一种超声电机液冷散热结构的制作方法
【专利摘要】一种超声电机液冷散热结构，其通过内部设置有冷却流道的冷却底座固定并冷却超声电机的定子，冷却底座上设置有冷却液进口和冷却液出口，冷却液从冷却液进口进入到冷却底座，通过冷却进口流道、冷却环形流道和冷却出口流道，然后从冷却液出口流出；冷却底座设置为中空的结构，冷却液的强制对流作用使其具有极大的热对流系数，极大地增加了电机的冷却效果，从而大大降低了电机的工作温升。本发明结构简单、紧凑，安装使用方便，可提高超声电机的散热效率和工作稳定性，促进了超声电机的推广应用。
【专利说明】一种超声电机液冷散热结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及超声电机应用【技术领域】，尤其涉及一种超声电机的冷却结构【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前超声电机的应用越来越广泛，在传统设计中，超声电机的定子固定在铝制的电机底座上，整个定子和转子结构放置于相对封闭的电机外壳中；定子中产生的热量通过接触传导至电机底座，再由电机外壳散到外界空气。
[0003]然而，目前常见的这种超声电机的散热方式在使用中存在以下问题，因为超声电机工作时发热严重，在连续运行条件下会导致很高的定子温升，从而引起超声电机特性的变化，如谐振频率的漂移、摩擦系数的降低等，造成电机性能的显著下降，甚至电机的停转；而传统超声电机外壳散热面积有限，且其表面涂有一层绝缘漆，因此其自身散热能力不够；超声电机工作温度的持续升高会导致其输出性能的持续下降，因此超声电机的主要应用被限制在短时间的动作驱动控制领域，所以超声电机有限的散热能力已成为限制其推广应用的主要原因。
[0004]在现有技术中，针对普通电磁电机的散热问题，业界一般采用风冷的散热方法，如在电机输出轴上安装风冷叶片，电机工作时叶片随转子高速旋转提供风源，以使对流风吹向定子表面带走热量以提高散热效率。
[0005]另外:中国专利公布号为CN 102664477A、发明名称为《一种超声电机的热电散热装置》的专利中公开了一种超声电机热电散热装置，其通过外界驱动电机驱动三片装填有无机相变材料的散热层与热电制冷片的交替接触带走定子产生的热量，达到降低定子温度的目的。
[0006]然而，本领域技术人员清楚，现有技术中采用风冷的散热方法对超声电机的散热效率有限，因为超声电机工作在低转速情况下，无法靠其自身的旋转来提供冷却风，并且，超声电机本身一般应用于微型机电系统的集成应用，对安装尺寸有严格的限制，电机外壳安装散热的风冷叶片势必增加电机的体积；因此，传统风冷的技术不适合超声电机的推广应用。
[0007]另外:中国专利公布号为CN 102664477A的专利中的冷却系统需要外界驱动电机以驱动制冷系统，其传动结构复杂，增加了电机的安装尺寸，且不能保证散热层与制冷片的紧密接触，其制冷效果难以保证，且加工费用高，工艺复杂，因此，其也不利于超声电机的推广应用。
[0008]因此，本领域的技术人员致力于开发一种有效的超声电机散热结构，以大幅提高超声电机的散热效率和工作稳定性，以促进超声电机的推广应用。
【发明内容】
[0009]有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是开发一种有效的超声电机散热结构，以达到大幅提高超声电机的散热效率和工作稳定性的目的，以促进超声电机的推广应用。
[0010]为实现上述目的，本发明提供了一种超声电机液冷散热结构，其通过内部设置有冷却流道的冷却底座固定并冷却超声电机的定子，冷却底座上设置有冷却液进口和冷却液出口，冷却液从冷却液进口进入到冷却底座，通过冷却进口流道、冷却环形流道和冷却出口流道，然后从冷却液出口流出；冷却底座设置为中空的结构，冷却液的强制对流作用使其具有极大的热对流系数，极大地增加了电机的冷却效果，从而大大降低了电机的工作温升。本发明结构简单、紧凑，安装使用方便，可提高超声电机的散热效率和工作稳定性，促进了超声电机的推广应用。本发明的具体方案如下所述:
[0011]—种超声电机液冷散热结构，包括与超声电机的定子固定连接的冷却底座，所述冷却底座内设置有依次相连通的冷却进口流道、冷却环形流道和冷却出口流道，所述冷却进口流道在所述冷却底座的侧壁上的开口为冷却液进口，所述冷却出口流道在所述冷却底座的侧壁上的开口为冷却液出口 ；冷却液从所述冷却液进口进入所述冷却底座，依次经过所述冷却进口流道、所述冷却环形流道和所述冷却出口流道，并从所述冷却液出口离开以冷却所述超声电机。
[0012]优选地，还包括隔板，所述隔板设置于所述冷却环形流道内；所述冷却进口流道和所述冷却出口流道与所述冷却环形流道的接口位于所述隔板的两侧并紧靠所述隔板。
[0013]优选地，所述冷却环形流道环绕所述超声电机的转轴所在的轴线。
[0014]优选地，所述冷却底座为中空的结构。
[0015]优选地，所述冷却液环形流道所在部位的外表面为与所述超声电机的定子的配合面。
[0016]此处设计目的在于，冷却液在所述冷却进口流道、所述冷却环形流道和所述冷却出口流道内的强制对流使流道表面具有极大的热对流系数，在不明显增加冷却底座体积的前提下保证了冷却底座优越的散热性能；超声电机的定子内部的热量通过接触传导至电机底座，并通过冷却液迅速带走电机底座上的热量，从而达到降温的目的；所述隔板设置于所述冷却环形流道内；所述冷却进口流道和所述冷却出口流道与所述冷却环形流道的接口位于所述隔板的两侧并紧靠所述隔板；以使冷却液能在所述冷却环形流道内单向圆周方向流动，提高冷却效率。
[0017]优选地，所述冷却底座有多个均布的用于连接所述超声电机的定子的螺栓孔，所述螺栓孔的轴线平行于所述冷却底座的轴线。
[0018]优选地，所述冷却底座为铝合金材质。
[0019]优选地，所述冷却底座由底板和沟槽板构成；所述底板由所述第一台阶层构成，所述沟槽板至少由所述第二台阶层、所述第三台阶层和所述第四台阶层所构成；所述沟槽板上具有通过机械切割工艺加工成型的所述冷却进口流道、所述冷却环形流道和所述冷却出口流道的沟槽，所述沟槽位于所述第二台阶层。
[0020]优选地，所述沟槽板与所述底板以焊接的方式连接。
[0021 ] 从上述技术方案可以看出，本发明一种超声电机液冷散热结构,其通过内部设置有冷却流道的冷却底座固定并冷却超声电机的定子，冷却底座上设置有冷却液进口和冷却液出口，冷却液从冷却液进口进入到冷却底座，通过冷却进口流道、冷却环形流道和冷却出口流道，然后从冷却液出口流出；冷却底座设置为中空的结构，冷却液的强制对流作用使其具有极大的热对流系数，极大地增加了电机的冷却效果，从而大大降低了电机的工作温升。本发明结构简单、紧凑，安装使用方便，可提高超声电机的散热效率和工作稳定性，促进了超声电机的推广应用。
[0022]以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是本发明超声电机散热结构的冷却底座透视图；
[0024]图2是本发明超声电机散热结构的冷却底座与超声电机的定子装配体的剖面示意图。
[0025]图中，I为第一台阶层,2为冷却进口流道,3为冷却环形流道,4为冷却出口流道,5为隔板，6为冷却液进口，7为冷却液出口，8为超声电机的定子,9为第二台阶层，10为第三台阶层，11为第四台阶层。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图和实施例对本发明的一种超声电机液冷散热结构做进一步的描述。
[0027]实施例:
[0028]如图1至图2所示，图1是本发明超声电机散热结构的冷却底座透视图；图2是本发明超声电机散热结构的冷却底座与超声电机的定子装配体的剖面示意图；图1和图2说明了一种超声电机液冷散热结构的冷却底座及其安装不意图，包括与超声电机的定子8固定连接的冷却底座，所述冷却底座内设置有依次相连通的冷却进口流道2、冷却环形流道3和冷却出口流道4，所述冷却进口流道2在所述冷却底座的侧壁上的开口为冷却液进口 6，所述冷却出口流道4在所述冷却底座的侧壁上的开口为冷却液出口 7 ;冷却液从所述冷却液进口 6进入所述冷却底座，依次经过所述冷却进口流道2、所述冷却环形流道3和所述冷却出口流道4，并从所述冷却液出口 7离开以冷却所述超声电机；还包括隔板5，所述隔板5设置于所述冷却环形流道3内；所述冷却进口流道2和所述冷却出口流道4与所述冷却环形流道3的接口位于所述隔板5的两侧并紧靠所述隔板5 ;所述冷却环形流道3环绕所述超声电机的转轴所在的轴线；所述冷却底座为中空的结构；所述冷却液环形流道所在部位的外表面为与所述超声电机的定子8的配合面。
[0029]其具体工作流程如下:
[0030]超声电机的定子8产生的热量通过接触传导至冷却底座，为了保证热传导效果，超声电机的定子8与冷却底座的接触界面可涂抹导热胶；另有冷却液源提供的冷却液经冷却底座的冷却液进口 6进入冷却流道，冷却液依次冲刷冷却进口流道2、冷却环形流道3以及冷却出口流道4的壁面，冷却液的强制对流作用保证了冷却流道壁面具有非常大的热对流系数，在不明显增加电机尺寸的前提下保证超声电机冷却底座具有优越的散热性能；所述隔板5设置于所述冷却环形流道3内；所述冷却进口流道2和所述冷却出口流道4与所述冷却环形流道3的接口位于所述隔板5的两侧并紧靠所述隔板5 ;以使冷却液能在所述冷却环形流道3内单向圆周方向流动，提高冷却效率。
[0031]在实施例中，所述冷却底座有多个均布的用于连接所述超声电机的定子8的螺栓孔，所述螺栓孔的轴线平行于所述冷却底座的轴线；所述冷却底座为铝合金材质；所述冷却底座由底板和沟槽板构成；所述底板由所述第一台阶层I构成，所述沟槽板至少由所述第二台阶层9、所述第三台阶层10和所述第四台阶层11所构成；所述沟槽板上具有通过机械切割工艺加工成型的所述冷却进口流道2、所述冷却环形流道3和所述冷却出口流道4的沟槽，所述沟槽位于所述第二台阶层9 ;所述沟槽板与所述底板以焊接的方式连接。
[0032]从上述技术方案可以看出，本发明一种超声电机液冷散热结构，其通过内部设置有冷却流道的冷却底座固定并冷却超声电机的定子8，冷却底座上设置有冷却液进口 6和冷却液出口 7，冷却液从冷却液进口 6进入到冷却底座，通过冷却进口流道2、冷却环形流道3和冷却出口流道4，然后从冷却液出口 7流出；冷却底座设置为中空的结构，冷却液的强制对流作用使其具有极大的热对流系数，极大地增加了电机的冷却效果，从而大大降低了电机的工作温升。本发明结构简单、紧凑，安装使用方便，可提高超声电机的散热效率和工作稳定性，促进了超声电机的推广应用。
[0033]以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本【技术领域】中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
【权利要求】
1.一种超声电机液冷散热结构，其特征在于，包括与超声电机的定子固定连接的冷却底座，所述冷却底座内设置有依次相连通的冷却进口流道、冷却环形流道和冷却出口流道，所述冷却进口流道在所述冷却底座的侧壁上的开口为冷却液进口，所述冷却出口流道在所述冷却底座的侧壁上的开口为冷却液出口 ；冷却液从所述冷却液进口进入所述冷却底座，依次经过所述冷却进口流道、所述冷却环形流道和所述冷却出口流道并从所述冷却液出口离开以冷却所述超声电机。
2.根据权利要求1所述的超声电机液冷散热结构，其特征在于，还包括隔板，所述隔板设置于所述冷却环形流道内；所述冷却进口流道和所述冷却出口流道与所述冷却环形流道的接口位于所述隔板的两侧并紧靠所述隔板。
3.根据权利要求1所述的超声电机液冷散热结构，其特征在于，所述冷却环形流道环绕所述超声电机的转轴所在的轴线。
4.根据权利要求1所述的超声电机液冷散热结构，其特征在于，所述冷却底座为中空的结构。
5.根据权利要求1所述的超声电机液冷散热结构，其特征在于，所述冷却液环形流道所在部位的外表面为与所述超声电机的定子的配合面。
6.根据权利要求1所述的超声电机液冷散热结构，其特征在于，所述冷却底座有多个均布的用于连接所述超声电机的定子的螺栓孔，所述螺栓孔的轴线平行于所述冷却底座的轴线。
7.根据权利要求1所述的超声电机液冷散热结构，其特征在于，所述冷却底座为铝合金材质。
8.根据权利要求1所述的超声电机液冷散热结构，其特征在于，所述冷却底座由底板和沟槽板构成；所述底板由所述第一台阶层构成，所述沟槽板至少由所述第二台阶层、所述第三台阶层和所述第四台阶层所构成；所述沟槽板上具有通过机械切割工艺加工成型的所述冷却进口流道、所述冷却环形流道和所述冷却出口流道的沟槽，所述沟槽位于所述第二台阶层。
9.根据权利要求8所述的超声电机液冷散热结构，其特征在于，所述沟槽板与所述底板以焊接的方式连接。
【文档编号】H02N2/00GK104201933SQ201410445285
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月3日 优先权日:2014年9月3日
【发明者】杨明, 欧文初, 孟凡, 李奇磊, 许自豪 申请人:上海交通大学