一种内转子电机的转子散热结构的制作方法

1.本发明涉及内转子电机散热领域，具体涉及一种内转子电机的转子散热结构。


背景技术：

2.内转子永磁电机(以下简称电机)主要由定子、转子、外壳、轴等主要部件组成。为了提高电机的功率密度，电机绕阻需要增加电流密度，导致电机发热量增加，因此通常采用水(或液冷)冷却的方式提散热效率，以此最大限度降低电机温度，从而最大程度提高电机功率密度。目前的电机水冷(或液冷)的结构主要是在电机外壳的内壁加工单路串联或多路并联的水道(有s型水路、螺旋型水路、双螺旋型水路等)，让冷却水由水道内部通过将电机外壳(即定子绕阻)的热量带走，从而达到对电机进行散热冷却的目的。电机定子水冷散热方式示意见参见附图1。定子水冷散热方式中，换热接触面布置在电机的最外侧，无法对旋转运动的电机转子进行散热，因此只能将处于静止状态的电机定子表面的热量带走。通常大功率密度的电机主要发热部位位于电机转子，尤其是电机在高速运行的工况下转子发热更为严重。仅在电机机壳外部增加冷却水道的散热方式很难将电机转子热量带出，从而极大的限制了电机的功率密度的提高以及高速运行的工作效果。


技术实现要素：

3.本发明的目的是：为解决目前电机转子散热问题，提高电机的散热效率，进而提升电机的功率密度、工作特性、可靠性等多方面性能，实现对旋转运动的电机转子实现散热，本发明提出一种内转子电机的转子散热结构，主要采用具有通过给定电流自身能够制冷降温的热电制冷片均匀镶嵌在电机转子散热框架内部，通过与电机转子本体的直接面接触热交换实现对电机转子的散热降温，并且利用电路旋转连接器实现热电制冷片与电机外部的供电连接。
4.本发明包括：电路旋转连接器、电机转子散热框架、热电制冷片、安装槽挡板；
5.所述电机转子散热框架外圆周面与电机转子冲片总成相连，内圆周面和电机轴相连，所述电机转子散热框架一端的轴向端面与所述电路旋转连接器一侧相连，所述电路旋转连接器另一侧与电机定子端盖相连，电机轴外端与电机定子端盖相连；
6.所述电机转子散热框架连接所述电路旋转连接器一侧的轴向端面沿周向均匀设置多个热电制冷片安装槽，将所述热电制冷片通过所述安装槽挡板固定安装在所述热电制冷片安装槽内；
7.将所述热电制冷片的引线穿过所述安装槽挡板的穿线孔，与所述电路旋转连接器旋转内圈对应位置的接线口相连通，将所述电路旋转连接器的输出引线穿过所述电机定子端盖的电机引线端与电机外部的线缆相连接。
8.作为本发明的一种优选方式，所述热电制冷片安装槽底部设置空气泄放通孔。
9.作为本发明的一种优选方式，所述安装槽挡板通过沉头螺栓安装在所述电机转子散热框架连接所述电路旋转连接器一侧的轴向端面上。
10.作为本发明的一种优选方式，所述电机定子端盖中心设置轴承，所述电机轴外端面与所述轴承的内圈固连。
11.作为本发明的一种优选方式，所述电路旋转连接器包括外圈和内圈，所述内圈设置内圈限位键，所述外圈设置外圈限位键，所述电机转子散热框架连接所述电路旋转连接器一侧的轴向端面设置用于和所述内圈限位键配合的内圈键槽，所述电机定子端盖内侧面设置用于和所述外圈限位键配合的外圈键槽。
12.有益效果：
13.(1)本发明将电机转子散热框架作为电机转子支架，将通过给定电流自身能够制冷降温的热电制冷片均匀镶嵌在电机转子支架内部，热电制冷片的制冷量可通过电流大小进行调节，根据电机的实际运行情况选择相应数量的热电制冷片，调整热电制冷片的工作电流，可实现逐级调整散热量大小，对旋转运动的电机转子直接散热的效果。
14.(2)电机转子散热框架的制冷片安装槽底部设置空气泄放通孔，保证导热硅脂的无空气灌封，确保了热电制冷片和导热硅脂充分接触。
15.(3)通过调整每个安装槽挡板上沉头螺栓的数量可实现对电机转子动平衡的调整。
16.(4)本发明采用的电路旋转连接器分为内圈和外圈，热电制冷片引线先与内圈的接线口相连，再通过外圈的输出引线和外部线缆相连，使得电机的转动和热电制冷片的电连接互不妨碍。
附图说明
17.图1为背景技术中描述的现有技术中电机定子水冷散热方式示意图；
18.图2为本发明整体连接示意图；
19.图3为电机转子散热框架和电机转子冲片总成以及电机轴连接示意图；
20.图4为电机转子散热框架上安装热电制冷片示意图；
21.图5为电路旋转连接器示意图；
22.图6为电机转子散热框架示意图；
23.图7为电机定子端盖示意图；
24.图8为电路旋转连接器安装示意图；
25.图9为本发明引线安装示意图；
26.其中：1-电机定子外壳；2-电机转子冲片总成；3-电路旋转连接器输出引线；4-电路旋转连接器；5-电机转子散热框架；6-电机轴；7-电机定子端盖；8-电机引线端；9-热电制冷片；10-热电制冷片引线；11-热电制冷片安装槽；12-空气泄放通孔；13-安装槽挡板；14-沉头螺栓；15-内圈；16-接线口；17-内圈限位键；18-内圈键槽；20-外圈键槽；21-外圈；22-外圈限位键；23-穿线孔。
具体实施方式
27.下面结合附图和实施例，对本发明做进一步的详细说明。
28.本实施例提供的内转子电机的转子散热结构包括：电路旋转连接器4、电机转子散热框架5、热电制冷片9、安装槽挡板13。
29.参见附图2和附图3，本散热结构安装在内转子电机的内部，在电机定子外壳1内，电机转子散热框架5外圆周面与电机转子冲片总成2固连(本例中电机转子散热框架5与电机转子冲片总成2键槽配合实现两者的固连)，同时电机转子散热框架5对电机转子起到支撑作用，电机轴6同轴固接在电机转子散热框架5的中心孔内，电机转子散热框架5一端的轴向端面沿周向均匀设置多个热电制冷片安装槽11(本实施例中采用8个)；参见附图4，在电机转子散热框架另一端的轴向端面每个热电制冷安装槽11的底部均设置一个空气泄放通孔12，安装热电制冷片9之前，需先在热电制冷安装槽11中灌满高导热系数的导热硅脂，再将热电制冷片9插入热电制冷安装槽中，保证空气泄放通孔12中有导热硅脂溢出，再将溢出的导热硅脂进行清理，确保每个热电制冷安装槽11内灌满导热硅脂。通过改变热电制冷片9的工作电流可调整其工作时的制冷量，根据电机的实际运行情况设置相应数量的热电制冷片9并调整热电制冷片9的工作电流。然后将热电制冷片引线10穿过安装槽挡板13的穿线孔23，通过沉头螺栓14将安装槽挡板13固定在电机转子散热框架5的轴向端面上，使得安装槽挡板13对热电制冷片9进行压紧固定，并可以通过调整每个安装槽挡板13上沉头螺栓14的数量进行电机转子动平衡的调整。
30.参见附图5-9，当将热电制冷片9安装到电机转子散热框架5上后，先将热电制冷片引线10与电路旋转连接器4的旋转内圈15上对应位置的接线口16相连通，并在每组线缆外部进行绝缘和加固捆扎处理，防止每组线缆与其他电机部件的接触摩擦；然后将电路旋转连接器4的内圈15上设置的内圈限位键17插入安装在电机转子散热框架5上相应位置的内圈键槽18内，使得电路旋转连接器4安装到电机转子散热框架5上，然后通过螺栓拧紧固定。最后将电路旋转连接器4的外圈21的外圈限位键22插入到电机定子端盖7的外圈键槽20内，将电路旋转连接器输出引线3穿过电机定子端盖7上的电机引线端8与电机外部的线缆相连接，使得电路旋转连接器4安装在电机定子端盖7上，最后通过螺栓将电机定子端盖7安装紧固在电机定子外壳1上；电机定子端盖7内侧面中心设置一个轴承，电机轴6从电路旋转连接器4中间穿过后与轴承的内圈固连。
31.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。