一种电机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电机，所述电机的定子铁芯的内表面封装有绝缘套筒(11)、其两侧面封装有侧壁(12)，所述绝缘套筒(11)、两个所述侧壁(12)和所述电机的壳体形成密封腔(13)，所述密封腔(13)下部封装有淹没所述定子铁芯的蒸发冷却介质(17)、上部设有轴向贯穿所述密封腔(13)的冷凝管(14)；所述电机的定子铁芯和转子之间的气隙(3)为楔形气隙(3)，所述转子铁芯(2)设有至少一个轴向贯穿的通风沟(21)；所述定子铁芯还设有至少一个轴向贯穿所述密封腔(13)的通风管(15)。这种结构的电机能够增强对转子的冷却效果。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电子设备
，尤其涉及一种电机。
技术介绍
三相异步电动机、开关磁阻电机等属于冶炼、矿山、机械、纺织、航空、家用电器、汽车等广泛领域中十分重要的驱动设备，属于卧式结构(即定、转子铁芯的转轴是水平放置的)，大多数处于连续运行方式。电机的发热部件主要集中于定子和转子，以现阶段的电机冷却技术来看，蒸发冷却技术能够解决发热最严重的定子冷却问题，剩下部分的发热部件主要集中于旋转的转子铁芯与绕组(开关磁阻电机无转子绕组)。如果转子冷却解决不好，仍然会严重影响到电机的正常运行。关于转子冷却的问题，申请号为201010536084.2的专利公开了一种较好的发动机风冷却结构，如图1所示(为了清楚表示气流方向，该图将气隙的宽度放大了数倍)，该电机的定子铁芯P、转子2'之间的气隙3'内放置一个绝缘套筒11'，该套筒紧贴定子铁芯P内壁，与转子2'表面离开一定距离，保证转子2'正常可靠地旋转，再在定子铁芯Ir两端各增加一个侧壁12'，与定子铁芯P内表面的绝缘套筒IP装配成一体，进而形成将定子铁芯P整体密封腔13'。在定子铁芯I'的密封腔13'的上部沿圆周均匀布置若干个冷凝管14'，冷凝管14'横穿过密封腔13'体两端的侧壁12'，在接触处牢固的焊接在一起，则冷凝管If被分成两部分，一部分位于定子铁芯P的密封腔13'体内，一部分位于该密封腔13'体外、电机机壳4'内，冷凝管14'的两侧出口与外界相通。电机运行前，将常温下为液态的蒸发冷却介质15'从位于机座底处的阀门罐入定子铁芯P的密封腔13'内，充液面没过定子铁芯P外壁，如图1所示，保证将定子铁芯Ir整体完全浸泡，充液面还需要与冷凝管14'之间留有足够的空间距离，即传热学中的蒸发空间。电机运行过程中，定子铁芯P整体因各种损耗产生大量的热，加热了腔体内的蒸发冷却介质15 ^，介质不断吸热，温度不断升高，当达到沸点温度时开始沸腾换热，此时吸收热量的能力是最强的，沸腾后呈气态的介质因密度变小而不断上升，遇到上部的冷凝管14'，与冷凝管14'内的外界冷风(或水)进行热量交换后，介质又被冷凝成液态，从冷凝管14'外壁滴落回液体表面，这样能够源源不断地通过蒸发冷却介质15'与冷凝管14'中的外界空气(或水)，将定子铁芯P发出的热量及时散到电机的外部，形成自循环蒸发冷却过程。上述定子铁芯P密封套筒IP与定子铁芯P内径紧贴后，与转子2'之间形成的是锥度不超过5°的楔形气隙3'，如图1中的箭头所示，该楔形气隙3'造成电机内定子铁芯P密封腔13'体以外的气流由楔形气隙3'的小口流向大口，再经过上部冷凝管14'流回到转子2'上的通风沟21'，流出通风沟21'后再经过冷凝管14'后重新回到楔形气隙Y的小口端。即使这样，上述风冷却结构还是不理想，原因在于以下两个方面:第一、从楔形气隙3'的大口端流出的热风仅仅通过上部冷凝管14'两侧的很短一段，与冷凝管14'之间进行热交换的效率并不高；第二、因为定子铁芯P采用整体密封，将定子铁芯P侧风路全部封锁，则该冷却后的风只能从位于转子2'上的通风沟21'流回楔形气隙3'的小口端，才能循环起来。而转子2'是高速旋转的，导致通风沟21'高速旋转，影响到抽风压头的形成，使得冷却后的风不能及时被全部抽到通风沟21'内，进而影响到风速的大小与风的循环效果。有鉴于此，亟待针对上述技术问题，对现有技术中的电机做进一步优化设计，进一步提尚对电机转子的冷却效果。
技术实现思路
本技术的目的为提供一种电机，该电机能通过其定子上开设的轴向通风管提高电机转子的冷却效果。为解决上述技术问题，本技术提供一种电机，所述电机的定子铁芯的内表面封装有绝缘套筒、其两侧面封装有侧壁，所述绝缘套筒、两个所述侧壁和所述电机的壳体形成密封腔，所述密封腔下部封装有淹没所述定子铁芯的蒸发冷却介质、上部设有轴向贯穿所述密封腔的冷凝管；所述电机的定子铁芯和转子之间的气隙为楔形气隙，所述转子铁芯设有至少一个轴向贯穿的通风沟；所述定子铁芯还设有至少一个轴向贯穿所述密封腔的通风管。采用上述结构，定子密封后，其密封用的绝缘套筒紧贴在定子内表面上，与转子外表面形成锥度不超过5°的楔形气隙，根据流体运动学理论与科氏力理论，在该楔形气隙内产生由小口端流向大口端的风压。在电机起动与运行期间，转子产生热量，机壳内的风由该楔形气隙的小口端流向大口端的过程中吸收转子的热量，与此同时，机壳内的风还可以从转子通风沟的小口端流向其大口端，而在大口出风口处变成温度较高的热风。从楔形气隙流出的热风，分成两部分:对于转轴的上半部分，因热风密度小而上升遇到定子侧的通风管后，由该通风管两侧的气压差，压入定子侧的通风管，而不必再上升到冷凝管的位置进行冷却，热风进入定子侧的通风管后，由于该通风管处于定子铁芯上，正好被定子密封腔体内的液态蒸发冷却介质浸泡，则该通风管内的热风与管外的液态蒸发冷却介质进行充分的热交换，通风管流出的风再重新流回楔形气隙和转子通风沟的小口端处。对于转轴的下半部分，尽管热风的密度小而有一部分的热风向上运动，但是由于定子侧通风管两侧形成的压差较大，再加上热风从楔形气隙及转子通风沟被甩出后受到较大的离心力的作用，仍然有一大部分的热风被抽向位于转子下面的定子侧通风管里，从该通风管流出后的风的大部分向上运动也有一部分流回位于转子轴下面的楔形气隙和转子通风沟的小口端处。大量的试验测试结果显示，由转子加热后的热风温度往往在70°?90°C之间，定子密封腔体内的液态蒸发冷却介质的温度一般维持在50°C左右，这样热风将其热量传递给液态蒸发冷却介质，流出定子侧通风管后的风的温度一般在50°?60°C之间，这些风的大部分上升到上部冷凝管处，再与冷凝管进行热交换，冷却后的风顺着机壳流回到楔形气隙的小口端、通风沟的小口端，到了这个位置的风的温度一般在30°?35°C之间，然后再进入下一次流动，如此不断循环起来，使得机壳内的风始终是循环流动的，实现转子侧冷却。尽管还有部分的风一时接触不到最上部的冷凝管，但由于转子是不断高速旋转的，转子上的通风沟与楔形气隙的位置也是高速变化的，所以，机壳内热风的热量处于不间断地被蒸发冷却介质与冷凝管带走的状态中，其风速与风流量比现有技术中的结构要至少大3倍，冷却效果十分明显。优选地，所述通风管位于所述定子铁芯的轭部上。优选地，所述定子铁芯为叠压铁芯，所述叠压铁芯设有轴向通风通道，所述通风管套装固定于所述通风通道中。优选地，所述通风管的壁厚小于或等于2mm。优选地，所述通风管为铜管或者陶瓷管。优选地，所述通风管的数目为多个，多个所述通风管沿所述定子铁芯端面的同一圆周均匀分布；所述通风沟的数目也为多个，多个所述通风沟沿所述转子铁芯端面的同一圆周均勾分布。【附图说明】图1为专利CN201010536084公开的转子风冷却结构的结构示意图和风向流动分布图；图2为本技术所提供电机的一种【具体实施方式】的结构示意图和风向流动分布图；图3为图2中电机的定子铁芯片的结构示意图；图4为图3中定子铁芯片叠压后的定子铁芯与通风管的装配图；图5、图6分别为图4所示通风管的主视图、侧视图；图7为图2中封装定子铁芯的侧壁图。其中，图1中的附图标记与部件名称之间的对应关系为:定子铁芯I';套筒11';本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机，所述电机的定子铁芯的内表面封装有绝缘套筒(11)、其两侧面封装有侧壁(12)，所述绝缘套筒(11)、两个所述侧壁(12)和所述电机的壳体形成密封腔(13)，所述密封腔(13)下部封装有淹没所述定子铁芯的蒸发冷却介质(17)、上部设有轴向贯穿所述密封腔(13)的冷凝管(14)；所述电机的定子铁芯和转子之间的气隙(3)为楔形气隙(3)，所述转子铁芯(2)设有至少一个轴向贯穿的通风沟(21)；其特征在于，所述定子铁芯还设有至少一个轴向贯穿所述密封腔(13)的通风管(15)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：栾茹，
申请(专利权)人：北京建筑大学，
类型：新型
国别省市：北京;11