心导管内的冷却介质吸收热量逐渐汽化形成汽液混合物，电机 外部的液压泵催动液体的流动，将汽液混合物推动循环至冷却装置中，重新冷却为液体后 进入循环系统。本实用新型采用的技术手段是在电机定子的夹层间通过装有代氟利昂的液体的 空心导管，空心导管的材质为不锈钢，对电机定子的磁力几乎没有影响。空心导管连接的集 液管的一端安装电机驱动的液压泵，用来催动夹层内液体的流动并带走定子产生的热量， 汽液冷却循环系统内安装的冷却装置，使经定子后变为汽液混合物的冷却介质重新变为液 体，经液压泵催动后重新进入循环冷却系统。定子夹层内设置有许多个小的空心导管，冷却 介质经集液管后进入空心导管，空心导管经定子后总和进入集气管后进入冷却装置。冷却 介质的进口端在电机的下方，出口端在电机的上方，以便汽液混合物流出。本专利利用汽液两相流的特点，特殊的液态冷却介质受热后汽化成汽体，汽体跟 热交换器进行热交换后，又液化成液体，如此循环反复，具有冷却效果好，温度分布均勻，可 靠性高等优点，特别适合全密闭电机的冷却。永磁电机的内部结构大致分为两个部分定子与转子。本发明的主要针对部分时 电机的定子部分，因为电机在运转时，转子的发热是很少的，影响到电机整体温升的主要因 素是定子的温升，而电机的定子分为两层，一层接近电机转子，一层接近电机外壳，两层之 间的温升是影响电子温升的主要因素，所以本发明可以很好的解决定子的夹层温升问题。
下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。图1是蒸发冷却永磁电机的结构具体实施方式
如图1所示，蒸发冷却永磁电机，在永磁电机的定子夹层中安装若干个空心导管 1，空心导管1的两端接入汽液冷却循环系统2，所述空心导管1的下部与所述汽液冷却循环 系统2的集液管3连接，上部与所述汽液冷却循环系统2的集气管4连接，汽液冷却循环系 统2和空心导管1内充装冷却介质，所述冷却介质为易于汽化的单质或混合液。空心导管1的材质为不锈钢，对定子的磁力几乎没有影响。所述汽液冷却循环系统2至少包括一个冷却装置5，所述冷却装置5为冷凝器。为进一步完善设计，所述汽液冷却循环系统2还包括一个由电机驱动的液压泵6， 所述液压泵6安装在集液管3上。为进一步完善设计，所述汽液冷却循环系统2还包括一个单向阀7，所述单向阀7 安装在集液管3上。所述汽液冷却循环系统2的管道连接一储液罐8，用于平衡汽液冷却循环系统2内 的冷却介质；所述储液罐8与一氮气瓶9连接，氮气瓶9内充入一定体积的氮气，保证汽液 冷却循环系统2内部的压力。所述氮气瓶9内安装有压力表，用于检测氮气瓶9内的压力， 由于安装压力表属于现有技术的范畴，所以本实用新型的附图中没有特别指出。蒸发冷却的基本原理是在定子夹层的空心导管1内部通以冷却介质，冷却介质进入空心导管1后，吸收损耗所产生的热量。当冷却介质吸热后温度达到压力所对应的饱 和温度时，就由液体状态而沸腾汽化，带走热量，达到冷却电机的目的。循环原理是当空心导管1内的冷却介质吸收热量逐渐汽化形成汽液混合物，电 机外部的液压泵催动液体的流动，将汽液混合物推动循环至冷却装置中，重新冷却为液体 后进入循环系统。本实用新型采用的技术手段是在电机定子的夹层间通过装有代氟利昂的液体的 空心导管，空心导管的材质为不锈钢，对电机定子的磁力几乎没有影响。空心导管连接的集 液管的一端安装电机驱动的液压泵，用来催动夹层内液体的流动并带走定子产生的热量， 汽液冷却循环系统内安装的冷却装置，使经定子后变为汽液混合物的冷却介质重新变为液 体，经液压泵催动后重新进入循环冷却系统。定子夹层内设置有许多个小的空心导管，冷却 介质经集液管后进入空心导管，空心导管经定子后总和进入集气管后进入冷却装置。冷却 介质的进口端在电机的下方，出口端在电机的上方，以便汽液混合物流出。本专利利用汽液两相流的特点，特殊的液态冷却介质受热后汽化成汽体，汽体跟 热交换器进行热交换后，又液化成液体，如此循环反复，具有冷却效果好，温度分布均勻，可 靠性高等优点，特别适合全密闭电机的冷却。永磁电机的内部结构大致分为两个部分定子与转子。本发明的主要针对部分时 电机的定子部分，因为电机在运转时，转子的发热是很少的，影响到电机整体温升的主要因 素是定子的温升，而电机的定子分为两层，一层接近电机转子，一层接近电机外壳，两层之 间的温升是影响电子温升的主要因素，所以本发明可以很好的解决定子的夹层温升问题。
权利要求1.蒸发冷却永磁电机，其特征在于，在永磁电机的定子夹层中安装若干个空心导管，空 心导管的两端接入汽液冷却循环系统，所述空心导管的下部与所述汽液冷却循环系统的集 液管连接，上部与所述汽液冷却循环系统的集气管连接，汽液冷却循环系统和空心导管内 充装冷却介质。
2.根据权利要求1所述的蒸发冷却永磁电机，其特征在于，空心导管的材质为不锈钢。
3.根据权利要求1所述的蒸发冷却永磁电机，其特征在于，所述汽液冷却循环系统至 少包括一个冷却装置，所述冷却装置为冷凝器。
4.根据权利要求3所述的蒸发冷却永磁电机，其特征在于，所述汽液冷却循环系统还 包括一个由电机驱动的液压泵，所述液压泵安装在集液管上。
5.根据权利要求3所述的蒸发冷却永磁电机，其特征在于，所述汽液冷却循环系统还 包括一个单向阀，所述单向阀安装在集液管上。
6.根据权利要求1所述的蒸发冷却永磁电机，其特征在于，所述汽液冷却循环系统的 管道连接一储液罐，用于平衡汽液冷却循环系统内的冷却介质。
7.根据权利要求6所述的蒸发冷却永磁电机，其特征在于，所述储液罐与一氮气瓶连 接，氮气瓶内充入一定体积的氮气。
8.根据权利要求7所述的蒸发冷却永磁电机，其特征在于，所述氮气瓶内安装有压力 表，用于检测氮气瓶内的压力。
9.根据权利要求1所述的蒸发冷却永磁电机，其特征在于，所述冷却介质为易于汽化 的单质或混合液。
专利摘要蒸发冷却永磁电机，在永磁电机的定子夹层中安装若干个空心导管，空心导管的两端接入汽液冷却循环系统，所述空心导管的下部与所述汽液冷却循环系统的集液管连接，上部与所述汽液冷却循环系统的集气管连接，汽液冷却循环系统和空心导管内充装冷却介质。本专利利用汽液两相流的特点，特殊的液态冷却介质受热后汽化成汽体，汽体跟热交换器进行热交换后，又液化成液体，如此循环反复，具有冷却效果好，温度分布均匀，可靠性高等优点，特别适合全密闭电机的冷却。
文档编号H02K1/20GK201928146SQ201120014630
公开日2011年8月10日 申请日期2011年1月18日 优先权日2011年1月18日
发明者宋加旺, 张士光 申请人:北京鹏发欣光电力电子科技有限公司