半封闭式永磁电机冷却系统技术方案

本发明专利技术属于电机冷却系统技术领域，旨在解决电机在运行环境恶劣的情况下无法既保证冷却效果又确保电机的强磁性转子无铁屑及粉尘进入的问题，提供了一种半封闭式永磁电机冷却系统，包括转子、转轴、机壳、定子铁芯、定子绕组、进风孔、出风孔和转子套筒结构，转子套筒结构套设于转子外侧以对转子和定子进行隔离；进风孔、出风孔分别贯通设置于机壳的端盖；在工作过程中，通过进风孔导入外部的冷却风，流经电机一侧端部的定子绕组、定子铁芯上的冷却通道、电机另一侧端部的定子绕组后，经出风孔流出，以进行半封闭式永磁电机的冷却。本发明专利技术既能防止异物进入转子中，又不影响电机冷却效果。

【技术实现步骤摘要】
半封闭式永磁电机冷却系统
本专利技术属于电机冷却系统
，具体涉及一种半封闭式永磁电机冷却系统。
技术介绍
常规永磁电机的冷却方法主要分为直接冷却(内部冷却)和间接冷却(外部冷却)，而其常用的冷却方式主要包括：1)表面冷却：该冷却方式的散热面积是利用电机机壳的表面，增加散热面积，机壳表面常用冷却翅片，该冷却方式结构简单，适用于封闭式的中小型电机，但其冷却效果有限；2)开启式通风冷却：该冷却方式将冷却介质(一般为空气)直接送入电机内部，介质吸收能量后向周围环境排出，该冷却方式适用于一般清洁、无腐蚀、无爆炸环境下的开启式和防滴式电机，对电机应用场合及环境要求较高；3)密闭通风循环冷却：该冷却方式为一次冷却介质与周围环境隔离自成闭合循环回路，一次冷却介质吸热后通过回路中的冷却器将热量传递给二次冷却介质带出机外，二次冷却介质通常是空气或者水；该冷却结构虽可有效冷却电机，但冷却器体积较大，需占用大量的空间；4)直接介质(水、油等)冷：该冷却方式用水或油等介质作为一次冷却介质直接引入电机的定子或转子空心导体内部，可以显著提高电机的冷却效果，但冷却结构复杂，目前在大型汽轮发电机和水轮发电机及电动汽车等领域均有所应用。但是，不论采用哪种冷却方式，在高速列车或大型车辆牵引等系统中，由于电机运行的环境较为恶劣，现有技术中的冷却结构为了保证永磁电机转子不受铁屑或粉尘影响，往往采用全封闭式进行冷却，导致其结构复杂，严重影响电机冷却效果，制约电机的高功率密度设计；在保证定子良好冷却效果的情况下，采用半封闭式冷却结构，但是无法保证永磁电机转子不受铁屑或粉尘影响，尤其对高速列车等的实际运营，铁屑或粉尘等外部异物的进入严重影响电机轴承、绝缘寿命。
技术实现思路
为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决电机在运行环境恶劣的情况下无法既保证冷却效果又确保电机的强磁性转子无铁屑及粉尘进入的问题，本专利技术提供了一种半封闭式永磁电机冷却系统，包括定子、转子、转轴和机壳，其中，定子包括定子铁芯、定子绕组，定子绕组设置于定子铁芯两端，定子铁芯固设于机壳内壁，该系统还包括进风孔、出风孔和转子套筒结构，所述转子套筒结构套设于所述转子外侧，以对所述转子和所述定子进行隔离；所述进风孔、所述出风孔分别贯通设置于机壳的第一端盖、第二端盖，且所述进风孔、所述出风孔位于所述转子套筒结构和机壳之间；所述进风孔、所述出风孔，以及两者之间的连通空隙构成冷却通道；在工作过程中，设置于所述第一端盖外侧的风冷装置通过所述进风孔导入外部的冷却风，流经电机一侧端部的定子绕组、所述定子铁芯上的冷却通道、电机另一侧端部的定子绕组后，经所述出风孔流出，以进行半封闭式永磁电机的冷却。在一些优选实施例中，所述转子套筒结构包括第一管状结构和第二管状结构，所述第一管状结构的一端设置于所述第一端盖内侧，另一端设置于所述定子铁芯的第一端；所述第二管状结构的一端设置于所述定子铁芯的第二端，另一端设置于所述第二端盖内侧；所述第一管状结构、所述第二管状结构、所述定子铁芯、所述第一端盖与所述第二端盖形成包含所述转子、所述转轴的腔室。在一些优选实施例中，所述第一管状结构包括第一结构和第二结构，所述第二结构设置于所述第一结构远离所述第一端盖的一端；所述第一结构与所述第二结构呈预设角度设置；所述第一结构远离所述第二端盖的端部与所述第一端盖粘结设置，或者，所述第一结构远离所述第二端盖的端部与所述第一端盖卡合设置，或者，所述第一结构远离所述第二端盖的端部与所述第一端盖通过连接件固定连接；所述第二结构远离所述第一端盖的端部与所述定子铁芯的第一端粘结设置，或者，所述第二结构远离所述第一端盖的端部与所述定子铁芯的第一端卡合设置。在一些优选实施例中，所述第一结构远离所述第二结构的一端设置有第一凸起，所述第一凸起远离所述第二结构的侧部与所述第一端盖平行设置，且所述第一凸起与所述转轴的轴线垂直设置；所述第二结构远离所述第一结构的一端设置有第二凸起，所述第二凸起远离所述第一结构的侧部与所述定子铁芯的第一端待连接面平行设置，且所述第二凸起与所述转轴的轴线垂直设置。在一些优选实施中，所述第一凸起包括第一粘结部，所述第二凸起包括第二粘结部，所述第一管状结构通过所述第一粘结部、所述第二粘结部分别固定连接于所述第一端盖内侧、所述定子铁芯的第一端；或者，所述第一凸起包括第一粘结部，所述第二凸起设置有一个或多个第二凸起结构；所述第一端盖的内侧设置有端盖粘结部，所述定子铁芯的第一端设置有一个或多个第二凹槽结构；所述第一管状结构远离所述第二端盖的一端通过所述第一粘结部固定粘结于所述第一端盖内侧，所述第一管状结构远离所述第一端盖的一端通过一个或多个所述第二凸起结构、一个或多个所述第二凹槽结构卡合固定于所述定子铁芯的第一端；或者，所述第一凸起设置有一个或多个第一凸起结构，所述第二凸起设置有一个或多个第二凸起结构；所述第一端盖的内侧设置有一个或多个第一凹槽结构，所述定子铁芯的第一端设置有一个或多个第二凹槽结构；所述第一管状结构远离所述第二端盖的一端通过一个或多个所述第一凸起结构、一个或多个所述第一凹槽结构卡合固定于所述第一端盖内侧，所述第一管状结构远离所述第一端盖的一端通过一个或多个所述第二凸起结构、一个或多个所述第二凹槽结构卡合固定于所述定子铁芯的第一端；或者，所述第一凸起设置有一个或多个第一凹槽结构，所述第二凸起设置有一个或多个第二凹槽结构；所述第一端盖的内侧设置有一个或多个第一凸起结构，所述定子铁芯的第一端设置有一个或多个第二凸起结构；所述第一管状结构远离所述第二端盖的一端通过一个或多个所述第一凹槽结构、一个或多个所述第一凸起结构卡合固定于所述第一端盖内侧，所述第一管状结构远离所述第一端盖的一端通过一个或多个所述第二凹槽结构、一个或多个所述第二凸起结构卡合固定于所述定子铁芯的第一端。在一些优选实施例中，所述第一凸起开设有第一通孔，所述第一通孔的中心轴线与所述转轴的轴线平行设置，所述第二凸起包括第二粘结部；所述第一端盖上开设有第二通孔；所述第一管状结构远离所述第一端盖的一端通过所述第二粘结部固定连接于所述定子铁芯的第一端，所述第一管状结构远离所述第二端盖的一端通过穿设于所述第一通孔、所述第二通孔的连接件固定设置于所述第一端盖；或者，所述第一凸起开设有第一通孔，所述第一通孔的中心轴线与所述转轴的轴线平行设置，所述第一端盖上开设有第二通孔；所述第二凸起设置有第二卡合部，所述定子铁芯的第一端设置有第一卡合部；所述第一管状结构远离所述第二端盖的一端通过穿设于所述第一通孔、所述第二通孔的连接件固定设置于所述第一端盖，另一端通过所述第二卡合部、所述第一卡合部固定卡合设置于所述定子铁芯的第一端。在一些优选实施例中，所述第一管状结构包括第一结构、第二结构和第三结构，所述第一结构设置于所述第二结构远离所述第二端盖的一端，所述第三结构设置于所述第二结构远离所述第一端盖的一端；所述第一结构、所述第三结构分别与所述第二结构呈预设角度设置；所述第二结构的内侧壁到所述转轴的轴线的距离小本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半封闭式永磁电机冷却系统，包括定子、转子、转轴和机壳，其中，定子包括定子铁芯、定子绕组，定子绕组设置于定子铁芯两端，定子铁芯固设于机壳内壁，其特征在于，该系统还包括进风孔、出风孔和转子套筒结构，所述转子套筒结构套设于所述转子外侧，以对所述转子和所述定子进行隔离；所述进风孔、所述出风孔分别贯通设置于机壳的第一端盖、第二端盖，且所述进风孔、所述出风孔位于所述转子套筒结构和机壳之间；所述进风孔、所述出风孔，以及两者之间的连通空隙构成冷却通道；/n在工作过程中，设置于所述第一端盖外侧的风冷装置通过所述进风孔导入外部的冷却风，流经电机一侧端部的定子绕组、所述定子铁芯上的冷却通道、电机另一侧端部的定子绕组后，经所述出风孔流出，以进行半封闭式永磁电机的冷却。/n

【技术特征摘要】
1.一种半封闭式永磁电机冷却系统，包括定子、转子、转轴和机壳，其中，定子包括定子铁芯、定子绕组，定子绕组设置于定子铁芯两端，定子铁芯固设于机壳内壁，其特征在于，该系统还包括进风孔、出风孔和转子套筒结构，所述转子套筒结构套设于所述转子外侧，以对所述转子和所述定子进行隔离；所述进风孔、所述出风孔分别贯通设置于机壳的第一端盖、第二端盖，且所述进风孔、所述出风孔位于所述转子套筒结构和机壳之间；所述进风孔、所述出风孔，以及两者之间的连通空隙构成冷却通道；
在工作过程中，设置于所述第一端盖外侧的风冷装置通过所述进风孔导入外部的冷却风，流经电机一侧端部的定子绕组、所述定子铁芯上的冷却通道、电机另一侧端部的定子绕组后，经所述出风孔流出，以进行半封闭式永磁电机的冷却。


2.根据权利要求1所述的半封闭式永磁电机冷却系统，其特征在于，所述转子套筒结构包括第一管状结构和第二管状结构，所述第一管状结构的一端设置于所述第一端盖内侧，另一端设置于所述定子铁芯的第一端；所述第二管状结构的一端设置于所述定子铁芯的第二端，另一端设置于所述第二端盖内侧；所述第一管状结构、所述第二管状结构、所述定子铁芯、所述第一端盖与所述第二端盖形成包含所述转子、所述转轴的腔室。


3.根据权利要求2所述的半封闭式永磁电机冷却系统，其特征在于，所述第一管状结构包括第一结构和第二结构，所述第二结构设置于所述第一结构远离所述第一端盖的一端；所述第一结构与所述第二结构呈预设角度设置；
所述第一结构远离所述第二端盖的端部与所述第一端盖粘结设置，或者，所述第一结构远离所述第二端盖的端部与所述第一端盖卡合设置，或者，所述第一结构远离所述第二端盖的端部与所述第一端盖通过连接件固定连接；
所述第二结构远离所述第一端盖的端部与所述定子铁芯的第一端粘结设置，或者，所述第二结构远离所述第一端盖的端部与所述定子铁芯的第一端卡合设置。


4.根据权利要求3所述的半封闭式永磁电机冷却系统，其特征在于，所述第一结构远离所述第二结构的一端设置有第一凸起，所述第一凸起远离所述第二结构的侧部与所述第一端盖平行设置，且所述第一凸起与所述转轴的轴线垂直设置；
所述第二结构远离所述第一结构的一端设置有第二凸起，所述第二凸起远离所述第一结构的侧部与所述定子铁芯的第一端待连接面平行设置，且所述第二凸起与所述转轴的轴线垂直设置。


5.根据权利要求4所述的半封闭式永磁电机冷却系统，其特征在于，所述第一凸起包括第一粘结部，所述第二凸起包括第二粘结部，所述第一管状结构通过所述第一粘结部、所述第二粘结部分别固定连接于所述第一端盖内侧、所述定子铁芯的第一端；或者，
所述第一凸起包括第一粘结部，所述第二凸起设置有一个或多个第二凸起结构；所述第一端盖的内侧设置有端盖粘结部，所述定子铁芯的第一端设置有一个或多个第二凹槽结构；所述第一管状结构远离所述第二端盖的一端通过所述第一粘结部固定粘结于所述第一端盖内侧，所述第一管状结构远离所述第一端盖的一端通过一个或多个所述第二凸起结构、一个或多个所述第二凹槽结构卡合固定于所述定子铁芯的第一端；或者，
所述第一凸起设置有一个或多个第一凸起结构，所述第二凸起设置有一个或多个第二凸起结构；所述第一端盖的内侧设置有一个或多个第一凹槽结构，所述定子铁芯的第一端设置有一个或多个第二凹槽结构；所述第一管状结构远离所述第二端盖的一端通过一个或多个所述第一凸起结构、一个或多个所述第一凹槽结构卡合固定于所述第一端盖内侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊斌，阮琳，崔刚，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11