一种新型电机冷却及电涡流抑制结构制造技术

本发明专利技术公开了一种新型电机冷却及电涡流抑制结构，其固装于电机绕组的表面，包括第一冷却板、第二冷却板和位于第一、第二冷却板之间的冷却水路；第一、第二冷却板均为非导磁的金属材料。本专利可有效的抑制电机绕组温升；采用非导磁的金属材料，为了减小电机表面的温度梯度和确保电机的结构强度，由金属材料与磁场发生相对运动产生感应电涡流通过以下结构抑制：以在冷却板上割槽的方式来规划感应电涡流的流向，割槽后在冷却板上形成多个区域，每个区域对应一磁极，然后对各区域进行割槽再划分，其割槽原则为将各区域内相邻的子区域两两组对后，将每对子区域的同极性端串联起来，以实现对感应电涡流的抑制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电机冷却领域，尤其涉及一种新型电机冷却及电涡流抑制结构。
技术介绍
超精定位伺服系统对执行器(电机)的推力控制精度及其表面温升有着严格的指标要求。直线电机在超精系统的应用如图1所示，在基础框架10上，驱动X向直线电机12和Y向直线电机13，使负载11最终处于目标位置。电机温升过高不仅影响电机的可靠性，同时对使得电机热应力增大直接影响电机的定位精度；另外，超精定位伺服系统采用激光干涉仪等位置传感器进行位置测量，因此，电机的表面温升会带来电机周围环境温度变化，从影响到传感器的测量精度，无法达到相应的定位精度。无铁心电机具有电枢反应小，无齿槽定位，推力与电流呈线性关系的优点，但是由于高电密带来的损耗问题成为抑制其发展的主要因素。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种新型电机冷却及电涡流抑制结构。为实现上述目的，所述新型电机冷却及电涡流抑制结构，其特点是，固装于电机绕组表面的所述电机冷却及电涡流抑制结构包括第一冷却板、第二冷却板和位于第一、第二冷却板之间的冷却水路，所述冷却水路供冷却用液体从中穿过；所述第一第二冷却板均为非导磁的金属材料；并且，在所述第一冷却板上对应电机磁极之间结合的位置设置第一沟槽，以将第一冷却板分割成与电机的各个磁极相对应的各个独立的第一区域；将各所述第一区域通过多条第一子沟槽划分为偶数个第一子区域，在各所述第一子区域上产生感应电动势，将各所述第一区域内的相邻的第一子区域两两组对后，将每对第一子区域的同极性端串联起来；在所述第二冷却板上对应电机磁极之间结合的位置设置第二沟槽，以将第二冷却板分割成与电机的各个磁极相对应的各个独立的第二区域；将各所述第二区域通过多条第二子沟槽划分为偶数个第二子区域，在各所述第二子区域上产生感应电动势，将各所述第二区域内的相邻的第二子区域两两组对后，将每对第二子区域的同极性端串联起来。优选的是，所述电机绕组的上、下表面各固装有一所述电机冷却及电涡流抑制结构。优选的是，在所述第一、第二冷却板之间设置第三冷却板，在所述第三冷却板上通过线切割割出水道，第一、第二冷却板通过密封胶粘接在第三冷却板的上、下两侧，密封胶覆盖第一、第二冷却板面向第三冷却板的一侧表面，以在第一、第二冷却板之间形成所述冷却水路；并且，所述第三冷却板为非导磁的金属材料。优选的是，在所述第三冷却板上通过线切割割出多条相互平行的水道，各条水道呈蛇形迂回分布；并且，相邻的两条水道中的水流方向相反。优选的是，在所述第二冷却板的一侧表面铣加工出水道，所述第一冷却板通过密封胶粘接在第二冷却板具有水道的一侧表面，密封胶覆盖第一冷却板面向第二冷却板的一侧表面，以在第一、第二冷却板之间形成所述冷却水路。优选的是，在所述第二冷却板上的一侧表面铣加工出多条相互平行的水道，各条水道呈蛇形迂回分布；并且，相邻的两条水道中的水流方向相反。优选的是，所述第一、第二冷却板为非导磁不锈钢。优选的是，所述第一第二和第三冷却板为非导磁不锈钢。本专利技术的有益效果在于，所述新型电机冷却及电涡流抑制结构一方面有效的抑制了电机绕组温升；更为重要的是，为了减小电机表面的温度梯度和电机的结构强度，电机的冷却及电涡流抑制结构采用不导磁金属材料从而引起电机的推力波动，而金属材料与磁场发生相对运动时，会产生感应电涡流；此时，产生的电涡流也由所述电机冷却及电涡流抑制结构抑制，以在冷却板上割槽的方式来规划感应电涡流的流向，割槽后在冷却板上形成多个区域，每个区域对应一磁极，然后对各区域进行割槽再划分，其割槽的原则为将各区域内相邻的子区域两两组对后，将每对子区域的同极性端串联起来，以实现对感应电涡流的抑制。本专利不受电机形式限制，直线电机、旋转电机均可使用；不仅可有效地抑制电机温升、提高电机的可靠性，还可以提高电机的推力密度。附图说明图1示出了现有技术中直线电机在超精系统中应用的示意图。图2示出了本专利技术的第一个实施例所述的新型电机冷却及电涡流抑制结构的结构分解图。图3示出了本专利技术的第二个实施例所述的新型电机冷却及电涡流抑制结构的结构分解图。图4示出了图2和图3中所示的新型电机冷却及电涡流抑制结构的冷却水路的结构示意图。图5示出了所述新型电机冷却及电涡流抑制结构的具有四条水道的冷却水路的结构示意图。图6示出了直线电机绕组及其双边冷却结构的分解示意图。图7示出了所述新型电机冷却及电涡流抑制结构对应旋转电机的结构示意图。图8示出了旋转电机绕组及其双边冷却结构的结构示意图。图9示出了图8所示的旋转电机绕组及其双边冷却结构的分解示意图。图10示出了本专利技术第三个实施例所述的新型电机冷却及电涡流抑制结构的原理示意图。图11示出了图10中所示的新型电机冷却及电涡流抑制结构在连接结构上的改进。图12示出了本专利技术第四个实施例中新型电机冷却及电涡流抑制结构的原理示意图。图13示出了图12中所示的新型电机冷却及电涡流抑制结构中大环流路径阻尼力计算原理图。图14示出了采用三层板结构的如图12所示的新型电机冷却及电涡流抑制结构中第三冷却板上的磁场分布不意图。图15示出了未抑制电涡流时感应电涡流的电密等势线示意图。图16示出了未抑制电润流时感应电润流的流向示意图。图17示出了应用本专利技术抑制电涡流后感应电涡流的电密等势线示意图。图18不出了应用本专利技术抑制电润流后感应电润流的流向不意图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术做进一步说明。如图2至图10所示，所述新型电机冷却及电涡流抑制结构100固装于电机绕组201的表面，所述电机冷却及电涡流抑制结构100包括第一冷却板101、第二冷却板103和位于第一冷却板101、第二冷却板103之间的冷却水路，所述冷却水路供冷却用液体从中穿过，以上结构构成了电机的冷却结构。图2和图3分别示出了所述新型电机冷却及电涡流抑制结构100的两种构成形式。如图2所示，所述新型电机冷却及电涡流抑制结构100由三层板构成所述第一冷却板101、第二冷却板103之间设置第三冷却板102，在所述第三冷却板102上通过线切割割出水道，第一冷却板101、第二冷却板103通过密封胶粘接在第三冷却板102的上、下两侦牝密封胶覆盖第一冷却板101、第二冷却板103面向第三冷却板102的一侧表面，以在第一冷却板101、第二冷却板103之间形成所述冷却水路。在所述第三冷却板102上通过线切割割出多条相互平行的水道，各条水道呈蛇形迂回分布，也就是说各所述水道呈“S形”蜿蜒迂回分布在冷却板上，以使冷却液流经的路径最大程度地覆盖整个冷却板，如图5和图10所示，并且，相邻的两条水道中的水流方向相反。在图12中，多个虚线箭头304形成一条水道，同时多个实线箭头302形成另一条水道，两条水道的均呈蛇形迂回分布，且两条水道中水流方向相反；另外，所述第一冷却板101、第二冷却板103和第三冷却板102均为非导磁的、导热性好、导电系数低的金属材料，可选为铝、钛合金、不锈钢等金属材料，优选为非导磁的不锈钢。如图3所示，所述新型电机冷却及电涡流抑制结构100由两层板构成在所述第二冷却板104的一侧表面铣加工出水道，所述第一冷却板101通过密封胶粘接在第二冷却板104具有水道的一侧表面，密封胶覆盖第一冷却板101面向第二冷却板104的一侧表面，使第一冷却板101与第二冷却板1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型电机冷却及电涡流抑制结构，其特征在于：固装于电机绕组表面的所述电机冷却及电涡流抑制结构包括第一冷却板、第二冷却板和位于第一、第二冷却板之间的冷却水路，所述冷却水路供冷却用液体从中穿过；所述第一、第二冷却板均为非导磁的金属材料；并且，在所述第一冷却板上对应电机磁极之间结合的位置设置第一沟槽，以将第一冷却板分割成与电机的各个磁极相对应的各个独立的第一区域；将各所述第一区域通过多条第一子沟槽划分为偶数个第一子区域，在各所述第一子区域上产生感应电动势，将各所述第一区域内相邻的第一子区域两两组对后，将每对第一子区域的同极性端串联起来；在所述第二冷却板上对应电机磁极之间结合的位置设置第二沟槽，以将第二冷却板分割成与电机的各个磁极相对应的各个独立的第二区域；将各所述第二区域通过多条第二子沟槽划分为偶数个第二子区域，在各所述第二子区域上产生感应电动势，将各所述第二区域内相邻的第二子区域两两组对后，将每对第二子区域的同极性端串联起来。

【技术特征摘要】
1.一种新型电机冷却及电涡流抑制结构，其特征在于固装于电机绕组表面的所述电机冷却及电涡流抑制结构包括第一冷却板、第二冷却板和位于第一、第二冷却板之间的冷却水路，所述冷却水路供冷却用液体从中穿过；所述第一、第二冷却板均为非导磁的金属材料；并且， 在所述第一冷却板上对应电机磁极之间结合的位置设置第一沟槽，以将第一冷却板分割成与电机的各个磁极相对应的各个独立的第一区域；将各所述第一区域通过多条第一子沟槽划分为偶数个第一子区域，在各所述第一子区域上产生感应电动势，将各所述第一区域内相邻的第一子区域两两组对后，将每对第一子区域的同极性端串联起来； 在所述第二冷却板上对应电机磁极之间结合的位置设置第二沟槽，以将第二冷却板分割成与电机的各个磁极相对应的各个独立的第二区域；将各所述第二区域通过多条第二子沟槽划分为偶数个第二子区域，在各所述第二子区域上产生感应电动势，将各所述第二区域内相邻的第二子区域两两组对后，将每对第二子区域的同极性端串联起来。2.根据权利要求1所述的新型电机冷却及电涡流抑制结构，其特征在于所述电机绕组的上、下表面各固装有一所述电机冷却及电涡流抑制结构。3.根据权利要求2所述的新型电机冷却及电涡流抑制结构，其特征在于在所述第一、第二冷却板之间设置第三冷却...

【专利技术属性】
技术研发人员：李立毅，潘东华，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：