液冷型永磁调速器的制作方法

1.本技术涉及永磁调速装置技术领域，具体涉及液冷型永磁调速器。


背景技术：

2.筒式永磁调速器是一种通过气隙传递扭矩的传动设备，现有的筒式永磁调速器主要由感应转子、永磁转子两部分组成。永磁转子和感应转子分别连接电动机和负载轴。在感应转子和永磁转子之间有气隙，通过调节永磁转子相对于感应转子间的气隙距离或耦合面积，即可改变负载轴上的输出功率，从而调节负载转速。
3.永磁调速器在工作过程中会产生较多热量，若产生的热量无法及时消散，会使永磁调速器内部的温度升高，甚至导致永磁体退磁，严重影响永磁调速器正常工作。由于永磁调速器利用转动的感应转子切割磁力线，永磁调速器的发热部位通常集中在感应转子的导体部位。为了保证永磁调速器的散热效果，亟待设计一种能够针对感应转子进行散热的永磁调速装置。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本技术提供了一种液冷型永磁调速器，该液冷型永磁调速器包括针对感应转子设计的液冷装置，能够保证散热效果。
5.根据本技术实施例，提供一种液冷型永磁调速器，包括用于冷却感应转子的液冷装置；
6.所述液冷装置包括：
7.液冷管，靠近所述感应转子，并沿所述感应转子的感应部的分布路径延伸；
8.喷嘴，安装在所述液冷管上，用于朝向所述感应部喷淋冷却介质。
9.优选的，所述喷嘴为扇形喷嘴。
10.优选的，所述喷嘴通过正三通接头与所述液冷管连接，所述喷嘴设于中部的接口处。
11.优选的，所述感应部包括呈中空柱状的导体条，所述导体条环设于所述感应转子的铁芯上且沿轴向贯穿所述铁芯。
12.优选的，所述感应部还包括分别设于所述导体条两端的导电端板，所述导电端板使所述导体条相对应的端部短接。
13.优选的，所述铁芯由硅钢片沿轴向层叠而成。
14.优选的，所述铁芯开设有用于穿设所述导体条的避让孔，所述避让孔的侧壁沿所述铁芯的径向开设有避让槽；所述避让槽贯穿至所述磁力线进入所述铁芯的圆周壁。
15.优选的，所述感应转子为内转子，所述避让槽贯穿至所述铁芯的外周壁。
16.优选的，所述感应转子包括至少两排沿所述铁芯径向分布的所述导体条，所述铁芯同一径向上的所述避让槽部分重合。
17.优选的，所述感应转子还包括环形支架；所述铁芯分套设在所述环形支架的外周
壁。
18.本技术的液冷装置针对感应转子设计，液冷管上的喷嘴能够对准感应部喷淋冷却介质，散热效果好。由于感应转子的导体条的两端均为开口，本技术的感应转子能够与液冷装置配合使用。当喷嘴向感应转子的感应部喷淋冷却介质时，冷却介质能够直接从导体条一端的开口进入到导体条内部，冷却介质能够直接与导体条内部发生热交换后，再从导体条另一端的开口流出，有效降低了感应转子的冷却难度且进一步提高了感应转子的冷却效果。
附图说明
19.图1为液冷装置与感应转子的前视结构示意图；
20.图2为图1的右视结构示意图；
21.图3为感应转子的爆炸结构示意图；
22.图4为感应转子的剖面结构示意图；
23.图5为图4中的局部放大图；
24.图6为铁芯的局部结构示意图。
25.图中，壳体1、感应转子2、铁芯21、避让孔211、避让槽212、导体条22、导电端板23、连接孔231、环形支架24、限位轴肩241、环形凸起242、限位压板25、盖板251、限位部252、键槽26、平键27、液冷装置3、液冷管31、喷嘴32、三通接头33、抱箍4、法兰盘5、转轴6。
具体实施方式
26.下面通过具体实施方式进一步详细的说明：
27.本实施例涉及一种筒式液冷型永磁调速器，包括同轴设置在壳体1内部的永磁转子(图中未示出)和感应转子2以及用于冷却感应转子2的液冷装置3。永磁转子上设有周向分布的永磁体，感应转子2包括用于引导磁力线的铁芯21和用于切割磁力线并产生感应电流的感应部。铁芯21能把分散的磁场集中起来,使磁力线绝大部分经过铁芯21而形成闭合的磁路。感应部使感应电势在闭合的回路中形成感应电流。
28.如图1和图2所示，液冷装置3包括用于输送液态冷却介质的液冷管31和用于喷淋冷却介质的喷嘴32。液冷管31通过抱箍4固定在壳体1的内壁，液冷管31连接有用于供给冷却介质的冷源。在本实施例中，液冷管31位于感应转子2的一侧且沿着感应部的分布路径延伸。喷嘴32安装在液冷管31上且朝向感应转子2的感应部。本实施例中的喷嘴32优选用扇形喷嘴32，扇形喷嘴32喷出的冷却介质沿感应转子2的径向呈扇形散开，能够保证有较多的冷却介质喷淋到感应部上，能够提高冷却效果。需要说明的是，本实施例中的分布路径是指感应部在铁芯21上的分布位置。具体的，感应部的零部件通常呈圆形阵列在铁芯21上，当感应转子2为内转子时，感应部靠近铁芯21的外周壁，此时，感应转子2的分布路径为靠近外周壁形成的圆形路径。当感应转子2为外转子时，感应部靠近铁芯21的内周壁，感应转子2的分布路径为靠近内周壁形成的圆形路径。液冷管31延伸的长度和喷嘴32的数量根据实际需求设置。为保证液冷管31有足够的安装空间，液冷管31安装在感应转子2远离永磁转子组件的一侧。
29.在本实施例中，喷嘴32通过三通接头33与液冷管31连接，三通接头33优选用正三
通接头33，正三通接头33包括位于直管两端的第一接口和第二接口以及位于直管中部的第三接口。第一接口和第二接口连接液冷管31，喷嘴32安装在第三接口上。在安装过程中，由于第一接口和第二接口同轴分布，三通接头33能够同时相对于连接第一接口的液冷管31和连接第二接口的冷却管转动，通过转动三通接头33可调整喷嘴32朝向感应部的角度。
30.本实施例中的液冷装置可针对不同结构形式的感应转子进行散热。在现有的筒式永磁调速器中，一些实施例的感应转子的感应部为通过镶嵌或铸造或采用螺钉的方式固定在铁芯外周壁的导体环。一部分感应转子的感应部由导线缠绕在铁芯上形成的绕组构成。本实施例的液冷装置能够针对不同结构的感应部进行散热，散热效果好。
31.为达到更好的散热效果，本实施例设计了能够配合液冷装置使用的感应转子。如图3中所示，感应转子2的感应部具体包括导体条22和导电端板23。其中，导体条22呈中空柱状，即导体条22的内部中空且两端具有开口。导体条22以铁芯21的圆心为中点，呈圆形阵列的方式分布在环形的铁芯21上。导体条22沿轴向贯穿铁芯21，以保证在感应转子2在转动过程中能够切割磁力线。导体条22的材质可选用铝、铜及其合金等常见的导电性好的金属。在本实施例中，综合经济性能和导电性能，优选用截面呈圆形的铜管作为导体条22。
32.本实施例中的感应转子2主要利用导体条22切割磁力线，感应转子2的发热部位主要为导体条22。由于导体条22的内部中空，本实施例的感应转子2与采用实心导体条22的转子相比，在产生相同感应电流的情况下，本实施例的感应转子2能够增加导体条22与铁芯21以及导体条22与外部环境的接触面积。中空的导体条22能够将一部分热量快速分散到铁芯21中，避免受热集中，方便散热。导体条22的两端均为开口且与外部环境的接触面积较大，导体条22产生的热量能够直接经开口排放至外部环境中，散热效果好。
33.由于导体条22的两端均为开口，本实施例中的感应转子2能够与液冷装置3配合使用，当喷嘴32向感应转子2的感应部喷淋冷却介质时，冷却介质能够直接从导体条22一端的开口进入到导体条22内部，冷却介质能够直接与导体条22内部发生热交换后，再从导体条22另一端的开口流出，有效降低了感应转子2的冷却难度且进一步提高了感应转子2的冷却效果。另外，导体条22能够很好地适应电流流过导体条22时产生的挤流效应。
34.如图4和图5所示，本实施例的导电端板23呈环形，两片导电端板23分别贴设于铁芯21的两端面，两片导电端板23分别将相对应导体条22两端连接，以形成闭合的回路。本实施例中的导电端板23优选用黄铜板。
35.在本实施例中，导体条22的两端均伸出铁芯21的端面。导体条22端板相对于导体条22开设有连接孔231，导体条22伸出铁芯21的部分穿设在连接孔231中，并通过焊接的方式与导体条22端板固定。为保证导体条22的端面与导电端板23远离感应铁芯21的端面平齐，导体条22伸出铁芯21的长度与导电端板23的厚度相同。需要说明的是，导体条22的长度包括但不限于图示的形式情况。在一些实施例中，导体条22的端面可伸出导电端板23远离铁芯21的端面。在一些实施例中，导体条22的端面位于连接孔231内部。
36.在本实施例中，铁芯21优选用多个硅钢片沿轴向层叠而成。每个硅钢片呈圆形环，每个硅钢片的表面喷涂由绝缘漆或绝缘氧化物组成的绝缘涂层。在感应转子2工作过程中，铁芯21产生的涡流只在相对应的单片硅钢片中环流，由于硅钢片形成的狭长回路具有较大电阻，且硅钢片自身的电阻率大，能够起到减小涡流的作用。因此，本实施例中的铁芯21可以显著地减小涡流损耗，铁损较小。
37.在本实施例中，导体条22穿设到由硅钢片层叠形成的铁芯21中，导体条22能够限制层叠的硅钢片之间发生周向转动，导电端板23能够限制层叠的硅钢片沿轴向散开，保证铁芯21的结构强度。本实施例的导体条22可直接插入到铁芯21中，然后将导电端板23与导体条22焊接固定，生产工艺简单，导体条22和导电端板23可采用标准材料加工而成，相较于将感应层铸造在铁芯21表面的感应转子2，本实施例可以节约30％以上的生产成本。
38.本实施例中的感应转子2位于永磁转子内侧。如图3和图6所示，感应转子2沿铁芯21的径向穿设有三排阵列的导体条22，三排导体条22靠近铁芯21的外周壁。铁芯21上开设有与导体条22相对应的三排避让孔211，该避让孔211供导体条22穿设在铁芯21中。在避让孔211的侧壁上开设有供磁力线进入铁芯21内的避让槽212，由于本实施例中的感应转子2为内转子，本实施例中的避让槽212沿铁芯21的径向贯穿至铁芯21的外周壁。避让槽212不仅能够供磁力线进入到铁芯21内，避免铁芯21干扰导体条22切割磁力线。并且冷却介质能够进入到避让槽212中对导体条22的外周壁进行散热，能够进一步提高散热效果。另外，避让槽212还在铁芯21的外周面上形成了缝隙结构，能够适应铁芯21的热胀冷缩。需要说明的是，导体条22的数量和排数根据实际需求设置。为避免导体条222滑出避让孔211，避让槽212的宽度小于避让槽212的直径。
39.由于每排避让孔211上的避让槽212均沿铁芯21径向贯穿至铁芯21的外周壁，离铁芯21内周壁最近一排避让孔211上的避让槽212会依次经过铁芯21同一径向上的其余各排避让孔211，并与其余各排避让孔211上的避让槽212发生重合，因此，当铁芯21上分布有至少两排导体条22时，处于铁芯21同一径向上的避让槽212部分重合。
40.在一些实施例中，感应转子2为外转子，导体条22靠近铁芯21的内周壁，且避让槽212贯穿至铁芯21的内周壁。
41.在本实施例中，感应转子2还包括设于铁芯21内侧的环形支架24，铁芯21套设在环形支架24的外周壁上。为保证环形支架24与铁芯21连接牢固，环形支架24一端的外周壁上形成有向外凸出的限位轴肩241，环形支架24另一端连接有限位压板25。通过相互配合的限位轴肩241和限位压板25固定铁芯21，保证铁芯21安装牢固。由于本实施例中的导电端板23分别贴设在铁芯21的两端面上，限位轴肩241与铁芯21一端面上的导电端板23抵接，限位压板25与铁芯21另一端面上的导电端板23抵接。
42.在本实施例中，限位压板25包括贴设于环形支架24端面的盖板251以及套设在铁芯21的外周面的限位部252。盖板251上穿设有螺栓将限位压板25固定在环形支架24上，限位部252凸出于环形支架24的外周壁以形成限位结构。限位部252抵接于导电端板23远离铁芯21的端面。
43.在本实施例中，为保证环形支架24和铁芯21能够有效传递扭矩，在环形支架24和铁芯21上开设有相互配合的键槽26，在键槽26中安装有平键27以传递扭矩。
44.在本实施例中，环形支架24的内周壁具有向内凸出的环形凸起242，在环形凸起242上设有沿轴向贯穿环形凸起242的安装孔，通过环形凸起242和法兰盘5与转轴6连接，使感应转子2能够通过转轴6向外传递动能。
45.本技术并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本技术并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示
示例。