[发明专利]扁平型永磁直线水冷电机冷却结构

说明书

技术领域：本发明涉及一种扁平型永磁直线水冷电机冷却结构。

背景技术：永磁电机需要实现以最小的体积达到最大推力的目的，通过外加冷却的方式可以增大电机的电流密度，从而实现这一目的，目前永磁直线水冷电机主要有两种形式，一种是在铁芯外附加冷却水套进行间接散热，这种方式增加了电机的体积且与热源间的热传递层数较多，热阻较大，体积大且散热效果不好。另一种是在铁芯磁轭中镶嵌冷却管，这种冷却方式较第一种方式而言电机体积较小散热也较直接，但同样的问题是离热源较远，热阻较大，而且外径光滑的冷却管与铁芯之间无法紧密贴合，大部分为线接触，散热面积小，影响散热效果。

发明内容：本发明的目的是提出一种简单、方便、有效的扁平型永磁直线水冷电机冷却结构，以实现永磁直线电机单位体积推力的最大化。本发明采用的技术方案为：一种扁平型永磁直线水冷电机冷却结构，电机的初级为动子，次级为定子，次级为多块拼接，次级为永磁体斜极方式，即永磁体与电机运动轴线倾斜一个角度，电机的初级整体用环氧导热胶灌封，初级铁芯采用宽槽窄齿方式，即铁芯槽宽和齿宽的比值大于1，在绕组槽槽底和槽边处分布开口槽，开口槽中涂放高导热材料并嵌入冷却管，冷却管压扁与开口槽紧密贴合且与开口槽槽口相平，初级铁芯轭部均布圆底直口槽，圆底直口槽槽中涂放高导热材料，圆底直口槽与冷却管过盈配合，冷却管压入圆底直口槽后保证与圆底直口槽紧密接触，冷却管为外径非光滑的铜质冷却岐管，冷却管的进水口和出水口在初级铁芯一端，初级铁芯轭部均匀分布T型槽，T型槽内嵌入T型安装条，T型安装条上开螺纹孔，初级绕组为分数槽绕组。

热量的传递路线如图5所示，电机的热源为绕组，绕组热量的热传递方式主要为通过冷却水循环将热量带走和外壳与外界空气之间的热交换。电机运行时开始启用水冷却，由于电机的绕组的热量高于初级铁芯的热量，所以让冷却循环水由冷却管的进水口进入，先流经绕组槽槽底和槽边的冷却管，冷却循环水通过冷却管和高导热材料与绕组进行热交换，将绕组的热量带走，再流经初级铁芯轭部的冷却管，冷却循环水通过冷却管和高导热材料与初级铁芯进行热交换，将初级铁芯的热量带走，同时，绕组通过高导热材料将热量传递到外壳，初级铁芯通过高导热材料将热量传递到外壳，通过外壳与外界进行热交换。

本发明的技术效果是：

1.在绕组槽放置冷却管能有效对绕组进行散热，同时在铁芯轭部排布冷却管增加了一层散热管，冷却管为铜质冷却岐管可有效增加散热面积，镶嵌冷却管的槽中涂放高导热系材料可有效对未接触的缝隙进行填充增加散热面积，冷却效果好。

2.在铁芯内部放置冷却器不会增加电机的体积，在绕组槽底和槽边等磁场薄弱处开槽镶嵌冷却管不会影响磁路，因此不会影响电机性能。

3.冷却管在铁芯中为双层布置，即绕组槽槽底和槽边处冷却为一层，铁芯轭部冷却为一层，该结构便于实现一侧进出水，便于布线，方便使用。

4.绕组槽槽底、槽边和铁芯轭部同时开槽镶嵌外径非光滑的铜质冷却岐管，并在冷却岐管与铁芯面涂放高导热材料，可以增加散热面积、改善散热效果。

附图说明：

图1为本发明整体结构主视图。

图2为本发明初级剖视图。

图3为本发明初级铁芯主视图。

图4为本发明冷却管剖视图。

图5为热量的传递路线如下图。

具体实施方式：

如图1所示，一种扁平型永磁直线水冷电机冷却结构，电机的初级1为动子，次级2为定子，次级2为多块拼接，次级2为永磁体斜极方式即永磁体与电机运动轴线倾斜一个角度，如图2、图3所示，电机的初级1整体用环氧导热胶10灌封，初级铁芯3采用宽槽窄齿方式即铁芯的绕组槽宽和铁芯齿宽的比值大于1，在绕组槽槽底和槽边处分布开口槽11，开口槽11中涂放高导热材料并嵌入冷却管4，冷却管4压扁与开口槽11紧密贴合且与开口槽11槽口相平，初级铁芯3轭部均布圆底直口槽12，圆底直口槽12槽中涂放高导热材料，圆底直口槽12与冷却管4过盈配合，冷却管4压入圆底直口槽12后保证与圆底直口槽12紧密接触，如图4所示，冷却管4为外径非光滑的铜质冷却岐管，冷却管4的进水口9和出水口8在初级铁芯3一端，初级铁芯3轭部均匀分布T型槽13，T型槽13内嵌入T型安装条5，T型安装条5上开螺纹孔，初级绕组6为分数槽绕组。