一种基于重力式微热管阵列的散热定子结构制造技术

本发明专利技术公开了一种基于重力式微热管阵列的散热定子结构，包括定子铁心，所述定子铁心上设有定子槽，所述定子槽中设有电枢绕组，所述定子铁心外周设有机壳，所述机壳一端设有轴伸端端盖，另一端设有非轴伸端端盖，基于重力式微热管阵列的散热定子结构还包括导热环和多个工质可在重力作用下自然回流的重力式微热管阵列，所述导热环设于所述定子铁心靠近所述非轴伸端端盖的一侧，所述电枢绕组的非轴伸端延伸至所述导热环中，多个所述重力式微热管阵列沿所述定子铁心的圆周方向布置，所述重力式微热管阵列的蒸发段穿过所述非轴伸端端盖后延伸至所述导热环中。本发明专利技术具有构造简单，成本低，散热效率高，不会产生额外损耗和能量消耗等优点。消耗等优点。消耗等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于重力式微热管阵列的散热定子结构


[0001]本专利技术涉及永磁电机领域，尤其涉及一种基于重力式微热管阵列的散热定子结构。

技术介绍

[0002]近年来，高能永磁材料和电力电子技术方面取得的发展，极大地推广了永磁电机在航空航天、电动工具、新能源设备、医药装备和电动汽车等领域的应用。
[0003]与直流电机、电励磁同步电机和感应电机这些传统电机相比，永磁电机具有结构简单、抗过载能力强、高效率和高功率因数等优点。而永磁电机高功率密度、轻量化设计的发展趋势，带来了电机内部发热量急剧增加、有效散热空间严重不足等问题。电机内部温升过高不仅会缩短电机内部绝缘材料的寿命，而且会降低电机的运行效率，进一步引起发热量增加，造成电机温度继续上升，形成恶性循环，甚至导致永磁体出现不可逆退磁或者电机烧毁，严重影响电机寿命和电机运行的安全性。因此，电机内部散热问题对电机的技术指标、经济指标及全方位的质量指标均起到至关重要的作用，也成为电机系统进一步向高功率密度方向发展的瓶颈。合理设计永磁电机的散热装置，优化电机温度分布，是确保其长期安全可靠运行的必要条件。
[0004]根据冷却介质的不同，电机内部常采用的冷却方式可分为空气冷却和液体冷却。液体冷却效果明显、冷却效率高，但需要提供冷却循环装置，导致系统结构复杂且成本较高。空气冷却是利用空气自然对流或者强制对流的方式，对电机进行冷却，由于其结构简单，成本较低，故在工业上具有广泛的应用。但现有的空气冷却方案仍存在许多亟待解决的问题：空气作为传热介质，其热容低且热响应速度慢，无法大量消纳热量；空气对流换热系数小，换热效率低，使得空气散热结构需要设计更大的换热面积，导致系统体积庞大。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种构造简单，成本低，散热效率高，不会产生额外损耗和能量消耗的基于重力式微热管阵列的散热定子结构。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种基于重力式微热管阵列的散热定子结构，包括定子铁心，所述定子铁心上设有定子槽，所述定子槽中设有电枢绕组，所述定子铁心外周设有机壳，所述机壳一端设有轴伸端端盖，另一端设有非轴伸端端盖，基于重力式微热管阵列的散热定子结构还包括导热环和多个工质可在重力作用下自然回流的重力式微热管阵列，所述导热环设于所述定子铁心靠近所述非轴伸端端盖的一侧，所述电枢绕组的非轴伸端延伸至所述导热环中，多个所述重力式微热管阵列沿所述定子铁心的圆周方向布置，所述重力式微热管阵列的蒸发段穿过所述非轴伸端端盖后延伸至所述导热环中。
[0007]作为上述技术方案的进一步改进：所述定子槽与所述电枢绕组之间具有间隙，所述导热环延伸至所述定子槽与所述电枢绕组之间的间隙中。
[0008]作为上述技术方案的进一步改进：所述导热环由热固性材料封灌而成。
[0009]作为上述技术方案的进一步改进：所述重力式微热管阵列内部具有多个并联的通道，所述通道内填充有气
‑
液相变工质。
[0010]作为上述技术方案的进一步改进：所述通道侧壁上设有微米级多凸起结构。
[0011]作为上述技术方案的进一步改进：所述重力式微热管阵列为平板型结构并且冷凝段向上弯折，所述冷凝段与竖直方向的夹角小于90
°
。
[0012]作为上述技术方案的进一步改进：所述重力式微热管阵列的冷凝段设有多孔散热翅片。
[0013]作为上述技术方案的进一步改进：所述多孔散热翅片为锯齿形、泡沫形或晶格形。
[0014]作为上述技术方案的进一步改进：所述冷凝段与所述多孔散热翅片之间通过导热胶粘接。
[0015]作为上述技术方案的进一步改进：所述定子铁心与所述机壳过盈配合，所述电枢绕组为分布式双层短距绕组结构。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：1）散热性好：重力式微热管阵列导热性能好，表观热导率可达200000 W/(m
•
K)，导热能力远高于常用的金属材料并大于芯式热管，且具有良好的均温性和热响应速度。此外，该散热定子结构通过热固性填充材料增加了与电机内部热源的接触面积，利于热量高效传导。多孔散热翅片的多孔结构大幅增大了比表面积，利于电机高效散热。采用空气冷却方式，不会产生额外损耗和能量消耗，在不影响电机性能的情况下提高了电机的功率密度，进一步提升电机的能效。
[0017]2）构造简单、易于加工安装：热管板材结构为并联的多通道金属板，容易实现对微热管阵列结构的调整。材料成本较低，可以根据电机结构和散热需求对微热管阵列灵活选型，易于推广。电机内部的热固性材料封灌工艺属于行业内常见工艺，容易实现散热定子结构的加工。
[0018]3）安全性高：区别于芯式热管散热结构，多通道结构的重力式微热管阵列稳定性高，不易出现堵塞等故障。阵列中各通道可实现独立运行，单通道故障对整体导热性能影响较小。散热结构位于定子铁心外部，对电机内部磁场无影响，不会影响电机性能及容错安全运行能力。
附图说明
[0019]图1是本专利技术基于重力式微热管阵列的散热定子结构的立体结构示意图。图2是本专利技术隐藏轴伸端端盖后的立体结构示意图。
[0020]图3是本专利技术隐藏非轴伸端端盖后的立体结构示意图。
[0021]图4是在图3的基础上隐藏导热环后的立体结构示意图。
[0022]图5是本专利技术中的微米级多凸起结构的扫描电镜图，其中（a）为三个圆柱形微米级多凸起结构，（b）为四个半圆柱形微米级多凸起结构。
[0023]图中各标号表示：1、定子铁心；11、定子槽；2、电枢绕组；3、机壳；31、轴伸端端盖；32、非轴伸端端盖；4、导热环；5、重力式微热管阵列；6、多孔散热翅片。
具体实施方式
[0024]如本部分和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。本部分中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
[0025]以下结合说明书附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。
[0026]图1至图5示出了本专利技术基于重力式微热管阵列的散热定子结构的一种实施例，本实施例的基于重力式微热管阵列的散热定子结构，包括机壳3、轴伸端端盖31（电机转轴从该端盖伸出）、定子铁心1、电枢绕组2、由热固性填充材料封灌工艺而成的导热环4、重力式微热管阵列5以及多孔散热翅片6。
[0027]定子铁心1沿圆周方向均匀开定子槽11，定子槽11中布置电枢绕组2，电枢绕组2优选采用分布式双层短距绕组结构，可以有效的削弱电机内的高次谐波，获得更好的电动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于重力式微热管阵列的散热定子结构，包括定子铁心（1），所述定子铁心（1）上设有定子槽（11），所述定子槽（11）中设有电枢绕组（2），所述定子铁心（1）外周设有机壳（3），所述机壳（3）一端设有轴伸端端盖（31），另一端设有非轴伸端端盖（32），其特征在于：基于重力式微热管阵列的散热定子结构还包括导热环（4）和多个工质可在重力作用下自然回流的重力式微热管阵列（5），所述导热环（4）设于所述定子铁心（1）靠近所述非轴伸端端盖（32）的一侧，所述电枢绕组（2）的非轴伸端延伸至所述导热环（4）中，多个所述重力式微热管阵列（5）沿所述定子铁心（1）的圆周方向布置，所述重力式微热管阵列（5）的蒸发段穿过所述非轴伸端端盖（32）后延伸至所述导热环（4）中。2.根据权利要求1所述的基于重力式微热管阵列的散热定子结构，其特征在于：所述定子槽（11）与所述电枢绕组（2）之间具有间隙，所述导热环（4）延伸至所述定子槽（11）与所述电枢绕组（2）之间的间隙中。3.根据权利要求2所述的基于重力式微热管阵列的散热定子结构，其特征在于：所述导热环（4）由热固性材料封灌而成。4.根据权利要求1至3中任一项所述的基于重力式微热管...

【专利技术属性】
技术研发人员：张冀，黄晟，马伯，王坤，黄晓辉，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：