水冷电机及电机冷却方法技术

本发明专利技术的目提供了一种加工工艺简单、维护成本低、冷却效果出色的机座式水冷电机及电机冷却方法。该水冷电机，在机座中部的外表面设置了多个便于安装和拆卸的水冷冷却单元，通过在电机内部设置通风槽，形成水冷和风冷两个冷却循环。本发明专利技术可有效避免冷却液腐蚀、损坏电机主要零件，与传统机座相比，一方面可方便地检测腐蚀情况，另一方面可简便地更换被腐蚀的组件，使得机座在电机寿命期限内基本不需考虑更换，大大降低了电机的维护成本；水冷循环在对电机直接进行冷却的同时，还可以对电机内部风冷循环产生的热空气进行冷却，大大改善了电机的冷却效果，可使电机长期稳定地进行工作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电机
，更具体地说，涉及一种水冷电机及电机冷方法。
技术介绍
中大型电机冷却方式多种多样，包括空冷、液冷、蒸发冷却等，但在中大型电机应 用中，综合冷却系能和经济成本，主要以空冷为主。空气冷却在结构上简单，费用低廉，维护 方便，这些显著优点使得空气冷却首先得到了应用和发展，但是，随着电机容量的增加，电 机发热量也在增加，要强化冷却就必须加大通风量，从而增加通风损耗，降低电机效率，电 机液冷系统随之产生。 关于电机液冷方式，早在1917年，匈牙利冈次茨工厂就曾用变压器油作牵引电机 的冷却方式。1956年，英国开始采用净化水冷却电机定子绕组。目前绕组采用水冷已相当 普遍。液体的比热，导热系数比气体大，所以液冷的散热能力较空气冷却大为提高。水是很 好的冷却介质，它具有很大的比热和导热系统，价廉无毒，不阻燃，无爆炸危险，冷却效果显 著等优点。 水冷电机的水冷系统一般分两种形式，一种是在电机外部加水空冷却器，电机内 部热量由内部空气循环系统带到外部水空冷却器，并在此完成与外循环系统中的水介质的 热交换，从而不断将电机热量带走；另一种是直接在机座内部开设水道，直接对电机进行冷 却，即机座式水冷电机。 机座式水冷电机的机座可采用钢板焊接和铸造两种工艺。对于钢板焊接结构，其 制造工序一般是先选用合适钢板圈成简单筒件，筒件内径略小于定子铁心外径，然后再筒 件外壁焊接一块块长条钢板，钢板方向沿轴向(轴向水槽)或切向(螺旋水槽)视具体结 构而定，接着再这些水槽外部以整块或数块钢板将水槽封闭成水道。这些水道的首末两端 开有进出水口 ，工作时，接外部水循环系统，实现对电机冷却的目的。焊接水冷机座强度高， 刚度高，使用寿命长等优点，但材料及加工成本高。铸造水冷机座结构与焊接结构基本一 致，但材料成本和制造成本大大降低，缺点是容易产生无法预知的铸造缺陷，例如铸造机座 需要后续机加工以开设进出水口 ，如果加工位置出现铸造气泡，将会产生密封问题，甚至使 此机座不能使用。 两种工艺的水冷机座除上述特性外，还有一些共同的缺点。水和机座直接接触，将 会对机座产生腐蚀，由于机座直接和定子铁心也是直接接触， 一旦机座因腐蚀而发生渗漏， 将会迅速破坏电机定子绕组绝缘，损坏电机，且腐蚀破坏的初期阶段不能在定期维护中被 提早发现；维护技术难度大，不论采用何种水道结构，水道均会有一定长度，对其维护有相 当大程度；维护成本高， 一旦发现水道有腐蚀破坏现象，对于焊接结构还好，可在腐蚀处切 除外围钢板，对腐蚀处进行修复及防腐处理等，但这些经维护的地方又会很快出现同样问 题，铸造机座则只有更换新件一种办法。对于利润空间越来越小的中大型电机，因此产生的高维护成本极有可能超过其利润，如能有一种结构在不降低冷却的前提下，大大降低维护 成本，将会有非常大的应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决传统钢板及铸造机座式水冷电机中出现的加工工艺复杂，维护成本高等问题，提供了一种加工工艺简单、维护成本低、冷却效果出色的机座式。 本专利技术所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现 本专利技术的第一方面，一种水冷电机，包括机座，机座中部的内表面紧贴定子铁心，其特征在于机座中部的外表面具有多个沿电机轴向设置的辅助板，相邻的辅助板之间形成多个沿电机轴向的沟槽，所述多个沟槽中均设有可拆卸的冷却管，冷却液可在冷却管中流动，所述辅助板沿电机轴向一端的外侧设有环绕机座外表面的进水多通管，所述进水多通管上设有至少一个进水口，辅助板沿电机轴向另一端的外侧设有环绕机座外表面的排水多通管，所述排水多通管上设有至少一个排水口 ，所述冷却管的两端分别与进水多通管和排水多通管连通。 本专利技术中，所述辅助板的内部为空心结构，与电机定子铁心之间形成沿电机轴向的通风槽，电机内风冷循环的热空气在通过通风槽时，可方便地被设置在辅助板之间沟槽中的冷却管冷却，使得电机内部风冷循环的效果大大提高。 本专利技术中，所述进水多通管和排水多通管为数量相等并彼此相对应的多根，相对应的进水多通管和排水多通管的弧长相等，相对应的进水多通管和排水多通管与二者之间连通的至少两根冷却管构成一个冷却单元。 所述进水多通管和排水多通管的数量不少于四个，任意一个进水多通管和排水多通管的弧度不大于90度，以便于水冷单元在机座外表面安装。 本专利技术中，为了对冷却管、进水多通管、排水多通管进行限位和保护，进水多通管和排水多通管沿电机轴向的外侧均设有环绕机座外表面的环形立板，两环形立板之间设有多块可拆卸的圆弧形盖板。 本专利技术中，相邻的进水多通管和排水多通管之间的辅助板沿电机轴向的两端与两环形立板连接，一方面对整个电机机座起加强作用，另一方面对相邻的两个水冷单元进行分隔。 本专利技术中，定子绕组的两端具有环绕定子绕组设置的端部冷却管，冷却液可在端部冷却管中流动，冷却管的进水口和排水口从机座内部伸出，设置在机座的外表面。 本专利技术的第二方面，一种电机冷却方法，应用该冷却方法的电机包括机座，机座中部的内表面紧贴定子铁心，其特征在于机座中部的外表面具有多个沿电机轴向设置的辅助板，所述辅助板的内部为空心结构，与电机定子铁心之间形成沿电机轴向的通风槽，相邻的辅助板之间形成多个沿电机轴向的沟槽，所述多个沟槽中均设有可拆卸的冷却管，冷却液可在冷却管中流动，所述辅助板沿电机轴向一端的外侧设有环绕机座外表面的进水多通管，所述进水多通管上设有至少一个进水口 ，辅助板沿电机轴向另一端的外侧设有环绕机座外表面的排水多通管，所述排水多通管上设有至少一个排水口 ，所述冷却管的两端分别与进水多通管和排水多通管连通，电机运行后，向进水多通管的进水口通入冷却液，冷却液经进水多通管、冷却管、排水多通管从排水多通管的排水口排出形成水冷循环，在直接对电机内部进行冷却的同时，对电机内部风冷循环经过通风槽的热空气进行冷却。 本专利技术冷却液通过独立的冷却管与机座接触，可有效避免冷却液腐蚀、损坏电机 主要零件，与传统机座相比， 一方面可方便地检测腐蚀情况，另一方面即使发生腐蚀情况， 只要更换漏液的冷却管即可，机座在电机寿命期限内基本不需考虑更换，大大降低了电机 的维护成本；冷却管可采用液压胀型进行加工，工艺简单，成本低，且易标准化；水冷循环 在对电机直接进行冷却的同时，还可以对电机内部风冷循环产生的热空气进行冷却，大大 改善了电机的冷却效果，可使电机长期稳定地进行工作。附图说明 图1为本专利技术电机的结构示意图。 图2为本专利技术机座中部的径向剖视图。 图3为本专利技术进水多通管、排水多通管、冷却管的连接结构示意图。 图4绕组端部冷却管的结构示意图。具体实施例方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结 合具体图示，进一步阐述本专利技术。 参见图1、图2，本专利技术的机座式水冷电机，为了便于说明本专利技术的结构，图中将电机包括转子在内的无关部分进行了省略。机座io是本专利技术的主要部分，通常电机的定子铁心11设置在机座10的中部，并紧贴机座10中部的内表面，这一部分也是电机热量产生最 大的地方，因此对散热的需求也比较高。 本专利技术为了电机的中部进行冷却，在机座10的中部的外表面沿电机轴向设置了 多个辅助板2，辅助板2具有一定的宽度和厚度，因此相邻的辅助板2之间形成了多个沿电 机轴向的本文档来自技高网...

【技术保护点】
水冷电机，包括机座，机座中部的内表面紧贴定子铁心，其特征在于：机座中部的外表面具有多个沿电机轴向设置的辅助板，相邻的辅助板之间形成多个沿电机轴向的沟槽，所述多个沟槽中均设有可拆卸的冷却管，冷却液可在冷却管中流动，所述辅助板沿电机轴向一端的外侧设有环绕机座外表面的进水多通管，所述进水多通管上设有至少一个进水口，辅助板沿电机轴向另一端的外侧设有环绕机座外表面的排水多通管，所述排水多通管上设有至少一个排水口，所述冷却管的两端分别与进水多通管和排水多通管连通。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：齐文艺，
申请(专利权)人：东元总合科技杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]