一种串联冷却水路永磁电机定子的制作方法

本发明属于电机，具体涉及一种串联冷却水路永磁电机定子。

背景技术：

1、高性能永磁电机为了提升功率密度等性能指标，必然采用较高的电负荷和磁负荷，电机热负荷和铜耗也随之升高。如果不能快速将电机定子产生的热量导出，这会导致电机绕组和转子永磁体等关键部件温升过快过高，从而影响电机稳定运行，大大降低电机寿命。

2、传统高性能永磁电机常采用机座水冷或铁心轭部穿管水冷或槽内穿管水冷以及槽内水冷加机座水冷复合冷却技术来对电机进行冷却，通过冷却水循环带走电机定子产生的热量。

3、传统的机座水冷技术存在水道易腐蚀、距离热源远等缺点，传统的铁心轭部穿管和槽内穿管冷却技术存在工艺复杂、占用电机内部空间、焊点多等缺点，现有的槽内水冷加机座水冷复合冷却技术也存在结构复杂、外部接口多、工程实现难度高等缺点。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单、设计合理、冷却均匀、散热效果好的串联冷却水路永磁电机定子。

2、为了实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种串联冷却水路永磁电机定子，包括定子机座、定子铁心和绕组，所述的定子机座为笼形机座，所述的定子铁心由内圆设定子齿部、外圆设定子轭部且轭部有开孔的定子冲片叠压而成，所述的绕组位于定子齿部，定子铁心外圆与定子机座内圆焊接一体；还包括串联冷却水路系统，所述的串联冷却水路系统包括m（m为偶数）组位于定子齿部的槽口水管组件、n（n为偶数）根位于定子轭部的轭部水管以及位于定子端部的进/出水总管，所述的串联冷却水路系统中槽口水管组件和轭部水管与进/出水总管串联，连接方式为焊接，管内的介质为油或水，串联冷却水路系统中介质有两种流通路径：进水总管→槽口水管组件→轭部水管→出水总管；进水总管→轭部水管→槽口水管组件→出水总管。

3、所述的一种串联冷却水路永磁电机定子，其串联冷却水路系统中槽口水管组件沿圆周均匀反向相间嵌放在定子齿部，轭部水管均匀嵌放在定子轭部的开孔中，进/出水总管为环形分别布置在定子端部，利用托架或支架固定在定子机座上。

4、所述的一种串联冷却水路永磁电机定子，其槽口水管组件由k根冷却水管（k≥1）组成，所述的冷却水管为一根包括直线部分和弧线部分的无缝钢管，直线部分嵌放于定子齿部，弧线部分位于定子端部，冷却水管的进出口在同一端与轭部水管或进/出水总管焊接相连。

5、所述的一种串联冷却水路永磁电机定子，其轭部水管一端为直管以便于穿过定子轭部的开孔，另一端可折弯便于和槽口水管组件或进/出水总管焊接，所述轭部水管与槽口水管组件一一对应，数量上满足n=mk。

6、所述的一种串联冷却水路永磁电机定子，其槽口水管组件、轭部水管以及进/出水总管为不锈钢、铜合金或者钛合金的方管或者圆管。

7、本发明的有益效果是：

8、1，本发明串联冷却水路系统中槽口水管组件均匀嵌放在定子齿部，能有效阻断定子热量向转子传递，轭部水管均匀布置在定子轭部，能迅速带走绕组产生的热量，保障永磁电机稳定运行，提高电机寿命；

9、2，本发明串联冷却水路系统中槽口水管组件、轭部水管以及进/出水总管之间串联布置，每根轭部水管都对应一根槽口水管，冷却水路可均匀带走定子热量；

10、3，本发明串联冷却水路系统仅一条水路，只需一组外部冷却水接口，结构简单，工程实现难度低，电机冷却水管焊点少，可靠性高，能广泛应用于高功率密度永磁电机。

技术特征：

1.一种串联冷却水路永磁电机定子，包括定子机座（1）、定子铁心（2）和绕组（3），所述的定子机座（1）为笼形机座，其特征在于：所述的定子铁心（2）由内圆设定子齿部（2b）、外圆设定子轭部（2a）和开孔的定子冲片叠压而成，所述的绕组（3）位于定子齿部（2b），定子铁心（2）外圆与定子机座（1）内圆焊接一体；还包括串联冷却水路系统（4），所述的串联冷却水路系统（4）包括m组位于定子齿部（2b）的槽口水管组件（4a）、n根位于定子轭部（2a）的轭部水管（4b）以及位于定子端部的进/出水总管（4c），m和n为偶数，所述的槽口水管组件（4a）和轭部水管（4b）与进/出水总管（4c）串联，连接方式为焊接，管内的介质为油或水。

2.根据权利要求1所述的一种串联冷却水路永磁电机定子，其特征在于，所述的槽口水管组件（4a）沿圆周均匀相间嵌放在定子齿部（2b），轭部水管（4b）均匀嵌放在定子轭部（2a）的开孔中，进/出水总管（4c）为环形，利用托架或支架固定在定子机座（1）上。

3.根据权利要求2所述的一种串联冷却水路永磁电机定子，其特征在于，所述的槽口水管组件（4a）由k根冷却水管组成，k≥1，所述的冷却水管为一根包括直线部分和弧线部分的无缝钢管，直线部分嵌放于定子齿部（2b），弧线部分位于定子端部，冷却水管的进出口在同一端与轭部水管（4b）或进/出水总管（4c）焊接相连。

4.根据权利要求2所述的一种串联冷却水路永磁电机定子，其特征在于，所述的轭部水管（4b）一端为穿过开孔的直管，另一端为和槽口水管组件（4a）或进/出水总管（4c）焊接的折弯管，轭部水管（4b）与槽口水管组件（4a）数量上满足n=mk。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的一种串联冷却水路永磁电机定子，其特征在于，所述的槽口水管组件（4a）、轭部水管（4b）以及进/出水总管（4c）为不锈钢、铜合金或者钛合金的方管或者圆管。

技术总结
本发明公开了一种串联冷却水路永磁电机定子，包括定子机座、定子铁心、绕组以及串联冷却水路系统，定子机座为笼形机座，串联冷却水路系统包括位于定子齿部的槽口水管组件、位于定子轭部的轭部水管、以及位于定子端部的进/出水总管，所述的串联冷却水路系统中槽口水管组件、轭部水管以及进/出水总管之间串联，连接方式为焊接，槽口水管组件与轭部水管数量上满足一一对应关系。本发明设计合理，结构简单，稳定可靠，维护方便，冷却水路距离热源近，散热效率高，可大大提高永磁电机功率密度等性能。

技术研发人员：程方训,谢思源,卢肇义,王青
受保护的技术使用者：武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶集团有限公司第七一二研究所）
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27