[实用新型]永磁同步电机定子的风冷散热结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电机的定子改进结构，具体是指永磁同步电机定子的风冷散热结构。

背景技术

永磁电机以永磁体替代励磁绕组建立励磁磁场。稳态情况下，主极磁场随着旋转磁场同步转动，因此转子转速亦是同步转速，定子旋转磁场恒与永磁体建立的主极磁场保持相对静止，它们之间相互作用并产生电磁转矩，驱动电机旋转并进行能量转换。

目前国内的永磁同步电机的散热方式基本都采用表面自然冷却或冷却液冷却，其中表面自然冷却方式一般为增大电机的散热表面积，均会在定子外部套上热阻小、散热效果好的铝制外壳，而且外壳表面还分布有散热片，靠电机外壳表面的热辐射和空气自然流动获得冷却，不加装其他专门的冷却装置，电机运行过程中产生的热量通过铁芯、绕组、外壳等通道向外散发，径向散热通道过长造成电机总的热阻较大，电机的热量较难散出，从而导致散热效果不理想，不过，这种散热方式具有结构简单，基本不用维护，制造成本低、环境适应性强的优点，表面自然冷却方式虽然结构简单、环境适应性强，但其冷却效果不好，而且存在由于要增加表面散热面积而导致外形尺寸增大的缺点；冷却液冷却方式一般是在电机定子的外部套上水冷壳体，壳体上具有螺旋水道或轴向水道，电机运行过程中产生的热量通过水道中循环的冷却液带走，水的比热容较大、散热能力较好，所以此种方式的散热效果较好，同时此种散热方式也存在内部构造复杂、防漏密封要求提高、制造成本增加、环境适应性受到限制等缺点，冷却效果良好，但其结构复杂，维修不变，环境适应性较差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供永磁同步电机定子的风冷散热结构，解决目前的永磁同步电机定子散热的途径长、总的热阻较大、散热效果不好、结构复杂的问题。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

永磁同步电机定子的风冷散热结构，包括定子本体，定子本体外部呈正六面柱或正八面柱结构，其内部中空形成圆柱形空腔，定子本体由冲压成型的定子冲片叠压而成，在所述定子本体的定子齿轭部设置有多个通风孔，通风孔的轴线与定子本体的轴线平行，多个通风孔贯穿定子本体。定子本体整体的外部结构为正六面柱或者正八面柱，为了便于其作为整个电机的外壳安装和放置，采用正六面柱或者正八面柱结构，也可以采用圆柱形等其它结构，其本身可作为电机的外壳使用，也可与其他壳体进行热套或冷压装配，定子本体的内部为空腔结构，该空腔为圆柱体，空腔与定子本体同轴。定子本体由定子冲片叠加后形成，定子冲片外形与定子截面相同，定子线圈可采用集中绕组或分布绕组型式，在定子本体的轭部设置多个通风孔，通风孔贯穿整个定子本体，通风孔可以为直线形，其轴线与定子本体的轴线相互平行。当定子绕组工作时，定子绕组的电流方向反复变化，会在定子本体上形成方向反复变化的磁场，该磁场产生涡流损耗及磁滞损耗，产生热量，此为铁损；定子线圈因电流传导产生的热量，此为铜损。铜损通过线圈与定子的接触将热量直接传递至定子本体，在高速运转时，定子本体产生的铁损也随之加大，这些热量由定子本体的通风孔排出，相对于传统电机的由定子绕组、定子壳体、电机客体、散热片散热的方式，定子绕组的热量直接传递至定子本体，由定子本体传递出去，减少了热量传递的路径，减小了热阻，将散热的能力提高了2~4倍，而且，通风孔占据了一定的体积，由于不需要另外在定子外部加套壳体，使得电机结构更加紧凑、大大缩小电机径向尺寸；其冷却介质是空气、因此其漏密封要求较冷却液冷却结构低、制造成本降低、在使用过程中基本可以实现免维护，环境适应性强。

所述通风孔的横截面为任意形状，其侧壁与定子冲片的距离相等。

所述的通风孔均匀分布在定子本体的侧壁上。

所述通风孔横面积之和为定子本体侧壁横面积的30%～55%。进一步讲，作为通风孔的优化设计，需要控制通风孔总横截面面积与定子本体侧壁横面积的比例为30～55：100。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1本实用新型永磁同步电机定子的风冷散热结构，相对于传统电机的由定子绕组、定子壳体、电机壳体、散热片散热的方式，定子绕组的热量直接传递至定子本体，由定子本体传递出去，减少了热量传递的路径，减小了热阻，将散热的能力提高了2~4倍，而且，通风孔占据了一定的体积，由于不需要另外在定子外部加套壳体，使得电机结构更加紧凑、大大缩小电机径向尺寸；其冷却介质是空气、因此其漏密封要求较冷却液冷却结构低、制造成本降低、在使用过程中基本可以实现免维护，环境适应性强；

2本实用新型永磁同步电机定子的风冷散热结构，结构简单，加工工艺较简单，成本较低；