起重機(jī)用外轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)的冷卻系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電機(jī)制造技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及電機(jī)冷卻系統(tǒng)，特別是涉及一種起重機(jī)用外轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)的冷卻系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]永磁同步電動(dòng)機(jī)具備體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、效率高、可以實(shí)現(xiàn)直驅(qū)控制等優(yōu)點(diǎn)，適合低速、大扭矩的應(yīng)用場合，在石油開采、港口起重、冶金軋鋼等行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。電機(jī)的溫升影響電機(jī)的使用壽命、安全運(yùn)行。因此必須建立一套有效的冷卻系統(tǒng)帶走電機(jī)的熱量。
[0003]起重機(jī)用永磁同步電機(jī)在運(yùn)行過程中需頻繁的起動(dòng)、制動(dòng)，負(fù)荷變化大，導(dǎo)致起重機(jī)用永磁同步電機(jī)局部溫升問題較為突出。當(dāng)電機(jī)溫度達(dá)到或超過穩(wěn)定工作溫度時(shí)，容易造成絕緣老化和永磁體退磁的現(xiàn)象，導(dǎo)致電機(jī)性能下降，甚至引起安全問題。
[0004]中國實(shí)用新型專利200910306821.7公開了一種外轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)自通風(fēng)的冷卻裝置，在電機(jī)前后端蓋裝有風(fēng)扇輪，風(fēng)扇輪具有一輪轂，以及至少四片徑向朝外延伸排列的葉片，通過前端蓋的離心風(fēng)扇的作用從外部吸入冷空氣，經(jīng)過定子鐵心的軸向通風(fēng)道以及轉(zhuǎn)子的軸向風(fēng)道，最后通過后端蓋離心式風(fēng)扇將電機(jī)內(nèi)部帶有熱量的空氣排出電機(jī)體外。
[0005]上述冷卻系統(tǒng)可以直接對電機(jī)定子線圈和永磁體進(jìn)行直接風(fēng)冷，具有良好的冷卻效果。但是這種結(jié)構(gòu)并不適用于起重機(jī)用外轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)，主要原因有兩方面:一是起重機(jī)用外轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)速很低，每分鐘只有十幾轉(zhuǎn)，而且起重機(jī)用外轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)軸向長度達(dá)到1000mm，所以靠電機(jī)自轉(zhuǎn)帶動(dòng)風(fēng)扇對電機(jī)進(jìn)行冷卻不能很好地將電機(jī)內(nèi)部熱量帶走；另一方面起重機(jī)用外轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)防護(hù)等級要求IP54，所以開啟式的冷卻方式是不可取的?？梢?，基于傳統(tǒng)通風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)無法滿足起重機(jī)用外轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)的散熱要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明目的
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，針對起重機(jī)用外轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)，設(shè)計(jì)了一種新的冷卻系統(tǒng)。
[0007]技術(shù)方案
一種起重機(jī)用外轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)的冷卻系統(tǒng)，包括電機(jī)和冷卻風(fēng)路，其特征在于:電機(jī)包括定子鐵心、定子線圈、空心軸、永磁體、轉(zhuǎn)子；定子鐵心設(shè)置在空心軸外部，轉(zhuǎn)子設(shè)置在定子鐵心外部，定子鐵心的端部設(shè)有定子線圈，永磁體設(shè)置在轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)；冷卻風(fēng)路包括風(fēng)機(jī)、定子鐵心軸向通風(fēng)道、轉(zhuǎn)子軸向通風(fēng)道、空心軸通風(fēng)道；風(fēng)機(jī)安裝在空心軸的端部，空心軸上開有空心軸通風(fēng)孔，各空心軸通風(fēng)孔的位置互相錯(cuò)開；空心軸內(nèi)部開有通風(fēng)道，并且兩端通過擋板封閉；轉(zhuǎn)子采用表貼結(jié)構(gòu)，相鄰磁極間留有空間形成轉(zhuǎn)子軸向通風(fēng)道；定子鐵心開有軸向通風(fēng)道。
[0008]空心軸內(nèi)部套有一個(gè)薄圓筒，薄圓筒通過兩端的擋板固定在空心軸上，形成一個(gè)閉合的冷卻系統(tǒng)。
[0009]空心軸外側(cè)的風(fēng)道與外界進(jìn)行熱量交換，且完全密封。
[0010]空心軸通風(fēng)孔的數(shù)量為4~8個(gè)，且在徑向方向的投影均勻分布。
[0011]永磁體固定于轉(zhuǎn)子內(nèi)表面，相鄰永磁體之間形成多條均勻轉(zhuǎn)子軸向通風(fēng)道。
[0012]在定子鐵心內(nèi)部開有多個(gè)沿電機(jī)軸向的定子鐵心軸向通風(fēng)道，定子鐵心軸向通風(fēng)道沿圓周呈環(huán)狀均勻分布；定子鐵心軸向通風(fēng)道位于定子沖片內(nèi)側(cè)，其形狀為圓柱、扇形或其它不規(guī)則形狀。
[0013]定子鐵心軸向通風(fēng)道位于定子沖片外側(cè)，定子鐵心固定在輻板上，定子鐵心通過輻板與空心軸連接，相鄰輻板間形成通風(fēng)道。
[0014]所述起重機(jī)用外轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)的冷卻系統(tǒng)的冷卻方法，其特征在于:通過風(fēng)機(jī)吹過的風(fēng)一部分直接對定子線圈、定子鐵心進(jìn)行風(fēng)冷，然后帶有電機(jī)內(nèi)部熱量的風(fēng)經(jīng)過空心軸通風(fēng)道將熱量散到電機(jī)外部，回到風(fēng)機(jī)處；另一部分直接對永磁體進(jìn)行風(fēng)冷，并且將定子傳遞給永磁體的熱量帶走一部分，同樣經(jīng)過空心軸通風(fēng)道將熱量散到電機(jī)外部，回到風(fēng)機(jī)處。
[0015]優(yōu)點(diǎn)及效果
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與積極效果如下:
(I)通過裝在軸上的風(fēng)機(jī)的作用，將冷空氣直接經(jīng)過定子鐵心軸向通風(fēng)道和轉(zhuǎn)子軸向通風(fēng)道，一方面直接對定子線圈和定子鐵心進(jìn)行冷卻；另一方面減少定子鐵心向永磁體的熱量傳遞，同時(shí)冷卻空氣直接對永磁體進(jìn)行冷卻，降低永磁體的溫升。
[0016](2)帶有電機(jī)內(nèi)部熱量的空氣經(jīng)過空心軸通風(fēng)道把熱量散到電機(jī)外部，降溫后的空氣回到風(fēng)機(jī)進(jìn)行下一次循環(huán)。
[0017](3)本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)是封閉式的，并且能夠保證空氣的順利流通，將電機(jī)內(nèi)部的熱量散到電機(jī)外部，具有良好的冷卻效果，為電機(jī)的可靠運(yùn)行提供保障。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明總體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為起重機(jī)用外轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)的定子鐵心軸向通風(fēng)道結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3為起重機(jī)用外轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)的另一種定子鐵心軸向通風(fēng)道結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖4為起重機(jī)用外轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子軸向通風(fēng)道結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖5為起重機(jī)用外轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)空心軸通風(fēng)道示意圖。
[0023]圖6為起重機(jī)用外轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)空心軸縱向剖面圖。
[0024]附圖標(biāo)記說明:
1.風(fēng)機(jī)，2.定子線圈，3.轉(zhuǎn)子，4.永磁體，5.定子鐵心，6.空心軸，7.定子鐵心軸向通風(fēng)道，8.空心軸通風(fēng)孔，9.輻板軸，10.薄圓筒，11.擋板。
[0025]【具體實(shí)施方式】:
下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明:
本發(fā)明涉及一種起重機(jī)用外轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)的冷卻系統(tǒng)，如圖1-圖6所示，包括電機(jī)和冷卻風(fēng)路，其特征在于:電機(jī)包括定子鐵心5、定子線圈2、空心軸6、永磁體4、轉(zhuǎn)子3 ;定子鐵心5設(shè)置在空心軸6外部，轉(zhuǎn)子3設(shè)置在定子鐵心5外部，在定子鐵心5的端部設(shè)有定子線圈2，永磁體4設(shè)置在轉(zhuǎn)子3的內(nèi)側(cè)。
[0026]圖1為電機(jī)縱向剖面展示的冷卻結(jié)構(gòu)總體示意圖，冷卻風(fēng)路包括風(fēng)機(jī)1、定子鐵心軸向通風(fēng)道7、轉(zhuǎn)子軸向通風(fēng)道、空心軸通風(fēng)道；風(fēng)機(jī)I安裝在空心軸6的端部，圖5為空心軸通風(fēng)道示意圖，為了使氣流順利流通，在空心軸6上開有空心軸通風(fēng)孔8，各空心軸通風(fēng)孔8的位置互相之間錯(cuò)開，這樣設(shè)置可以降低對電機(jī)空心軸強(qiáng)度的影響；空心軸6內(nèi)部開有通風(fēng)道，并且兩端通過擋板11封閉；轉(zhuǎn)子3采用表貼結(jié)構(gòu)，相鄰磁極間留有空間形成轉(zhuǎn)子軸向通風(fēng)道；定子鐵心5開有軸向通風(fēng)道。
[0027]圖6為空心軸的縱向剖面圖，由于電機(jī)防護(hù)等級要求IP54，開啟式冷卻系統(tǒng)是不可取的，所以在空心軸6內(nèi)部套一個(gè)薄圓筒10，薄圓筒10通過兩端的擋板11固定在空心軸上，這樣形成一個(gè)閉合的冷卻系統(tǒng)，帶有電機(jī)內(nèi)部熱量的空氣可以通過薄圓筒10將熱量散到電機(jī)外部。
[0028]空心軸6外側(cè)的風(fēng)道與外界進(jìn)行熱量交換，且完全密封。
[0029]空心軸通風(fēng)孔8的數(shù)量為4~8個(gè)，且在徑向方向的投影均勻分布