[发明专利]一种定子采用密闭式自循环冷却系统的永磁同步电机装置

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种定子采用密闭式自循环冷却系统的永磁同步电机装置，属于电气技术领域。

背景技术

永磁电机因其无需励磁绕组和励磁电源，结构简单、损耗小，具有效率高、功率密度高等显著优点，特别是在能效方面表现出电励磁电动机难以匹敌的的优越性。永磁电机在航天、机械加工、船舶及军工领域以其独特的优势，具有良好的应用前景。

永磁电机与常规电机相比，永磁电机的磁场由永磁体产生，由于驱动方式的不同以及极槽的影响，永磁电机转子会产生损耗，并集中分布于磁极及转子轭表层区域，从而导致该区域热源密度较大，引起转子发热。严重时会造成永磁体退磁，影响电机的性能及可靠性，缩短电机使用寿命。目前，永磁电机的冷却方式为空冷、水冷、密闭油冷等，对转子散热作用小，进而影响永磁体性能，进而危及电机安全。

发明内容

本发明针对目前永磁电机实心转子表面温升较高且温度分布不均衡，使永磁体温度过高而退磁的问题，提出了一种定子采用密闭式自循环冷却系统的永磁同步电机装置，使电机内永磁体及整个电机的工作稳定性提高。

本发明解决其技术问题的技术方案：包括电机轴及电机轴上套有的转子铁芯，电机轴与转子铁芯之间设有隔磁环，转子铁芯外套有定子铁芯，转子铁芯与定子铁芯之间设有真空护套，定子铁芯外套有机壳，机壳内侧和外侧分别设有冷却管。

所述转子铁芯表面沿轴向设有转子通风沟槽，所述转子通风沟槽数量为4-12个，其宽度为3-5mm，深度为1-2mm；所述的真空护套由内层壁、真空层、外层壁组成；所述的真空护套的内层壁和外层壁壁厚约为1-2mm，真空层厚度为0.5-1.5mm。

定子铁芯内圆侧沿圆周均匀分布定子绕组槽，外圆侧沿圆周均匀分布定子通风沟槽；所述的定子通风沟槽数量为6-15个。

冷却管形状为矩形，由内冷却管和外冷却管组成，所有冷却管组成环形结构；内冷却管放置在定子通风沟槽底部，内冷却管横截面占定子通风沟槽横截面的40%-60%；外冷却管安放在机壳外部；冷却管沿轴向呈3°-5°倾斜角度。

所述的真空护套为导电材料。

本发明和现有技术相比所具有的有益效果：分别在机壳内外设有冷却管，设计不同冷却通道合成一个二相介质冷却系统，可以有效降低电机工作温升，提高电机系统稳定性。此外，转子表面外的真空护套可以形成近似绝热层，转子表面形成的涡流及由此产生的热量很难向下传递，即向永磁体传递热量；由于永磁电机定转子间气隙非常小，一般约为0.5-3mm之间，定转子之间的温度梯度，可以通过密闭式定子自循环冷却系统来冷却转子。进一步转子铁芯表面沿轴向设有转子通风沟槽，在风扇作用下，可形成圆周风速和轴向风速，可以显著减小转子轴向温差，使得电机转子冷却效果好，进而削弱因热应力分布不平衡给电机带来的影响。

附图说明

图1为本发明剖面结构示意图；

图2为本发明横切面结构示意图；

图3为本发明冷却管结构示意图。

图中，1.定子铁芯，2.定子绕组槽，3.定子通风沟槽，4.转子铁芯，5.转子通风沟槽，6.永磁体，7.真空护套，7-1.真空护套的内层壁，7-2.真空护套的真空层，7-3.真空护套的外层壁，8.冷却管，8-1.内冷却管，8-2.外冷却管，9.隔磁环，10.电机轴，11.机壳，12.轴流风扇，13.定子绕组。

具体实施方式

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1：如图1和图2所示，定子铁芯1内圆侧沿圆周均匀分布定子绕组槽2，外圆侧沿圆周均匀分布定子通风沟槽3；所述的定子通风沟槽数量为8个；永磁体6采用4极，嵌放在转子铁芯4内或表贴在转子铁芯4上；所述的隔磁环9与电机轴10键连接；转子通风沟槽5数量为4个；所述冷却管8沿轴向呈3°-5°倾斜角度。风扇将热量通过与机壳内冷却管中冷却液进行热量交换，受热冷却管内冷却液，蒸发后冷却液流到机壳外冷却管，如图3中实箭头所示。机壳外的冷却管与内部相通，且与内部热空气流动方向相反，如图3中虚箭头所示。机壳外的冷却管与内部相通，且与内部热空气流动方向相反，如图3中虚箭头所示。