电机转子冷却系统和方法技术方案

一种电机，其具有转子、定子和壳体。转子包括径向安装的永久磁体阵列，并且定子包括围绕转子径向定位的多个电磁体。该电机包括流体通路，该流体通路包括由定子包围并定位在所述转子和壳体之间的第一空腔和第二空腔。所述流体通路还包括定子和转子之间的气隙以及延伸穿过所示转子的多个通风通道。所述气隙和通风通道与第一空腔和第二腔体流体连通。所述转子还包括延伸到第一空腔或第二空腔中的内部风扇。当使转子相对于定子旋转时，所述风扇使空气或其他流体流通通过所述流体通路以冷却转子。其他流体流通通过所述流体通路以冷却转子。其他流体流通通过所述流体通路以冷却转子。

【技术实现步骤摘要】
电机转子冷却系统和方法
[0001]分案申请声明
[0002]本申请是2018年05月18日提交的、专利技术名称为“电机转子冷却系统和方法”、申请号为201810482695.X的中国专利技术专利申请的分案申请。


[0003]本专利技术大体上涉及用于冷却电机(例如电动机或发电机)的转子的方法、系统和装置。更具体地，本专利技术涉及永磁(PM)电机的转子的冷却。

技术介绍

[0004]在商业和工业应用中使用的电机通常需要在100％的适用额定功率下运行，超过了通常是60000小时的使用寿命。因此，在商业或工业环境中使用的电动机或其他电机必须既可靠又通用。机器的可靠性和使用寿命可能受到许多因素的影响，包括但不限于：1)导致热致部件失效的高温操作；2)振动、加热、摩擦、不平衡操作、污染、不适当的材料选择或引起机械诱发组件失效的其他原因；或3)电介质故障导致电气短路或由于热量、不适当的材料选择或其他原因引起的开路。
[0005]电机通常配备有机械冷却系统，例如风扇以及罩，所述罩配置为将空气引导到浇铸在机器壳体中的散热片上。许多此类设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电机转子，包括：轴；转子背部组件，所述转子背部组件围绕所述轴的一部分；以及多个永久磁体，所述多个永久磁体以距所述轴相等的径向距离围绕所述转子背部组件分布；间隙，所述间隙位于两个相邻的永久磁体之间；热传导材料，所述热传导材料填充位于所述两个相邻的永久磁体之间的所述间隙，其中，所述热传导材料在所述两个相邻的永久磁体之间与所述转子背部组件接触；以及热传递结构，所述热传递结构与所述热传导材料热连通，并延伸到所述热传导材料的外表面之外，以将热量从所述电机转子转移。2.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，还包括多个风扇叶片，所述多个扇叶形成在所述转子背部组件的外表面中。3.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，还包括一个或多个通风通道，所述一个或多个通风通道延伸穿过所述转子背部组件。4.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述转子背部组件包括多个叠片，其中，每个叠片通过绝缘材料与相邻的叠片隔离开。5.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述多个永久磁体中的至少一个永久磁体包括堆叠的叠片，其中，每个叠片包括稀土磁性材料。6.一种电机转子，包括：轴；转子背部组件，所述转子背部组件围绕所述轴的一部分；以及多个永久磁体，所述多个永久磁体围绕所述转子背部组件径向定位，其中，所述多个永久磁体中的至少一个永久磁体包括堆叠的叠片，每个叠片包括稀土磁性材料。7.根据权利要求6所述的电机转子，其特征在于，至少一个叠片通过绝缘材料与另一叠片隔离开。8.根据权利要求6所述的电机转子，其特征在于，还包括：间隙，所述间隙位于两个相邻的永久磁体之间；以及热传导材料，所述热传导材料填充位于所述两个相邻的永久磁体之间的所述间隙，所述热传导材料在所述两个相邻的永久磁体之间与所述转子背部组件接触。9.根据权利要求8所述的电机转子，其特征在于，所述热传导材料包括掺杂有添加剂的聚合物以增强导热率。10.根据权利要求9所述的电机转子，其特征在于，所述添加剂包括氮化硼、碳化硅、二氧化硅、氧化铝、铝、铜、其他金属、其他金属氧化物、陶瓷和石墨烯中的一种或多种。11.根据权利要求9所述的电机转子，其特征在于，所述添加剂包括悬浮的球形颗粒或悬浮的径向取向颗粒中的一种或多种。12.根据权利要求6所述的电机转子，其特征在于，所述转子背部组件包括位于所述转子背部组件和导热转子密封剂的与所述转子背部组件接触的表面之间的界面处的一个或多个狭槽、凹槽、键槽、粗糙化表面、孔或突起。13.根据权利要求6所述的电机转子，其特征在于，还包括热传递结构，所述热传递结构
与所述热传导材料热连通。14.根据权利要求6所述的电机转子，其特征在于，还包括导热带，所述导热带围绕所述多个永久磁体中的每个永久磁体的外表面。15.根据权利要求14所述的电机转子，其特征在于，所述导热带包括多个钢带。16.根据权利要求6所述的电机转子，其特征在于，还包括多个风扇叶片，所述多个扇叶形成在所述转子背部组件的外表面中。17.根据权利要求6所述的电机转子，其特征在于，还包括一个或多个通风通道，所述一个或多个通风通道延伸穿过所述转子背部组件。18.一种电机转子，包括：轴；转子背部组件，所述转子背部组件围绕所述轴的一部分；以及多个永久磁体，所述多个永久磁体以距所述轴相等的径向距离围绕所述转子背部组件分布，其中，所述多个永久磁体中的至少一个永久磁体包括堆叠的叠片，每个叠片包括稀土磁性材料；间隙，所述间隙位于两个相邻的永久磁体之间；热传导材料，所述热传导材料填充位于所述两个相邻的永久磁体之间的所述间隙，所述热传导材料在所述两个相邻的永久磁体之间与所述转子背部组件接触；以及热传递结构，所述热传递结构与所述热传导材料热连通，并延伸到所述热传导材料的外表面之外，以将热量从所述电机转子转移。19.根据权利要求18所述的电机转子，其特征在于，至少一个叠片通过绝缘材料与另一叠片隔离开。20.根据权利要求18所述的电机转子，其特征在于，所述热传导材料包括掺杂有添加剂的聚合物以增强导热率。21.根据权利要求20所述的电机转子，其特征在于，所述添加剂包括氮化硼、碳化硅、二氧化硅、氧化铝、铝、铜、其他金属、其他金属氧化物、陶瓷和石墨烯中的一种或多种。22.根据权利要求20所述的电机转子，其特征在于，所述添加剂包括悬浮的球形颗粒或悬浮的径向取向颗粒中的一种或多种。23.根据权利要求18所述的电机转子，其特征在于，所述转子背部组件包括位于所述转子背部组件和导热转子密封剂的与所述转子背部组件接触的表面之间的界面处的一个或多个狭槽、凹槽、键槽、粗糙化表面、孔或突起。24.根据权利要求18所述的电机转子，其特征在于，还包括导热带，所述导热带围绕所述多个永久磁体中的每个永久磁体的外表面。25.根据权利要求18所述的电机转子，其特征在于，还包括多个风扇叶片，所述多个扇叶形成在所述转子背部组件的外表面中。26.根据权利要求18所述的电机转子，其特征在于，还包括一个或多个通风通道，所述一个或多个通风通道延伸穿过所述转子背部组件。27.根据权利要求19所述的电机转子，其特征在于，所述热传导材料包括掺杂有添加剂的聚合物以增强导热率。28.根据权利要求27所述的电机转子，其特征在于，所述添加剂包括氮化硼、碳化硅、二
氧化硅、氧化铝、铝、铜、其他金属、其他金属氧化物、陶瓷和石墨烯中的一种或多种。29.根据权利要求27所述的电机转子，其特征在于，所述添加剂包括悬浮的球形颗粒或悬浮的径向取向颗粒中的一种或多种。30.根据权利要求19所述的电机转子，其特征在于，所述转子背部组件包括位于所述转子背部组件和导热转子密封剂的与所述转子背部组件接触的表面之间的界面处的一个或多个狭槽、凹槽、键槽、粗糙化表面、孔或突起。31.根据权利要求19所述的电机转子，其特征在于，还包括导热带，所述导热带围绕所述多个永久磁体中的每个永久磁体的外表面。32.根据权利要求31所述的电机转子，其特征在于，所述导热带包括多个钢带。33.一种电机转子，包括：轴，所述轴包括热传导轴芯材料，所述热传导轴芯材料具有与所述轴的围绕热传导轴芯的部分不同的成分；转子背部组件，所述转子背部组件围绕所述轴的一部分；以及多个永久磁体，所述多个永久磁体围绕所述转子背部组件径向定位。34.根据权利要求33所述的电机转子，其特征在于，还包括多个风扇叶片，所述多个扇叶形成在所述转子背部组件的外表面中。35.根据权利要求33所述的电机转子，其特征在于，还包括一个或多个通风通道，所述一个或多个通风通道延伸穿过所述转子背部组件。36.根据权利要求33所述的电机转子，其特征在于，所述转子背部组件包括多个叠片，其中，每个叠片通过绝缘材料与相邻的叠片隔离开。37.根据权利要求33所述的电机转子，其特征在于，所述多个永久磁体中的至少一个永久磁体包括堆叠的叠片，其中，每个叠片包括稀土磁性材料。38.根据权利要求37所述的电机转子，其特征在于，至少一个叠片通过绝缘材料与另一叠片隔离开。39.根据权利要求33所述的电机转子，其特征在于，还包括：间隙，所述间隙位于两个相邻的永久磁体之间；以及热传导材料，所述热传导材料填充位于所述两个相邻的永久磁体之间的所述间隙，所述热传导材料在所述两个相邻的永久磁体之间与所述转子背部组件接触。40.根据权利要求39所述的电机转子，其特征在于，所述热传导材料包括掺杂有添加剂的聚合物以增强导热率。41.根据权利要求40所述的电机转子，其特征在于，所述添加剂包括氮化硼、碳化硅、二氧化硅、氧化铝、铝、铜、其他金属、其他金属氧化物、陶瓷和石墨烯中的一种或多种。42.根据权利要求40所述的电机转子，其特征在于，所述添加剂包括悬浮的球形颗粒或悬浮的径向取向颗粒中的一种或多种。43.根据权利要求39所述的电机转子，其特征在于，所述转子背部组件包括位于所述转子背部组件和导热转子密封剂的与所述转子背部组件接触的表面之间的界面处的一个或多个狭槽、凹槽、键槽、粗糙化表面、孔或突起。44.根据权利要求39所述的电机转子，其特征在于，还包括热传递结构，所述热传递结构与所述热传导材料热连通。
45.根据权利要求33所述的电机转子，其特征在于，还包括导热带，所述导热带围绕所述多个永久磁体中的每个永久磁体的外表面。46.根据权利要求45所述的电机转子，其特征在于，所述导热带包括多个钢带。47.根据权利要求33所述的电机转子，其特征在于，还包括：壳体，所述壳体支撑所述轴；至少一个轴轴承，所述至少一个轴轴承安装至所述壳体；以及轴承密封件，所述轴承密封件附接至所述轴轴承，其中，所述轴承密封件包括导热率比所述轴轴承更大的材料。48.根据权利要求47所述的电机转子，其特征在于，内部轴芯在所述轴与所述轴轴承接触的位置处朝向所述轴的外表面延伸。49.根据权利要求47所述的电机转子，其特征在于，所述至少一个轴轴承能够从所述壳体的外表面移除而无需打开所述壳体。50.根据权利要求47所述的电机转子，其特征在于，所述壳体包括附接至外部部分的一个或多个热传导支脚。51.根据权利要求50所述的电机转子，其特征在于，所述热传导支脚包括定位在所述热传导支脚和安装表面之间的单独的热传递材料。52.根据权利要求47所述的电机转子，其特征在于，所述壳体限定全封闭的不通风壳体。53.一种冷却电机的方法，包括：提供带有转子的电机，所述转子包括：轴；转子背部组件，所述转子背部组件围绕所述轴的一部分；多个永久磁体，所述多个永久磁体围绕所述转子背部组件径向定位；转子风扇，所述转子风扇包括多个风扇叶片，所述多个扇叶形成在所述转子背部组件的外表面中；以及一个或多个通风通道，所述一个或多个通风通道延伸穿过所述转子背部组件；将热量从所述永久磁体传导至所述转子背部组件；以及通过利用所述转子风扇使流体在所述一个或多个通风通道循环，从所述转子背部组件输出热量。54.根据权利要求53所述的方法，其特征在于，还包括：提供围绕所述转子背部组件的壳体；以及通过将所述流体与所述壳体接触，将热量从所述转子背部组件输出至所述壳体。55.根据权利要求54所述的方法，其特征在于，还包括：提供一个或多个热传递结构，所述一个或多个热传递结构与所述转子背部组件和所述多个永久磁体中的至少一者热接触；通过使所述一个或多个热传递结构接触所述流体，从所述转子背部组件输出热量。56.根据权利要求53所述的方法，其特征在于，还包括：提供支持所述轴的壳体；提供安装至所述壳体的至少一个轴轴承；
提供附接至所述轴轴承的轴承密封件，其中，所述轴承密封件包括导热率比所...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯，
申请(专利权)人：零意技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：