一種油內(nèi)循環(huán)冷卻電機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種油內(nèi)循環(huán)冷卻電機。
【背景技術(shù)】
[0002]目前對于小型電機的冷卻均采用風(fēng)外冷卻方法和內(nèi)冷卻方法,也有采用電機殼體夾層水冷方法。但以上的冷卻方法均不能滿足高效冷卻的要求,對大型電機則有采用導(dǎo)線內(nèi)孔通冷卻液冷卻方式,但體積大,工藝復(fù)雜,對于要求體積小,重量輕且高效散熱的電機以上方法均存在缺陷,如何有效地對電機轉(zhuǎn)子的散熱更是目前技術(shù)未能解決的一個問題,即使是導(dǎo)線內(nèi)冷式大電機其轉(zhuǎn)子的散熱問題也并未解決有效的轉(zhuǎn)子散熱問題。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及人類對環(huán)境保護的要求,低碳節(jié)能已是當(dāng)今社會的主流,如何有效地提高電機效率,提高電機的功重比系數(shù),達(dá)到高效節(jié)能的要求,是目前急需解決的問題。然而如何對電機實現(xiàn)高效散熱是有效地提高電機效率節(jié)能減排的有效途徑。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]鑒于現(xiàn)有技術(shù)不足,本發(fā)明的目的在于提供一種油內(nèi)循環(huán)冷卻電機。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種油內(nèi)循環(huán)冷卻電機,包括冷卻油輸送變頻泵總成、冷卻油熱交換器、散熱風(fēng)機、封閉式電機和油輸送管道,所述的封閉式電機在定子外徑和機殼內(nèi)徑之間設(shè)置有冷卻油通道,設(shè)置在轉(zhuǎn)子軸上的轉(zhuǎn)子球的前后兩外端面設(shè)置有兩貫通轉(zhuǎn)子軸的前后端蓋板,由前后端蓋板外側(cè)兩螺母和轉(zhuǎn)子軸緊固下,而和轉(zhuǎn)子球組合成一光滑外表面的圓柱體,電機前后軸承靠轉(zhuǎn)子球內(nèi)側(cè)部分別設(shè)置有油封,電機殼體上設(shè)置有冷卻油進出口。
[0005]進一步的,所述的設(shè)置在轉(zhuǎn)子軸上的轉(zhuǎn)子球和設(shè)置在轉(zhuǎn)子球前后兩端的端蓋板由前后端蓋板外側(cè)兩螺母在和轉(zhuǎn)子軸緊固下,組合而成的一光滑外表面的圓柱體,其轉(zhuǎn)子球端部和前后端蓋板之間設(shè)置有轉(zhuǎn)子平衡塊,轉(zhuǎn)子平衡塊是由螺絲或平衡片固定在前后端蓋板和轉(zhuǎn)子球相接觸的前后端蓋板內(nèi)側(cè)面,在前后端蓋板外部設(shè)置有螺母緊固螺母,可將蓋板堅固在轉(zhuǎn)子球兩端面上。
[0006]進一步的,所述的封閉式電機在電機前后蓋軸承內(nèi)側(cè)部分別設(shè)置有一密封件,用以防止電機內(nèi)部冷卻機油泄漏。
[0007]進一步的,所述的冷卻油輸送變頻油栗總成是由CPU控制轉(zhuǎn)速,根據(jù)設(shè)置在封閉式電機內(nèi)部定子繞組的熱電偶探頭的信號值經(jīng)CPU處理,控制變頻油栗總成的栗體工作轉(zhuǎn)速,達(dá)到實現(xiàn)改變栗體冷卻油流量的輸出值目的,以改變封閉式電機的散熱效果,實現(xiàn)對封閉式電機的可控散熱。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點:采用低粘度耐高電壓不導(dǎo)電冷卻油對封閉式電機內(nèi)部定轉(zhuǎn)子及繞組進行直接散熱冷卻,冷卻效果好,相對于采用電機外殼夾層油冷式、水冷式以及外殼風(fēng)冷和內(nèi)部風(fēng)冷都具有優(yōu)良的散熱效果。油介質(zhì)直接冷卻比風(fēng)冷卻皿值高,從比熱來看,空氣的比熱(1.003KJ /kg.0C ),水的比熱(4.2KJ/kg.°C),油的比熱(2.lKJ/kg.°C)。相比之下水及油的皿值都比空氣高,散熱關(guān)鍵在于熱傳導(dǎo)介質(zhì)和定轉(zhuǎn)子及繞組之間的溫差和通過介質(zhì)的流量以及介質(zhì)的皿,溫差高,流量大,介質(zhì)的皿高,則散熱效果就好,同時在介質(zhì)流量上是可控的,是由溫度探頭回饋的信號根據(jù)實際使用的要求由CPU控制改變變頻油栗的轉(zhuǎn)速達(dá)到調(diào)整介質(zhì)流量的辦法控制散熱效果。但是由于轉(zhuǎn)子工作轉(zhuǎn)動時的冷卻油的表面張力會對轉(zhuǎn)子運動過程產(chǎn)生阻力。以22KW永磁電機為例,當(dāng)轉(zhuǎn)速在2000轉(zhuǎn)/分以下時,液體張力的阻損大于1.3%,這種阻力損失和風(fēng)冷時的機械損耗相接近,但是若轉(zhuǎn)速高,達(dá)到3000轉(zhuǎn)/分時,則損失上升到3.5%,這種阻損是跟轉(zhuǎn)速的平方成正比。因而本技術(shù)應(yīng)用在轉(zhuǎn)速2000轉(zhuǎn)/分以下的大功率低轉(zhuǎn)速電機則效果較好,特別是目前在混合動力汽車上的應(yīng)用有更好的適用效果,混合動力汽車在高速時采用燃油動力工作,低速時則切換電動驅(qū)動。這樣,高速時由燃油動力驅(qū)動可使動力工作在高效狀況,低速時燃油動力則進入低效工況,因而切換電動驅(qū)動,此時電驅(qū)動則效率又很高,同時又可達(dá)到減排的效果。采用介質(zhì)直接冷卻可有效地降低定子的銅損和電機的鐵損,對于永磁電機可有效地阻止定子對轉(zhuǎn)子的熱輻射,對于異步電機更是解決了轉(zhuǎn)子散熱難這一難題,異步電機轉(zhuǎn)子大電流低電壓溫度高熱損耗大,目前還未有有效的解決方法。該發(fā)明可實現(xiàn)電機效率高,體積小,重量輕,特別是對于目前純電動汽車行業(yè)的使用有著廣泛的運用前景。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明實施例油內(nèi)循環(huán)冷卻電機結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0010]圖2為本發(fā)明實施例封閉式電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)方法A示意圖。
[0011]圖3為本發(fā)明實施例封閉式電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)方法B示意圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步的闡述。
[0013]參考圖1、2、3,本實施例工作原理、結(jié)構(gòu)示意圖,包括油內(nèi)循環(huán)冷卻封閉式電機29,冷卻油輸送變頻泵總成26,冷卻油輸送管25,冷卻油輸送管25分別和冷卻油輸送變頻泵總成26及封閉式電機冷卻油出油口 5相連接,冷卻油輸送變頻泵總成26出口和冷卻油熱交換器27的進口相連接,在冷卻油熱交換器27的出口通過輸油管25和封閉式電機29的冷卻油進油口 4相連接,所述的封閉式電機在定子6外徑和機殼I由凸筋31支撐,其定子和機殼I夾層空間為冷卻油通道30;所述的封閉式電機的轉(zhuǎn)子7是由轉(zhuǎn)子軸13和轉(zhuǎn)子球32前蓋板14,轉(zhuǎn)子球32后蓋板15,轉(zhuǎn)子球32后端蓋板平衡塊16,轉(zhuǎn)子球32前蓋板固定螺母18,轉(zhuǎn)子球前蓋板平衡塊17,轉(zhuǎn)子球后蓋板固定螺母19組合而成,轉(zhuǎn)子軸13前后有前軸承10和后軸承9,分別設(shè)置有前油封11和后油封36。圖2示封閉式電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)方法A。所述的轉(zhuǎn)子軸13貫穿轉(zhuǎn)子球32固定,所述的轉(zhuǎn)子球32由鋁壓鑄固定成形,前后端部固定有前蓋板14和后蓋板15,轉(zhuǎn)子球32以及前蓋板14、后蓋板15組合成一光滑表面的圓柱體幾何狀,這樣可減少轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時由冷卻油表面張力引起的阻力損耗。所述的轉(zhuǎn)子球前蓋板U、后蓋板15分別由轉(zhuǎn)子球前端前蓋板14固定螺母18和轉(zhuǎn)子球后端后蓋板15固定螺母19分別通過轉(zhuǎn)子軸13固定在轉(zhuǎn)子球32兩端部,所述的轉(zhuǎn)子球前端前蓋板14和轉(zhuǎn)子球后端后蓋板15分別在兩端蓋板靠轉(zhuǎn)子球32內(nèi)側(cè)設(shè)置有轉(zhuǎn)子球后端后蓋板平衡塊16和轉(zhuǎn)子球前端前蓋板14平衡塊17,且平衡塊均固定在兩端前后蓋板14、15上,用以平衡轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量,同時由于平衡塊16、17設(shè)置在內(nèi)側(cè),不因平衡塊16、17結(jié)構(gòu)形狀的特型而產(chǎn)生轉(zhuǎn)子?_轉(zhuǎn)動時的阻力損耗。圖3為封閉式電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)方法B示意圖,方法B和方法A類似,但區(qū)別在于:1、其轉(zhuǎn)子球32的兩端面分別設(shè)置有轉(zhuǎn)子球前端固定壓板23和轉(zhuǎn)子球后端固定壓板24,前后端兩固定壓板通過轉(zhuǎn)子球32前端固定螺母20和轉(zhuǎn)子球32后端固定螺母21通過螺栓33將轉(zhuǎn)子球32固定;2、轉(zhuǎn)子球前端前蓋板14和后端后蓋板15方法B和方法A在結(jié)構(gòu)上有所區(qū)別,如圖2、圖3示,轉(zhuǎn)子球前端固定壓板23和后端固定壓板24以及轉(zhuǎn)子球煎端固定螺母20和轉(zhuǎn)子球后端固定螺母21及固定螺栓33均設(shè)置在轉(zhuǎn)子球前后兩端面和轉(zhuǎn)子球前后端前蓋板14、后蓋板15之間,前后蓋板14、15外沿表面和轉(zhuǎn)子球32外沿表面形成一光滑的圓柱體外沿表面,達(dá)到減少轉(zhuǎn)子7運動因冷卻油張力而引起的阻力。
[0014] 實施時,冷卻油輸送變頻栗總成26工作,冷卻油經(jīng)冷卻油輸送管25經(jīng)冷卻油熱交換器27,同時冷卻油熱交換器散熱風(fēng)機28對冷卻油熱交換器27進行冷卻散熱,經(jīng)冷卻后的冷卻油經(jīng)冷卻油輸送管25進入封閉式電機29的冷卻油講油口 4進入封閉式電機29內(nèi)腔后室經(jīng)冷卻油通道30和定轉(zhuǎn)子氣隙空間37進入封閉式電機內(nèi)腔前室,爾后從封閉式電機29的出油口 5出,經(jīng)冷卻油輸油管25進入冷卻油輸送變頻栗總成26,形成一種閉式冷卻油循環(huán)系統(tǒng),實現(xiàn)對封閉式電機轉(zhuǎn)子7、定子6及繞組8的冷卻,設(shè)置有溫度探頭34,可由CPU系統(tǒng)35控制冷卻油輸送變頻泵總成26的栗體工作轉(zhuǎn)速,根據(jù)繞Hg溫度的變化而變化,冷卻油輸送變頻泵總成26在轉(zhuǎn)諫探測溫度高時則冷卻油輸送變頻泵總成26栗體轉(zhuǎn)速高,反之探測溫度低則冷卻油輸送變頻泵總成26轉(zhuǎn)速低,正常將冷卻油出口溫度控制在45°C?60°C之間冷卻效果好。
【主權(quán)項】
1.一種油內(nèi)循環(huán)冷卻電機,包括冷卻油輸送變頻栗總成(26),冷卻油熱交換器(27),冷卻油散熱風(fēng)機(28),封閉式電機(29),冷卻油輸送管(25),其特征在于:所述的封閉式電機機殼(I) h設(shè)詈有冷卻油講油口(4)和冷卻油出油口(5),宙子(6)外徑和機殼(I)同內(nèi)徑之間設(shè)置有冷卻油通道(30),轉(zhuǎn)子(7)其轉(zhuǎn)子球(32)的兩端面設(shè)置有前端蓋板(14)和后端蓋板(15),與轉(zhuǎn)子球(32)組合成一光滑的圓柱體外表面,轉(zhuǎn)子軸(13)在前軸承(10)和后軸承(9)的內(nèi)側(cè),分別設(shè)置有前油圭寸(11)和后油圭寸(36)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油內(nèi)循環(huán)冷卻電機,其特征在于:所述的封閉式電機(29)轉(zhuǎn)子(7)的轉(zhuǎn)子球(32)的前蓋板(14)和后蓋板(15)的內(nèi)側(cè)面和轉(zhuǎn)子球(32)兩端面相鄰處分別設(shè)置有固定在前蓋板內(nèi)側(cè)的轉(zhuǎn)子球前蓋板平衡塊(17)和固定在后端適蓋板內(nèi)側(cè)的后端后蓋板平衡塊(16),在轉(zhuǎn)子球(32 )前蓋板(14 )的外側(cè)設(shè)詈有前蓋板固定螺母(18 )和轉(zhuǎn)子軸(13)相連固宙,在轉(zhuǎn)子球(32)的后蓋板(15)的外側(cè)設(shè)詈有轉(zhuǎn)子球后蓋板固定螺母(19),和轉(zhuǎn)子軸(13)相連固定。
【專利摘要】一種油內(nèi)循環(huán)冷卻電機,包括冷卻油輸送變頻泵總成26,冷卻油熱交換器27,<u>冷卻油散熱風(fēng)機</u>28,封閉式電機29,冷卻油輸送管道25,其特征在于:所述的封閉式電機<u>機殼</u><u>1</u>上設(shè)置有<u>冷卻油進油口</u><u>4</u><u>和冷卻油出油口</u><u>5</u>,定子6外徑和機殼1同內(nèi)徑之間設(shè)置有<u>冷卻油通道</u><u>30</u>,轉(zhuǎn)子7的轉(zhuǎn)子球32的兩端面設(shè)置有<u>前蓋板</u><u>14</u>和<u>后蓋板</u><u>15</u>,與轉(zhuǎn)子球32組合成一光滑的圓柱體外表面,轉(zhuǎn)子軸13在前軸承10和后軸承9的內(nèi)側(cè),分別設(shè)置有前油封11和后油封36。
【IPC分類】H02K9/197
【公開號】CN205248989
【申請?zhí)枴緾N201520601356
【發(fā)明人】郭自剛, 郭暉, 莊建彬
【申請人】福安市廣源機電有限公司
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年8月12日