專利名稱：具有風冷散熱結構的永磁同步電機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種電機的定子改進結構，具體是指具有風冷散熱結構的永磁同步電機。
背景技術：
永磁電機以永磁體替代勵磁繞組建立勵磁磁場。穩(wěn)態(tài)情況下，主極磁場隨著旋轉磁場同步轉動，因此轉子轉速亦是同步轉速，定子旋轉磁場恒與永磁體建立的主極磁場保持相對靜止，它們之間相互作用并產生電磁轉矩，驅動電機旋轉并進行能量轉換。目前國內的永磁同步電機的散熱方式基本都采用表面自然冷卻或冷卻液冷卻，其中表面自然冷卻方式一般為增大電機的散熱表面積，均會在定子外部套上熱阻小、散熱效 果好的招制外殼，而且外殼表面還分布有散熱片，靠電機外殼表面的熱福射和空氣自然流動獲得冷卻，不加裝其他專門的冷卻裝置，電機運行過程中產生的熱量通過鐵芯、繞組、夕卜殼等通道向外散發(fā)，徑向散熱通道過長造成電機總的熱阻較大，電機的熱量較難散出，從而導致散熱效果不理想，不過，這種散熱方式具有結構簡單，基本不用維護，制造成本低、環(huán)境適應性強的優(yōu)點，表面自然冷卻方式雖然結構簡單、環(huán)境適應性強，但其冷卻效果不好，而且存在由于要增加表面散熱面積而導致外形尺寸増大的缺點；冷卻液冷卻方式一般是在電機定子的外部套上水冷殼體，殼體上具有螺旋水道或軸向水道，電機運行過程中產生的熱量通過水道中循環(huán)的冷卻液帶走，水的比熱容較大、散熱能力較好，所以此種方式的散熱效果較好，同時此種散熱方式也存在內部構造復雜、防漏密封要求提高、制造成本増加、環(huán)境適應性受到限制等缺點，冷卻效果良好，但其結構復雜，維修不變，環(huán)境適應性較差。

實用新型內容本實用新型的目的在于提供具有風冷散熱結構的永磁同步電機，解決目前的永磁同步電機定子散熱的途徑長、總的熱阻較大、散熱效果不好、結構復雜的問題。本實用新型的目的通過下述技術方案實現(xiàn)具有風冷散熱結構的永磁同步電機，包括定子本體，定子本體由定子沖片疊壓而成，兩端分別直接安裝前端蓋和后端蓋，定子本體的齒部構成繞組鐵芯，在繞組鐵芯上安裝有定子繞組，在前端蓋和后端蓋之間通過軸承安裝電機軸，轉子冷壓在電機軸上，在電機軸的末端上安裝有旋轉變壓器，在所述定子本體的軛部上開設有多個通風孔，通風孔的軸線與定子本體的軸線平行，通風孔貫穿整個定子本體，在前端蓋和后端蓋上分別設置有進風口和出風ロ。定子本體整體的外部結構為正六面柱或者正八面柱，為了便于其作為整個電機的外殼安裝和放置，采用正六面柱或者正八面柱結構，也可以采用圓柱形等其它結構，定子本體由定子沖片疊壓而成，其內部為空腔結構，該空腔為圓柱體，空腔與定子本體同軸，定子齒形成定子繞組的鐵心骨架，在定子齒上纏繞定子線圈，在定子本體的側壁上設置多個通風孔，通風孔貫穿整個定子本體，通風孔可以為直線形，其軸線與定子本體的軸線相互平行，前端蓋與定子本體之間直接安裝，后端蓋與定子本體之間直接安裝，由通風孔將前后端蓋與定子形成的空腔連通；當定子繞組工作吋，定子繞組的電流方向反復變化，會在定子本體上形成方向反復變化的磁場，該磁場產生渦流損耗及磁滯損耗，產生熱量，此為鐵損；定子線圈因電流傳導產生的熱量，此為銅損。銅損通過線圈與定子的接觸將熱量直接傳遞至定子本體，在高速運轉時，定子本體產生的鐵損也隨之加大，這些熱量由定子本體的通風孔傳遞給空氣，并由后端蓋上的出風ロ排出，相對于傳統(tǒng)電機的由定子繞組、定子殼體、電機殼體、散熱片散熱的方式，定子繞組的熱量直接傳遞至定子本體，由定子本體傳遞出去，減少了熱量傳遞的路徑，減小了熱阻，將散熱的能力提高了 2 4倍，而且，通風孔占據(jù)了ー定的體積，由于不需要另外在定子外部加套殼體，使得電機結構更加緊湊、大大縮小電機徑向尺寸；其冷卻介質是空氣、因此其漏密封要求較冷卻液冷卻結構低、制造成本降低、在使用過程中基本可以實現(xiàn)免維護，環(huán)境適應性強。所述通風孔的橫截面為任意形狀，其側壁與定子沖片的距離相等。所述的通風孔均勻分布在定子本體的側壁上。所述通風孔橫面積之和為定子本體側壁橫面積的30% 55%。進ー步講，作為通風孔的優(yōu)化設計，需要控制通風孔總橫截面面積與定子本體側壁橫面積的比例為30 55 :100。所述進風口和出風ロ分別位于永磁同步電機的對角線上。為了最佳的換熱效果，盡量多的排出定子的熱量，采用進風口和出風ロ對角線的分布形式，可以提高散熱效果。本實用新型與現(xiàn)有技術相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果I本實用新型具有風冷散熱結構的永磁同步電機，相對于傳統(tǒng)電機的由定子繞組、定子殼體、電機殼體、散熱片散熱的方式，定子繞組的熱量直接傳遞至定子本體，由定子本體傳遞出去，減少了熱量傳遞的路徑，減小了熱阻，將散熱的能力提高了 2 4倍，而且，通風孔占據(jù)了一定的體積，由于不需要另外在定子外部加套殼體，使得電機結構更加緊湊、大大縮小電機徑向尺寸；其冷卻介質是空氣、因此其漏密封要求較冷卻液冷卻結構低、制造成本降低、在使用過程中基本可以實現(xiàn)免維護，環(huán)境適應性強；2本實用新型具有風冷散熱結構的永磁同步電機，結構簡單，加工エ藝較簡單，成本較低；3本實用新型具有風冷散熱結構的永磁同步電機，組裝方便，エ藝簡單，沒有了外殼和散熱片，重量較輕，整機成本低廉，適于推廣。

圖I為本實用新型外部結構示意圖；圖2為本實用新型半剖結構示意圖；圖3為本實用新型定子本體結構示意圖。附圖中標記及相應的零部件名稱I-定子本體，2-定子沖片，3-通風孔，4-前端蓋，5-旋轉變壓器，6_后端蓋，7_出風ロ，8-轉子，9-進風ロ，10-電機軸，11-軸承，12-定子繞組。
具體實施方式
下面結合實施例對本實用新型作進ー步的詳細說明，但本實用新型的實施方式不限于此。
實施例如圖I至3所示，本實用新型具有風冷散熱結構的永磁同步電機，包括依次連接的前端蓋4、定子本體I、以及后端蓋6，定子本體I由沖壓成型的定子沖片2疊壓而成，整體的外部結構為正六面柱，為了便于其作為整個電機的外殼安裝和放置，也可以采用正八面柱、圓柱形等其它結構，定子本體I的內部為空腔結構，該空腔為圓柱體，空腔與定子本體I同軸，定子齒形成定子繞組的鐵心骨架，在定子齒上纏繞有定子繞組12，電機轉子8冷壓在電機軸10上組成轉子軸，轉子軸通過前后軸承11固定在前端蓋4和后端蓋6之間,在電機軸10末端上安裝有旋轉變壓器5，在定子本體I的軛部上設置多個通風孔3，通風孔3連通定子本體I的兩個端面，通風孔3可以為直線形，則其軸線與定子本體I的軸線相互平行，通風孔3橫面積之和為定子本體I側壁橫面積的30% 55% ;前端蓋4與定子本體I之間形成空腔，后端蓋6與定子本體I之間形成空腔，由通風孔3將兩個空腔連通，在前端蓋4上設置有進風ロ 9，在后端蓋6上設置出風ロ 7，進風ロ 9和出風ロ 7位于電機的對角線上。 以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實用新型的技術實質上對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.具有風冷散熱結構的永磁同步電機，包括定子本體(1)，定子本體(I)由定子沖片(2)疊壓而成，兩端分別直接安裝前端蓋(4)和后端蓋(6)，定子本體(I)的齒部構成繞組鐵芯，在繞組鐵芯上安裝有定子繞組(12)，在前端蓋(4)和后端蓋(6)之間通過軸承(11)安裝電機軸(10)，轉子(8)冷壓在電機軸(10)上，在電機軸(10)的末端上安裝有旋轉變壓器(5)，其特征在于在所述定子本體(I)的軛部上開設有多個通風孔(3)，通風孔(3)的軸線與定子本體(I)的軸線平行，通風孔(3)貫穿整個定子本體(1)，在前端蓋(4)和后端蓋(6)上分別設置有進風ロ(9)和出風ロ(7)。
2.根據(jù)權利要求I所述的具有風冷散熱結構的永磁同步電機，其特征在于所述通風孔(3)的橫截面為任意形狀，其側壁與定子沖片(2)的距離相等。
3.根據(jù)權利要求2所述的具有風冷散熱結構的永磁同步電機，其特征在于所述的通風孔(3)均勻分布在定子本體(I)的側壁上。
4.根據(jù)權利要求I至3中任意一項所述的具有風冷散熱結構的永磁同步電機，其特征在于所述通風孔橫面積之和為定子本體(I)側壁橫面積的30% 55%。
5.根據(jù)權利要求4所述的具有風冷散熱結構的永磁同步電機，其特征在于所述進風ロ(9)和出風ロ(7)分別位于永磁同步電機的對角線上。
專利摘要本實用新型公布了具有風冷散熱結構的永磁同步電機，包括定子本體，定子本體由定子沖片疊壓而成，兩端分別直接安裝前端蓋和后端蓋，定子本體的齒部構成繞組鐵芯，在繞組鐵芯上安裝有定子繞組，在前端蓋和后端蓋之間通過軸承安裝電機軸，轉子冷壓在電機軸上，在電機軸的末端上安裝有旋轉變壓器，其特征在于在所述定子本體的軛部上開設有多個通風孔，通風孔的軸線與定子本體的軸線平行，通風孔貫穿整個定子本體，在前端蓋和后端蓋上分別設置有進風口和出風口。本實用新型將散熱的能力提高了2~4倍，電機結構更加緊湊、大大縮小電機徑向尺寸；其冷卻介質是空氣、密封要求低、制造成本降低、在使用過程中基本可以實現(xiàn)免維護。
文檔編號H02K21/02GK202663263SQ201220362509
公開日2013年1月9日 申請日期2012年7月25日 優(yōu)先權日2012年7月25日
發(fā)明者樊成芳, 何勤, 張闖, 周靜 申請人:成都聯(lián)騰動力控制技術有限公司