一種液冷式電機(jī)機(jī)殼的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型主要涉及到軌道交通設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種液冷式電機(jī)機(jī)殼。
【背景技術(shù)】
[0002]軌道交通用大功率永磁同步牽引電動機(jī)由于無需電流勵磁，且同時為了防止灰塵、水分、酸堿、車輪與鋼軌摩擦產(chǎn)生的金屬粉末等異物進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部，破壞永磁體，永磁同步牽引電機(jī)通常采用全封閉結(jié)構(gòu)。而由于采用全封閉結(jié)構(gòu)，使得電機(jī)內(nèi)部的熱量不能有效散出，電機(jī)成為一個等溫體，導(dǎo)致定子繞組、轉(zhuǎn)子永磁體、軸承溫度過高，大大降低了電機(jī)運(yùn)行的可靠性。
[0003]為解決電機(jī)內(nèi)部的散熱問題，現(xiàn)有技術(shù)一般采用開啟式自扇風(fēng)冷、封閉式強(qiáng)迫風(fēng)冷、機(jī)殼液冷等冷卻方式，但該幾種散熱方式存在以下幾個問題:
[0004](I)開啟式自扇風(fēng)冷的特點(diǎn)是利用電機(jī)內(nèi)部風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)攪動的空氣冷卻機(jī)殼表面，使電機(jī)由內(nèi)向外通過熱傳導(dǎo)的方式將熱量傳遞到機(jī)殼。但由于風(fēng)扇是安裝在電機(jī)軸上，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速即為轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速，風(fēng)扇的功率由轉(zhuǎn)軸的機(jī)械功率提供，散熱效果不佳，且電機(jī)的功率被大大消耗。
[0005](2)封閉式強(qiáng)迫風(fēng)冷是指冷卻電機(jī)機(jī)殼的風(fēng)量是由電機(jī)外部一臺單獨(dú)的風(fēng)機(jī)供給的，冷卻原理與開啟式自扇風(fēng)冷相同，但此種方式需要在電機(jī)的外部額外安裝一臺風(fēng)機(jī)，這不僅增加了使用成本，也占用了其他設(shè)備的安裝空間。
[0006](3)機(jī)殼液冷冷卻方式是指在機(jī)殼內(nèi)布置水道，冷卻液在水道內(nèi)流過機(jī)殼帶走電機(jī)熱量，但現(xiàn)有液冷冷卻方式一是水道設(shè)置不合理，冷卻液與電機(jī)的接觸面積非常小，存在冷卻效率不高、散熱效果不佳、電機(jī)局部溫升過高的缺陷；二是機(jī)殼中水道的布置復(fù)雜，且占據(jù)了電機(jī)內(nèi)部安裝空間，導(dǎo)致電機(jī)體積增大，使得電機(jī)占用了其他設(shè)備的安裝空間。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題在于:針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供結(jié)構(gòu)簡單緊湊、散熱效果好的一種液冷式電機(jī)機(jī)殼。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0009]—種液冷式電機(jī)機(jī)殼，包括機(jī)殼本體，所述機(jī)殼本體上設(shè)有一個以上的雙層冷卻腔，所述雙層冷卻腔包括由內(nèi)向外依次設(shè)置的內(nèi)層冷卻腔和外層冷卻腔，所述內(nèi)層冷卻腔和外層冷卻腔連通以使冷卻液經(jīng)內(nèi)層冷卻腔流向外層冷卻腔后排出。
[0010]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述機(jī)殼本體上設(shè)有冷卻液輸入口和冷卻液輸出口，所述內(nèi)層冷卻腔的首端與冷卻液輸入口連通，所述外層冷卻腔的首端與冷卻液輸出口連通，所述內(nèi)層冷卻腔的尾端與外層冷卻腔的尾端連通。
[0011]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述雙層冷卻腔為四個，每個所述內(nèi)層冷卻腔的首端通過內(nèi)層連通水道與冷卻液輸入口連通，每個所述外層冷卻腔的首端通過外層連通水道與冷卻液輸出口連通。
[0012]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，四個所述雙層冷卻腔分別設(shè)置于機(jī)殼本體的四角位置。
[0013]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述內(nèi)層冷卻腔和外層冷卻腔內(nèi)均設(shè)有散熱片。
[0014]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，每個所述雙層冷卻腔的內(nèi)層冷卻腔和外層冷卻腔均對稱設(shè)置。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0016]1、本實(shí)用新型的液冷式電機(jī)機(jī)殼，通過在電機(jī)機(jī)殼上設(shè)置雙層冷卻腔，一是增大了冷卻液與電機(jī)機(jī)殼的接觸面積和接觸時間，冷卻液能帶走更多的熱量，散熱效果更好；二是內(nèi)外層冷卻腔的溫度差使電機(jī)由內(nèi)向外的溫度梯度更加明顯，處于外層冷卻腔的冷卻液能夠進(jìn)一步吸收并降低內(nèi)層冷卻腔里冷卻液的溫度，使得電機(jī)的散熱效果更好；三是由于設(shè)有雙層冷卻腔，更有利于電機(jī)內(nèi)部溫度熱傳導(dǎo)，電機(jī)內(nèi)部溫度被最大化的傳導(dǎo)至電機(jī)機(jī)殼外表，結(jié)合機(jī)車行進(jìn)中的風(fēng)力、空氣快速流動等作用，電機(jī)機(jī)殼外表的溫度被迅速降低，散熱效果更好。
[0017]2、本實(shí)用新型的液冷式電機(jī)機(jī)殼，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，冷卻腔與電機(jī)的接觸面積可以靈活的隨電機(jī)空間尺寸進(jìn)行調(diào)整，將雙層冷卻腔布置在電機(jī)四個角上，有效利用了電機(jī)閑置空間，電機(jī)體積不用增大、電機(jī)空間利用率高。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型在實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0019]圖2是本實(shí)用新型在實(shí)施例中首端的截面原理示意圖。
[0020]圖3是本實(shí)用新型在實(shí)施例中尾端的截面原理示意圖。
[0021]圖例說明:
[0022]1、機(jī)殼本體；2、雙層冷卻腔；21、內(nèi)層冷卻腔；22、外層冷卻腔；3、冷卻液輸入口 ；
4、冷卻液輸出口 ；5、內(nèi)層連通水道；6、外層連通水道。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0024]如圖1至圖3所示，本實(shí)用新型提供一種液冷式電機(jī)機(jī)殼，包括機(jī)殼本體1，機(jī)殼本體I上設(shè)有一個以上的雙層冷卻腔2，雙層冷卻腔2包括由內(nèi)向外依次設(shè)置的內(nèi)層冷卻腔21和外層冷卻腔22，內(nèi)層冷卻腔21和外層冷卻腔22連通以使冷卻液經(jīng)內(nèi)層冷卻腔21流向外層冷卻腔22后排出。
[0025]由于在電機(jī)機(jī)殼本體I上設(shè)置雙層冷卻腔2，冷卻液必須先經(jīng)過內(nèi)層冷卻腔21流向外層冷卻腔22后再向機(jī)殼本體I外排出，使得冷卻液與機(jī)殼本體I的接觸面積和接觸時間增大了，冷卻液能帶走更多的電機(jī)熱量，散熱效果更好；并且由于冷卻液先通過內(nèi)層冷卻腔21與電機(jī)進(jìn)行熱交換帶走熱量，然后冷卻液進(jìn)入外層冷卻腔22，內(nèi)外層冷卻腔的溫度差使電機(jī)由內(nèi)向外的溫度梯度更加明顯，處于外層冷卻腔22的冷卻液能夠進(jìn)一步吸收并降低內(nèi)層冷卻腔21里冷卻液的溫度，使得電機(jī)的散熱效果更好；并且通過設(shè)有雙層冷卻腔2，更有利于電機(jī)內(nèi)部溫度熱傳導(dǎo)，電機(jī)內(nèi)部溫度被最大化的傳導(dǎo)至機(jī)殼本體I外表，且不同于其他靜態(tài)設(shè)置的電機(jī)，本實(shí)施例中的電機(jī)設(shè)置在機(jī)車上，由于電機(jī)工作時機(jī)車一般也在運(yùn)行，結(jié)合機(jī)車行進(jìn)中的風(fēng)力、空氣快速流動等作用，機(jī)殼本體I外表的溫度被迅速降低，電機(jī)散熱效果更好。
[0026]在本實(shí)施例中，機(jī)殼本體I上設(shè)有冷卻液輸入口 3和冷卻液輸出口 4，將電機(jī)軸向兩端方向分別定義為首端方向和尾端方向，內(nèi)層冷卻腔21的首端與冷卻液輸入口 3連通，外層冷卻腔22的首端與冷卻液輸出口 4連通，內(nèi)層冷卻腔21的尾端與外層冷卻腔22的尾端連通。冷卻液通過冷卻液輸入口 3進(jìn)入內(nèi)層冷卻腔21，在從內(nèi)層冷卻腔21的尾端流入外層冷卻腔22，最終通過外層冷卻腔22首端的冷卻液輸出口 4排出，使得冷卻液在內(nèi)層冷卻腔21和外層冷卻腔22里停留時間、停留面積最大化，散熱效果更好。
[0027]在本實(shí)施例中，雙層冷卻腔2為四個，每個內(nèi)層冷卻腔21的首端通過內(nèi)層連通水道5與冷卻液輸入口 3連通，每個外層冷卻腔22的首端通過外層連通水道6與冷卻液輸出口 4連通。冷卻液從首端的冷卻液輸入口 3進(jìn)入機(jī)殼本體1，沿內(nèi)層連通水道5分別進(jìn)入沿電機(jī)軸向布置的四個內(nèi)層冷卻腔21，帶走電機(jī)內(nèi)部熱傳導(dǎo)到機(jī)殼的熱量，然后分別通過四個內(nèi)層冷卻腔21的尾端進(jìn)入同樣沿電機(jī)軸向布置的四個外層冷卻腔22，冷卻液流動折回首端，四個外層冷卻腔22內(nèi)的冷卻液匯流于外層連通水道6，并沿著外層連通水道6流到冷卻液輸出口 4 ;通過液冷系統(tǒng)進(jìn)入熱交換后，冷卻液按照以上順序循環(huán)流動與電機(jī)進(jìn)行熱交換，達(dá)到冷卻電機(jī)的效果。在本實(shí)施例中，內(nèi)層連通水道5和外層連通水道6均為非連通的半圓形環(huán)狀，遠(yuǎn)離冷卻液輸入口 3的兩個內(nèi)層冷卻腔21并未通過內(nèi)層連通水道5相連通，同理遠(yuǎn)離冷卻液輸出口 4的兩個外層冷卻腔22也并未通過外層連通水道6相連通；在其他實(shí)施例中，內(nèi)層連通水道5和外層連通水道6也可以均設(shè)為連通環(huán)狀，即四個內(nèi)層冷卻腔21通過內(nèi)層連通水道5依次連通，四個外層冷卻腔22通過外層連通水道6依次連通。
[0028]在本實(shí)施例中，四個雙層冷卻腔2分別設(shè)置于機(jī)殼本體I的四角位置。有效利用了電機(jī)閑置空間，電機(jī)體積不用增大、電機(jī)空間利用率高。
[0029]在本實(shí)施例中，內(nèi)層冷卻腔21和外層冷卻腔22內(nèi)均設(shè)有散熱片，散熱片呈齒狀，散熱效果更佳。
[0030]在本實(shí)施例中，每個雙層冷卻腔2的內(nèi)層冷卻腔21和外層冷卻腔22均對稱設(shè)置。使得內(nèi)層冷卻腔21和外層冷卻腔22之間的熱交換效果更好，散熱效果更佳。
[0031]以上僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本實(shí)用新型思路下的技術(shù)方案均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理前提下的若干改進(jìn)和潤飾，應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種液冷式電機(jī)機(jī)殼，包括機(jī)殼本體(1)，其特征在于，所述機(jī)殼本體(I)上設(shè)有一個以上的雙層冷卻腔(2)，所述雙層冷卻腔(2)包括由內(nèi)向外依次設(shè)置的內(nèi)層冷卻腔(21)和外層冷卻腔(22)，所述內(nèi)層冷卻腔(21)和外層冷卻腔(22)連通以使冷卻液經(jīng)內(nèi)層冷卻腔(21)流向外層冷卻腔(22)后排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液冷式電機(jī)機(jī)殼，其特征在于，所述機(jī)殼本體(I)上設(shè)有冷卻液輸入口(3)和冷卻液輸出口(4)，所述內(nèi)層冷卻腔(21)的首端與冷卻液輸入口(3)連通，所述外層冷卻腔(22)的首端與冷卻液輸出口(4)連通，所述內(nèi)層冷卻腔(21)的尾端與外層冷卻腔(22)的尾端連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液冷式電機(jī)機(jī)殼，其特征在于，所述雙層冷卻腔(2)為四個，每個所述內(nèi)層冷卻腔(21)的首端通過內(nèi)層連通水道(5)與冷卻液輸入口(3)連通，每個所述外層冷卻腔(22)的首端通過外層連通水道(6)與冷卻液輸出口(4)連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液冷式電機(jī)機(jī)殼，其特征在于，四個所述雙層冷卻腔(2)分別設(shè)置于機(jī)殼本體(I)的四角位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任意一項(xiàng)所述的液冷式電機(jī)機(jī)殼，其特征在于，所述內(nèi)層冷卻腔(21)和外層冷卻腔(22)內(nèi)均設(shè)有散熱片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任意一項(xiàng)所述的液冷式電機(jī)機(jī)殼，其特征在于，每個所述雙層冷卻腔(2)的內(nèi)層冷卻腔(21)和外層冷卻腔(22)均對稱設(shè)置。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種液冷式電機(jī)機(jī)殼，包括機(jī)殼本體，機(jī)殼本體上設(shè)有一個以上的雙層冷卻腔，雙層冷卻腔包括由內(nèi)向外依次設(shè)置的內(nèi)層冷卻腔和外層冷卻腔，內(nèi)層冷卻腔和外層冷卻腔連通以使冷卻液經(jīng)內(nèi)層冷卻腔流向外層冷卻腔后排出。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單緊湊，通過設(shè)置雙層冷卻腔，散熱效果更好、電機(jī)空間利用率高。
【IPC分類】H02K9-19, H02K5-20
【公開號】CN204559298
【申請?zhí)枴緾N201520263761
【發(fā)明人】馮江華, 王健, 陳致初, 劉春秀, 李坤, 符敏利, 鄒煜林, 李偉業(yè), 許峻峰, 辛本雨, 胡華, 李蓉
【申請人】南車株洲電力機(jī)車研究所有限公司
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年4月28日