密闭式定子相变冷却结构、电机定子以及电机制造技术

本发明专利技术公开一种密闭式定子相变冷却结构，可以包括：外壳体和内壳体，所述外壳体和所述内壳体之间形成有密闭的冷却腔体，所述冷却腔体内用于安装电机定子的定子主体，且所述冷却腔体内盛装有相变介质；其中，所述冷却腔体上还设置有抽气口，所述抽气口能够供所述冷却腔体内的气体排出，以实现对所述冷却腔体的抽真空。本发明专利技术还公开一种包括上述密闭式定子相变冷却结构的电机定子，以及包括上述电机定子的电机。本发明专利技术能够实现相变介质的低温汽化，并以汽化潜热方式吸收电机定子热量，提高冷却效果。果。果。

【技术实现步骤摘要】
密闭式定子相变冷却结构、电机定子以及电机


[0001]本专利技术涉及电机
，特别是涉及一种密闭式定子相变冷却结构、电机定子以及电机。

技术介绍

[0002]随着多电化或全电化技术的发展，动力系统部件电机作为执行机构的重要组成部分受到许多领域的高度关注。在军事应用领域，武器装备的机动性能与其战术动作执行和生存能力密切相关，飞行器往往要求具有快速机动变轨的能力，而伺服电机在短时间内(几秒甚至几十毫秒之内)能够输出5倍甚至10倍的转矩，宽负载特性和高动态能力是电机追求的极限性能。在工业应用场合，机器人关节驱动电动机的先决条件是有最大功率质量比和扭矩惯量比、高起动转矩、低惯量和宽调速范围；当处于快速响应工况时，电机需具备较高的可靠性和稳定性，同时兼具短时过载能力。在其他的应用场合，该类电机也具有很大的应用意义，例如，机床主轴电机在加工过程中被加工件进刀量发生变化时，需要电机具有一定的短时高过载能力，防止电机突停，导致工件损坏、电机烧毁的情况发生。
[0003]现阶段，电机的转矩能力受制于电机的冷却方式，目前电机通常采用常规外壳体水冷、强迫风冷的结构模式，且该结构模式已经大量应用到各个行业中，但是依然不能满足背景工况的要求。因此，在大型电机中，冷却效果更好的蒸发冷却结构成为电机冷却的必然选择，但是在小型电机中，由于蒸发冷却的成本高、冷却液体的散热模式选择小，导致蒸发冷却结构不能应用在中小型电机中，中小型电机的冷却问题仍不能够得到很好地解决。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种密闭式定子相变冷却结构、电机定子以及电机，以解决上述现有技术存在的问题，能够实现相变介质的低温汽化，并以汽化潜热方式吸收电机定子热量，提高冷却效果。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]本专利技术提供一种密闭式定子相变冷却结构，包括外壳体和内壳体，所述外壳体和所述内壳体之间形成有密闭的冷却腔体，所述冷却腔体内用于安装电机定子的定子主体，且所述冷却腔体内盛装有相变介质；其中，所述冷却腔体上还设置有抽气口，所述抽气口能够供所述冷却腔体内的气体排出，以实现对所述冷却腔体的抽真空。
[0007]优选的，在初始状态下，所述冷却腔体的真空度能够达到10
‑3Pa以下。
[0008]优选的，所述相变介质为绝缘的冷却液体。
[0009]优选的，在真空状态下，所述冷却液体的体积为所述冷却腔体的体积的1/4～1/2，且所述电机定子的定子绕组能够浸泡在所述冷却液体内。
[0010]优选的，所述外壳体的内壁为多孔结构面。
[0011]优选的，所述多孔结构面为蜂窝结构面。
[0012]优选的，所述内壳体的内壁能够与所述电机定子的定子铁心槽口处嵌合。
[0013]本专利技术还提供一种电机定子，包括定子主体以及上述的密闭式定子相变冷却结构；其中，所述定子主体包括定子铁心和定子绕组，所述定子铁心内部开设有容纳槽，所述定子绕组安装于所述容纳槽内。
[0014]优选的，所述定子绕组包括多组电机线圈，且相邻所述电机线圈之间设置有间隙。
[0015]本专利技术还提供一种电机，包括上述的电机定子。
[0016]本专利技术相对于现有技术取得了以下有益技术效果：
[0017]本专利技术在外壳体和内壳体之间形成密闭的冷却腔体，且冷却腔体上设置有抽气口，通过抽气口能够对冷却腔体进行抽真空，以使冷却腔体在初始状态下处于低压甚至真空状态，冷却腔体内的相变介质在低压或真空状态下汽化，从而能够实现相变介质的低温汽化，并以汽化潜热方式吸收电机定子的热量，大大增强了电机定子的热传播速率，提高冷却效果。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本专利技术实施例中密闭式定子相变冷却结构的整体结构示意图；
[0020]图2为本专利技术实施例中密闭式定子相变冷却结构的内部结构示意图；
[0021]图3为本专利技术实施例中密闭式定子相变冷却结构的气体流动示意图；
[0022]图4为本专利技术实施例中定子绕组中的间隙示意图。
[0023]其中，1为定子绕组，2为内壳体，3为外壳体，4为间隙。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]本专利技术的目的是提供一种密闭式定子相变冷却结构、电机定子以及电机，以解决上述现有技术存在的问题，能够实现相变介质的低温汽化，并以汽化潜热方式吸收电机定子热量，提高冷却效果。
[0026]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0027]实施例一
[0028]如图1
‑
图4所示，本实施例提供一种密闭式定子相变冷却结构，主要包括外壳体3和内壳体2，所述外壳体3和所述内壳体2之间形成有密闭的冷却腔体，构成承压容器，所述冷却腔体内用于安装电机定子的定子主体，且所述冷却腔体内盛装有相变介质，对定子主体进行浸泡；其中，内壳体2的材料为非导磁、非导电材料(例如塑料、PEEK、G10和环氧树脂等材料)，内壳体2能够放置于电机的气隙内，且不参与电机的机电能量转换过程；而所述冷
却腔体上还设置有抽气口，所述抽气口能够供所述冷却腔体内的气体排出，以实现对所述冷却腔体的抽真空。
[0029]进一步地，需要进行说明的是，定子主体为本领域成熟现有技术，可以根据具体工作需要进行选择，其主要包括定子铁心和定子绕组1，所述定子铁心内部开设有容纳槽，所述定子绕组1安装于所述容纳槽内；其中，定子绕组1包括电机线圈，电机线圈按照电机学有关知识绕制在定子铁心内。
[0030]在本实施例中，通过抽气口能够对冷却腔体进行抽真空，以使冷却腔体在初始状态下处于低压甚至真空状态，冷却腔体内的相变介质在低压或真空状态下汽化，从而能够实现相变介质的低温汽化，并以汽化潜热方式吸收电机定子的热量，大大增强了电机定子的热传播速率，提高冷却效果。其中，低压是相对于标准大气压而言的低压，可以根据工作需要进行选择，低温则是相对于相变介质在标准大气压下的汽化温度而言的低温。
[0031]在本实施例中，做为一种优选的是实施方式，在初始状态下(电机未开始运行时)，所述冷却腔体的真空度能够达到10
‑3Pa以下。
[0032]在本实施例中，所述相变介质优选为绝缘的冷却液体，且具有常温稳定、常温沸点稳定的特点；其中，冷却液体可以根据需要选择氟本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种密闭式定子相变冷却结构，其特征在于：包括外壳体和内壳体，所述外壳体和所述内壳体之间形成有密闭的冷却腔体，所述冷却腔体内用于安装电机定子的定子主体，且所述冷却腔体内盛装有相变介质；其中，所述冷却腔体上还设置有抽气口，所述抽气口能够供所述冷却腔体内的气体排出，以实现对所述冷却腔体的抽真空。2.根据权利要求1所述的密闭式定子相变冷却结构，其特征在于：在初始状态下，所述冷却腔体的真空度达到10
‑3Pa以下。3.根据权利要求1所述的密闭式定子相变冷却结构，其特征在于：所述相变介质为绝缘的冷却液体。4.根据权利要求3所述的密闭式定子相变冷却结构，其特征在于：在真空状态下，所述冷却液体的体积为所述冷却腔体的体积的1/4～1/2，且所述电机定子的定子绕组能够浸泡在所述冷却液体内。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹继伟，刘家曦，张成明，李立毅，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：