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CN107846094A - 一种带有冷却装置的电机转子 - Google Patents

一种带有冷却装置的电机转子 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种带有冷却装置的电机转子，包括转子铁芯、磁钢、中空轴、内转轴和冷却装置，所述冷却装置包括冷却部件和导热部件，所述内转轴的外部套有中空轴且内转轴伸出中空轴，所述转子铁芯压装到所述中空轴上，所述磁钢粘贴到转子铁芯的外圆表面，所述内转轴的内部为中空结构，所述导热部件安装在所述内转轴内，所述内转轴伸出中空轴的一端安装有冷却部件；本发明通过降低内转轴的轴向热阻，能将转子的热量通过内转轴导出至中空轴外部，再通过冷却部件对内转轴伸出端进行冷却，带走转子的热量，有效降低转子的温度。

Description

一种带有冷却装置的电机转子
技术领域
本发明涉及机电技术领域，尤其涉及一种带有冷却装置的电机转子。
背景技术
电机的转子处于电机的中心，被定子包围，由线圈或磁钢、叠片、铁芯和转轴等组成。一般情况下，电机转子的热量主要通过气隙，由定子传导出去。由于电机转子受到定子温度的影响很大，散热路径较少，散热条件通常很差。同时对于永磁电机，转子上磁钢的允许工作温度较低，转子的冷却必须得到保障。
常用的转子冷却方法有转子端面安装风扇、转子轴向打通孔等。这些方法通过增加电机内的空气流速，增大转子与电机内部空气的对流换热，有利于使转子的温度均匀，但是并未有效的将热量导出电机，所以冷却转子的效果不明显。也有使用转子内通风冷却、转子内喷油冷却等方法，冷却效果较好，但是需要额外的风冷、油冷等设备，操作和维护复杂，费用较高，且降低了电机的IP等级。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种带有冷却装置的电机转子，本带有冷却装置的电机转子通过降低内转轴的轴向热阻，能将转子的热量通过内转轴导出至中空轴（电机）外部。再通过冷却部件对内转轴伸出端进行冷却，带走转子的热量，有效降低转子的温度。
为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：
一种带有冷却装置的电机转子，包括转子铁芯、磁钢、中空轴、内转轴和冷却装置，所述冷却装置包括冷却部件和导热部件，所述内转轴的外部套有中空轴且内转轴伸出中空轴，所述转子铁芯压装到所述中空轴上，所述磁钢粘贴到转子铁芯的外圆表面，所述内转轴的内部为中空结构，所述导热部件安装在所述内转轴内，所述内转轴伸出中空轴的一端安装有冷却部件。
作为本发明进一步改进的技术方案 ，所述内转轴的一端从中空轴内部的中间位置一直延伸到中空轴的外部。
作为本发明进一步改进的技术方案 ，所述内转轴的长度大于所述中空轴的长度且所述内转轴的两端均伸出中空轴，所述内转轴的两端均安装有冷却部件。
作为本发明进一步改进的技术方案 ，所述导热部件与内转轴的内部的交界面填充有导热层，所述转子铁芯与中空轴的交界面填充有导热层。
作为本发明进一步改进的技术方案 ，所述导热部件采用铝或铜。
作为本发明进一步改进的技术方案 ，所述冷却部件为金属风扇叶，所述金属风扇叶焊接在所述内转轴伸出中空轴的一端，所述金属风扇叶与所述内转轴的接触面填充有导热层。
作为本发明进一步改进的技术方案 ，所述导热层采用胶水、环氧树脂或导热油脂。
作为本发明进一步改进的技术方案 ，所述内转轴伸出中空轴的一端的外表面设有多个散热凸起或者散热凹槽，所述散热凸起为散热鳍片，所述散热凹槽为燕尾槽。
本发明的内转轴能将转子的热量通过导热部件导出至电机外部，即导出至内转轴的伸出端。再通过冷却部件对内转轴的伸出端进行冷却，带走转子的热量，且内转轴的伸出端设有的多个散热凸起或者散热凹槽也可以带走转子的热量，有效降低转子的温度；通过以上方法，减小转子内部各零件之间接触热阻、内转轴的轴向热阻、内转轴与外部冷却的热阻，实现了转子总热阻的降低，有效的降低了转子的温度，操作简单，成本低。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面根据图1对本发明的具体实施方式作出进一步说明：
参见图1，一种带有冷却装置的电机转子，包括转子铁芯1、磁钢4、中空轴2、内转轴3和冷却装置，所述冷却装置包括冷却部件6和导热部件5，所述内转轴3的外部套有中空轴2且内转轴3伸出中空轴2，所述转子铁芯1压装到所述中空轴2上，所述磁钢4粘贴到转子铁芯1的外圆表面，所述内转轴3的内部为中空结构，所述导热部件5安装在所述内转轴3内，用来将转子的热量导出到位于中空轴2外部的内转轴3的伸出端。所述内转轴3伸出中空轴2的一端安装有冷却部件6，用来散热。冷却部件6可以为金属风扇叶，也可以为液冷部件，具体可以根据电机的发热功率、温度及几何要求等决定。
本实施例中，所述内转轴3的一端可以从中空轴2内部的中间位置一直延伸到中空轴2的外部。所述内转轴3的两端也可以均伸出中空轴2，此时，内转轴3的两端均安装有冷却部件6，本实施例安装到整个电机中时，如图1所示，内转轴3的一端或两端伸出电机壳体，且冷却部件位于电机壳体外部，内转轴3的长度至少满足转子中心至电机外部，导热部件5的形状与内转轴3中空结构的形状相配合，导热部件5的长度至少满足转子中心至电机外部。导热部件5与内转轴3的内部的交界面填充有导热层，转子铁芯1与中空轴2的交界面也填充有导热层。导热层可以为胶水、环氧树脂或导热油脂等。
本实施例中，内转轴3的中空结构的形状可以为圆形、方形、星形等。内转轴3的中空结构的孔径等径向尺寸可以根据具体结构和传热量进行确定。内转轴3的中空结构的轴向尺寸满足由轴中心伸出至电机外部，可以为一端伸出，也可以为两端伸出。
本实施例中，导热部件5可以采用材质为铝或者铜等导热性能好的材料。导热部件5也可以为密封了液体的独立部件，可方便的安装在转轴内部，液体如水、乙二醇、导热油等。导热部件5可以为包含了液体的部分，液体如水、乙二醇、导热油等，液体接触转轴，通过密封件将液体密封在转轴内部。导热部件5可以为热管。导热部件5的横截面形状可调。导热部件5可以为实心或中空。导热部件5长度可以可调，满足将热量导至内转轴3伸出端（伸出电机端）即可。
本实施例中，冷却部件6为金属风扇叶时，金属风扇叶直接焊接在所述内转轴3伸出中空轴2的一端，金属风扇叶与所述内转轴3的接触面填充有导热层，导热层采用胶水、环氧树脂或导热油脂。冷却部件6可以为安装在内转轴3上的轴流风扇或径向风扇。风扇的大小、风扇叶片形状根据电机的转速、冷却功率等确定。对于金属材质的风扇，风扇和内转轴3的接触良好可有利于散热，接触面可以为焊接。冷却部件6可以为外部强迫气冷，由外部的风扇或其他通气部件进行冷却。冷却部件6可以为喷淋冷却，由外部系统对转轴的伸出段进行喷淋冷却，冷却液可以为导热油、液压油、水或者乙二醇溶液等。冷却部件6可以为液冷，方式为内转轴3的伸出端穿过容器，容器的两端与轴的交界面进行密封，容器内部为冷却液；冷却液可以为静止、流动；冷却液可以为水、油、乙二醇等流体；冷却液可以仅通过容器壁面冷却，或由外部冷却回路冷却。冷却部件6也可以没有，仅使用轴的外表面进行散热。
所述内转轴3伸出中空轴2的一端的外表面设有多个散热凸起或者散热凹槽，所述散热凸起为散热鳍片，所述散热凹槽为燕尾槽，有利于散热。
电机在运行时，首先，内转轴3能将转子的热量通过导热部件5导出至电机外部，即导出至内转轴3的伸出端。再通过冷却部件6对内转轴3的伸出端进行冷却，带走转子的热量，且内转轴3的伸出端设有多个散热凸起或者散热凹槽也可以带走转子的热量，有效降低转子的温度。通过以上方法，减小转子内部各零件之间接触热阻、内转轴3的轴向热阻、内转轴3与外部冷却的热阻，实现了转子总热阻的降低，有效的降低了转子的温度。
本发明的保护范围包括但不限于以上实施方式，本发明的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种带有冷却装置的电机转子，其特征在于：包括转子铁芯（1）、磁钢（4）、中空轴（2）、内转轴（3）和冷却装置，所述冷却装置包括冷却部件（6）和导热部件（5），所述内转轴（3）的外部套有中空轴（2）且内转轴（3）伸出中空轴（2），所述转子铁芯（1）压装到所述中空轴（2）上，所述磁钢（4）粘贴到转子铁芯（1）的外圆表面，所述内转轴（3）的内部为中空结构，所述导热部件（5）安装在所述内转轴（3）内，所述内转轴（3）伸出中空轴（2）的一端安装有冷却部件（6）。
2.根据权利要求1所述的带有冷却装置的电机转子，其特征在于：所述内转轴（3）的一端从中空轴（2）内部的中间位置一直延伸到中空轴（2）的外部。
3.根据权利要求1所述的带有冷却装置的电机转子，其特征在于：所述内转轴（3）的长度大于所述中空轴（2）的长度且所述内转轴（3）的两端均伸出中空轴（2），所述内转轴（3）的两端均安装有冷却部件（6）。
4.根据权利要求1所述的带有冷却装置的电机转子，其特征在于：所述导热部件（5）与内转轴（3）的内部的交界面填充有导热层，所述转子铁芯（1）与中空轴（2）的交界面填充有导热层。
5.根据权利要求4所述的带有冷却装置的电机转子，其特征在于：所述导热部件（5）采用铝或铜。
6.根据权利要求1所述的带有冷却装置的电机转子，其特征在于：所述冷却部件（6）为金属风扇叶，所述金属风扇叶焊接在所述内转轴（3）伸出中空轴（2）的一端，所述金属风扇叶与所述内转轴（3）的接触面填充有导热层。
7.根据权利要求4或6所述的带有冷却装置的电机转子，其特征在于：所述导热层采用胶水、环氧树脂或导热油脂。
8.根据权利要求1所述的带有冷却装置的电机转子，其特征在于：所述内转轴（3）伸出中空轴（2）的一端的外表面设有多个散热凸起或者散热凹槽，所述散热凸起为散热鳍片，所述散热凹槽为燕尾槽。
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