一种永磁电机的散热结构制造技术

本发明专利技术公开了一种永磁电机的散热结构，包括电机组件，所述电机组件外部套设有机壳，所述机壳与电机组件之间设置有渐缩式散热风道，所述电机组件包括有散热扇；所述电机组件外部设置有液冷通道；所述散热风道的气流流向与液冷通道的液体流向相反。流向相反的液冷通道与散热风道已能够提高对流效果，增加气流散热的同时，利用气流流动性携带更多的冷却液收集的热量，进一步提升热传导效率，通过增加辐射散热效率、传导散热效率、对流散热效率，从而显著提升散热效果。提升散热效果。提升散热效果。

【技术实现步骤摘要】
一种永磁电机的散热结构


[0001]本专利技术涉及电机制造
，尤其是涉及一种永磁电机的散热结构。

技术介绍

[0002]永磁电机具有结构简单、体积小、重量轻、损耗小、效率高、功率因数高及调速范围宽等优点，主要用于要求响应快速、调速范围宽的以及准确定位的应用场景。但由于其响应快，转速需求广，在工作时，其内部零件会产生大量的热量。其产生热量的原因主要为电机正常工作时会出现因电流通过绕组时因电阻产生的损耗和因为铁芯产生的铁损，这些损耗会使得电能转换为热能散发出去。除此之外，在工作过程中高速的机械运动也会因机械构件之间的摩擦产生一定的损耗，这些损耗会转换为热量传播到电机构件和外界中。由于电机的结构所限，这些热量会不断累积，使得电机内部的温度逐渐升高，从而影响电机内部零件的工作性能和工作寿命。除此之外，功率密度增大会使得电机热负荷增加，能否处理热负荷问题成为限制电机功率密度增大的重要因素。
[0003]目前大功率电机普遍散热方式为利用对流换热的单一方式，一般均在机壳内设计流道，定子绕组产生的热量通过铁芯、机壳，再通过流道中的水带走。如申请号为CN201821407247.5的一种散热效果佳的大功率电机，包括电机本体、电机架、螺栓、气罩、散热管和电源线，所述电机本体底端的四角均固定有电机架，所述电机本体的外壁安装有散热管，且散热管安装有多组，所述电机本体与散热管的连接处开设有通孔，所述散热管内部的左端安装有开口橡胶皮，所述电机本体底端的中部安装有气罩，所述气罩的底端连通有固板壳，所述气罩的内部安装有风机，所述电机本体右端连接有电源线。
[0004]上述方案虽然利用散热管配合风机对电机本体进行散热，但是该方案散热方式单一，针对功率密度较高的电机难以满足散热需求，无法适配高功率密度电机实现高效散热。

技术实现思路

[0005]针对
技术介绍
中提到的现有技术中高功率密度电机的散热方式单一，散热效果不理想的问题，本专利技术提供了一种永磁电机的散热结构，通过优化电机散热方案显著提升高功率密度电机的散热效果，降低热量负荷对电机性能提升的限制。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种永磁电机的散热结构，包括电机组件，所述电机组件外部套设有机壳，所述机壳与电机组件之间设置有渐缩式散热风道，所述电机组件包括有散热扇；所述电机组件外部设置有液冷通道；所述散热风道的气流流向与液冷通道的液体流向相反。所述渐缩式散热风道能够将散热扇提供的气流进行流速提升，以此提升散热效率，而流向相反的液冷通道与散热风道已能够提高对流效果，增加气流散热的同时，利用气流流动性携带更多的冷却液收集的热量，进一步提升热传导效率，通过增加辐射散热效率、传导散热效率、对流散热效率，从而显著提升散热效果。
[0007]进一步的，所述电机组件包括定子和转子，所述转子包括横贯于机壳设置的转子
轴，所述渐缩式散热风道的端面设置有过滤层。所述散热扇通过转子轴带动，随转子高速转动，并利用过滤层保证气流清洁度，避免杂质影响电机内部运行。
[0008]作为优选，所述转子轴上与散热扇之间设置有变速箱，所述变速箱内设置有控制模块。所述变速箱能够将根据控制模块指令切换档位从而调节散热扇的转速，当电机实际工作负荷高于60%额定负荷时，散热扇可切换为高速挡提高散热效率；而实际工作负荷低于60%额定负荷，散热扇则可切换为普速挡降低能耗。散热扇的具体工作模式可以通过预设工作参数进行设计。
[0009]作为优选，所述渐缩式散热风道包括渐缩式进气口，所述散热扇设置于渐缩式进气口处；所述渐缩式散热风道还包括有渐缩式出气口，所述渐缩式进气口与渐缩式出气口组成二次加速系统。气流自渐缩式进气口进入，穿过电机组件后从渐缩式出气口离开，气流通过渐缩式进气口时压强降低流速增加，再通过渐缩式出气口二次加速，使得整个渐缩式散热风道有效提升气流流通速度，从而增加对流散热效果。
[0010]进一步的，所述渐缩式进气口的最小直径大于定子的外径，所述渐缩式出气口的最大直径等于定子的内径。渐缩式进气口的最小直径大于定子外径，能够确保定子外部的气流流径稳定，有效对电机组件整体进行散热；而渐缩式出气口的最大外径等于定子的内径，则能确保机壳内气流的平顺性，避免干涉影响流速而降低散热效果。
[0011]作为优选，所述液体流道设置于机壳内壁上，所述液体流道包括若干沿电机轴向设置的子流道，液体流道靠近转子的区域具有更大的子流道密度。所述液体流道用于冷却液通过电机组件并收集热量进行散热，而靠近转子区域的子流道密度更大，能够更为有效的搜集热源热量，从而进一步提升散热效率。
[0012]作为优选，所述液体流道连接有液冷组件，所述液冷组件包括输液泵和连通于液体流道的储液箱，所述控制模块电连接于输液泵。输液泵将储液箱内液体泵至液体流道中进行热量捕捉携带，并再通过远端储液箱收集，必要时进行冷却液循环实现稳定散热，而穿过机壳的液冷通道既能有效捕捉热量并辐射散热，同时能够配合散热风道进行对流散热。
[0013]所述机壳内壁设置有内肋，所述内肋包括呈环形分布在机壳内壁上的环形肋。所述内肋用于提升机壳结构强度，并增加机壳内壁与散热气流接触面积，从而提升机壳传导散热效果，环形肋沿机壳内壁周向分布，显著提升内壁结构层次性。
[0014]所述内肋还包括若干沿机壳轴向分布的直肋，机壳内壁对应转子的区域上直肋的分布密度高于非转子区域上直肋的分布密度。密度不同的直肋既能够有效提升转子附近的气流接触面积。
[0015]所述机壳内壁上设置有散热涂层。散热涂层为高对流换热系数/高辐射换热系数涂层，能够进一步提升热量交换效率，从而增加传导散热效果。
[0016]因此，本专利技术具有如下有益效果：（1）通过优化电机散热方案显著提升高功率密度电机的散热效果，降低热量负荷对电机性能提升的限制；（2）流向相反的液冷通道与散热风道已能够提高对流效果，增加气流散热的同时，利用气流流动性携带更多的冷却液收集的热量，进一步提升热传导效率，通过增加辐射散热效率、传导散热效率、对流散热效率，从而显著提升散热效果；（3）内肋用于提升机壳结构强度，并增加机壳内壁与散热气流接触面积，从而提升机壳传导散热效果，环形肋沿机壳内壁周向分布，显著提升内壁结构层次性。
附图说明
[0017]图1为本专利技术的结构示意图。
[0018]图2为实施例2中机壳的半剖展开图。
[0019]图中：100渐缩式散热风道、101渐缩式进气口、102渐缩式出气口、1机壳、2散热扇、3液冷通道、4定子、5转子、51转子轴、52过滤层、6变速箱、7储液箱、71输液泵、8散热涂层，9环形肋、91直肋。
具体实施方式
[0020]下面结合附图与具体实施方式对本专利技术做进一步的描述。所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0021]实施例1如图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种永磁电机的散热结构，包括电机组件，其特征在于，所述电机组件外部套设有机壳，所述机壳与电机组件之间设置有渐缩式散热风道，所述电机组件包括有散热扇；所述电机组件外部设置有液冷通道；所述散热风道的气流流向与液冷通道的液体流向相反。2.根据权利要求1所述的一种永磁电机的散热结构，其特征在于，所述电机组件包括定子和转子，所述转子包括横贯于机壳设置的转子轴，所述渐缩式散热风道的端面设置有过滤层。3.根据权利要求2所述的一种永磁电机的散热结构，其特征在于，所述转子轴上与散热扇之间设置有变速箱，所述变速箱内设置有控制模块。4.根据权利要求1所述的一种永磁电机的散热结构，其特征在于，所述渐缩式散热风道包括渐缩式进气口，所述散热扇设置于渐缩式进气口处；所述渐缩式散热风道还包括有渐缩式出气口，所述渐缩式进气口与渐缩式出气口组成二次加速系统。5.根据权利要求4所述的一种永磁电机的散热结构，其特征在于，所述渐缩式进气口的最小直径大于定子的外径，所述渐缩式出气...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡贞，张冬冬，汪炳辰，郭平辉，乙加伟，武新章，
申请(专利权)人：浙江超精电机科技有限公司，
类型：发明
国别省市：