一种油内循环冷却电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种油内循环冷却电机。
【背景技术】
[0002]目前对于小型电机的冷却均采用风外冷却方法和内冷却方法，也有采用电机壳体夹层水冷方法。但以上的冷却方法均不能满足高效冷却的要求，对大型电机则有采用导线内孔通冷却液冷却方式，但体积大，工艺复杂，对于要求体积小，重量轻且高效散热的电机以上方法均存在缺陷，如何有效地对电机转子的散热更是目前技术未能解决的一个问题，即使是导线内冷式大电机其转子的散热问题也并未解决有效的转子散热问题。随着科学技术的发展以及人类对环境保护的要求，低碳节能已是当今社会的主流，如何有效地提高电机效率，提高电机的功重比系数，达到高效节能的要求，是目前急需解决的问题。然而如何对电机实现高效散热是有效地提高电机效率是节能减排的有效途径。
【发明内容】
[0003]鉴于现有技术不足，本发明的目的在于提供一种油内循环冷却电机。
[0004]为了实现上述目的，本发明的技术方案是:一种油内循环冷却电机，包括冷却油输送栗总成、冷却油热交换器、散热风机、封闭式电机和油输送管道，所述的封闭式电机在定子外径和机壳内径之间设置有冷却油通道，设置在转子轴上的转子球的前后两外端面设置有两贯通转子轴的前后端盖板，由前后端盖板外侧两螺母和转子轴紧固下，而和转子球组合成一光滑外表面的圆柱体，电机前后轴承靠转子球内侧部分别设置有油封，电机壳体上设置有冷却油进出口。
[0005]进一步的，所述的设置在转子轴上的转子球和设置在转子球前后两端的端盖板由前后端盖板外侧两螺母在和转子轴紧固下，组合而成的一光滑外表面的圆柱体，其转子球端部和前后端盖板之间设置有转子平衡块，转子平衡块是由螺丝或平衡片固定在前后端盖板和转子球相接触的前后端盖板内侧面，在前后端盖板外部设置有螺母紧固螺母，可将盖板坚固在转子球两端面上。
[0006]进一步的，所述的封闭式电机在电机前后盖轴承内侧部分别设置有一密封件，用以防止电机内部冷却机油泄漏。
[0007]进一步的，所述的冷却油输送变频油栗总成是由CPU控制转速，根据设置在封闭式电机内部定子绕组的热电偶探头的信号值经CPU处理，控制变频油栗总成的栗体工作转速，达到实现改变栗体冷却油流量的输出值目的，以改变封闭式电机的散热效果，实现对封闭式电机的可控散热。
[0008]本发明的优点:采用低粘试耐高压不导电冷却油对封闭式电机内部定转子及绕组进行直接散热冷却，冷却效果好，相对于采用电机外壳夹层油冷式、水冷式以及外壳风冷和内部风冷都具有优良的散热效果。油介质直接冷却比风冷却热含值高，从比热来看，空气的比热(1.003KJ /kg.0C )，水的比热(4.2KJ/kg.°C)，油的比热(2.lKJ/kg.°C)。相比之下水及油的热含值都比空气高，散热关键在于热传导介质和定转子及绕组之间的温差和通过介质的流量以及介质的热含，温差高，流量大，介质的热含高，则散热效果就好，同时在介质流量上是可控的，是由温度探头回馈的信号根据实际使用的要求由CPU控制改变变频油栗的转速达到调整介质流量的办法控制散热效果。但是由于转子工作转动时的冷却油的表面张力会对转子运动过程产生阻力。以22KW永磁电机为例，当转速在2000转/分以下时，液体张力的阻损大于1.3%，这种阻力损失和风冷时的机械损耗相接近，但是若转速高，达到3000转/分时，则损失上升到3.5%，这种阻损是跟转速的平方成正比。因而本技术应用在转速2000转/分以下的大功率低转速电机则效果较好，特别是目前在混合动力汽车上的应用有更好的适用效果，混合动力汽车在高速时采用燃油动力工作，低速时则切换电动驱动。这样，高速时由燃油动力驱动可使动力工作在高效状况，低速时燃油动力则进入低效工况，因而切换电动驱动，此时电驱动则效率又很高，同时又可达到减排的效果。采用介质直接冷却可有效地降低定子的铜损和电机的铁损，对于永磁电机可有效地阻止定子对转子的热辐射，对于异步电机更是解决了转子散热难这一难题，异步电机转子大电流低电压温度高热损耗大，目前还未有有效的解决方法。该发明可实现电机效率高，体积小，重量轻，特别是对于目前纯电动汽车行业的使用有着广泛的运用前景。
【具体实施方式】
[0009]下面结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。
[0010]参考图1、2、3，本实施例工作原理、结构示意图，包括油内循环冷却封闭式电机29，冷却油输送栗总成26，冷却油输送管25，冷却油输送管25分别和冷却油输送栗及封闭式电机出油口 5相连接，冷却油输送变频栗总成26另一出口和冷却油热交换器27的进口相连接，在冷却油热交换器27的另一出口通过输油管25和封闭式电机29的进油口 4相连接，所述的封闭式电机在定子6外径和机壳I由凸筋31支撑其定子和机壳I夹层空间30为冷却油通道；所述的封闭式电机的转子7是由转子轴13和转子球32前盖板14，转子球32后盖板15，转子球32后端盖板平衡块16，转子球32前盖板固定螺母18，转子球前盖板平衡块17，转子球后盖板固定螺母19组合而成，图示2封闭式电机转子结构方法A，所述的转子轴13贯穿转子球32固定，所述的转子球32由铝压铸固定成形，前后端部固定有前盖板14和后盖板15，转子球32以及前盖板14、后盖板15组合成一光滑表面的圆柱体几何状，这样可减少转子转动时由冷却油表面张力引起的阻力损耗；所述的前盖板14、后盖板15分别由转子球前端盖板固定螺母18和转子球后端盖板固定螺母19分别通过转子轴13固定在转子球32两端部，所述的转子球前端盖板14和转子球后端盖板15分别在两端盖板靠转子球32内侧设置有转子球前端盖板平衡块16和转子球后端盖板平衡块17，且平衡块均固定在前后两端盖板上，用以平衡转子的转动惯量，同时由于平衡块设置在内侧，不因平衡块结构形状的特型而产生转子转动时的阻力损耗。图3为封闭式电机转子结构示意图方法B和方法A类似，但区别在于:1、其转子球32的两端面分别设置有转子球前端固定压板23和转子球后端固定压板24，前后端两压板通过转子球32前端固定螺母20和转子球32后端固定螺母2通过螺栓33将转子球32固定；2、转子球前端盖板18和后端盖板19方法A和方法B在结构上有所区别，如图2、图3示，转子球前端固定压板23和后端固定压板24以及转子球前端压板固定螺母19和转子球后端压板固定螺母18及固定螺栓33均设置在转子球前后两端面和转子球前后端两端盖板14、15之间，前后端盖板14、15外沿表面和转子球32外沿表面形成一光滑的圆柱体外沿表面，达到减少转子运动因冷却油张力而引起的阻力。
[0011]实施时，冷却油变频油栗总成26工作，冷却油经冷却油输送管道25经冷却油热交换器27，同时冷却油散热风机的28对冷却油热交换器27进行冷却散热，经冷却后的冷却油经冷却油输送管25进入封闭式电机29冷却油进油口 4进入封闭式电机29内腔后室经冷却油通道30和定转子气隙空间37进入封闭式电机内腔前室，尔后从冷却油出油口 5出，经冷却油输油管25进入冷却油变频油栗总成26，形成一种闭式冷却油循环系统，实现对封闭式电机转子7、定子6及绕组的冷却，设置有温度探头34，可由CPU系统35控制变频油栗总成26的栗体工作转速，根据绕组温度的变化而变化变频油栗转速探测温度高则栗体转速高，反之探测温度低则变频油栗转速低，正常将冷却油出口温度控制在45°C?60°C之间冷却效果好。
【附图说明】
图1为本发明实施例油内循环冷却电机结构原理示意图。
图2为本发明实施例封闭式电机转子结构方法A示意图。
图3为本发明实施例封闭式电机转子结构方法B示意图。
【主权项】
1.一种油内循环冷却电机，包括冷却油输送变频栗总成26，冷却油热交换器27，散热风机28，封闭式电机29，冷却油输送管道25，其特征在于:所述的封闭式电机壳体I上设置有冷却油进口 4和冷却油出口 5，定子6外径和机壳同内径之间设置有冷却通道30，转子7其转子球32的两端面设置有前端盖板14和后端盖板15，与转子球32组合成一光滑的圆柱体外表面，转子轴13在前轴承10和后轴承9的内侧，分别设置有前油封11和后油封36。2.根据权利I所要求的一种油内循环冷却电机，其特征在于:所述的封闭式电机29转子7的转子球32的前端盖板14后端盖板15的内侧面和转子球32两端面相邻处分别设置有固定在前端盖板内侧的平衡块17和固定在后端盖板内侧的平衡块16，在转子球32前端盖板14的外侧设置有前端盖板固定螺母18和轴13相连固定，在转子球32的后端盖板15的外侧设置有后端盖板固定螺母19，和轴13相连固定。3.根据权利I所要求的一种内循环冷却电机，其特征在于:所述的冷却油输送变频油栗总成26是由CPU35控制转速，根据设置在封闭式电机32内部定子6绕组的热电偶探头34的信号值经CPU35处理，控制变频油栗总成26的栗体工作转速，达到实现改变栗体冷却油流量的输出值目的，以改变封闭式电机32的散热效果，实现对封闭式电机32的可控散热。
【专利摘要】一种油内循环冷却电机，包括冷却油输送变频泵总成26，冷却油热交换器27，散热风机28，封闭式电机29，冷却油输送管道25，其特征在于：所述的封闭式电机壳体1上设置有冷却油进口4和冷却油出口5，定子6外径和机壳同内径之间设置有冷却通道30，转子7其转子球32的两端面设置有前端盖板14和后端盖板15，与转子球32组合成一光滑的圆柱体外表面，转子轴13在前轴承10和后轴承9的内侧，分别设置有前油封11和后油封36。
【IPC分类】H02K9/197
【公开号】CN105162288
【申请号】CN201510489519
【发明人】郭自刚, 郭晖, 庄建彬
【申请人】福安市广源机电有限公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年8月12日