[发明专利]一种电机转子冷却结构

说明书

本发明公开了一种电机转子冷却结构，包括：半中空轴、冷却管组件和电机转子；半中空轴为半中空结构，且具有封闭端膨大的内部空腔；电机转子套于半中空轴上，且靠近半中空轴的封闭端；冷却管组件包括相互连接的冷却管头和冷却管道；冷却管头和半中空轴的开口端通过动密封连接，并固定于电机端盖上，其上还设置有进口和出口；冷却管道的外径小于半中空轴开口端的内径，并轴向插入半中空轴的空腔内，从而在冷却管道外壁和半中空轴内壁之间形成冷却通道。本发明能够能够有效增大散热面积并有效防止冷却管道的端部由于悬臂结构变形而接触半中空轴的内壁。

技术领域

本发明属于电机冷却技术领域，更具体地，涉及一种电机转子冷却结构。

背景技术

高速电机具有功率密度高、效率高、体积紧凑等优势，因此被广泛应用于飞机启动/发电机、飞轮储能、高速电主轴、石化领域的增压机、工业空气压缩机/鼓风机等工业领域。但是由于电机的高速运行，电机的转子损耗(包括电磁损耗和机械损耗)通常很大。较大的转子损耗会引起电机转子和轴承发热，降低轴承的寿命，影响电机的安全稳定运行。

为了降低转子温度，需要对转子进行冷却。通常用风冷的方法对转子进行冷却，然而风冷冷却能力有限，而且会造成较大的风摩损耗和噪声。为了增强冷却能力降低噪声，可以采用液冷的方式对转子进行冷却。现有的技术手段有采用半中空轴进行转子冷却，其中半中空轴内部轴向插入冷却管，冷却管外壁和半中空轴内壁形成环形通道，冷却介质通过冷却管以及冷却管和半中空轴之间形成的环形通道来进出半中空轴内部，从而带走转子热量。然而这种方式冷却介质和半中空轴内壁接触面积小，大大限制了其冷却能力。另外，由于冷却管轴向插入半中空轴，形成的悬臂结构，可能会引起冷却管伸入半中空轴侧具有较大的变形，从而接触半中空轴内壁引起摩擦和损坏。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种电机转子冷却结构，其目的在于，使得半中空轴具有封闭端膨大的内部空腔，从而增大散热面积并有效防止冷却管端部与半中空轴内壁接触摩擦而导致结构损坏。

为实现上述目的，本发明提供了一种电机定子冷却结构，包括：半中空轴、冷却管组件和电机转子；

半中空轴为半中空结构，且具有封闭端膨大的内部空腔；封闭端膨大的内部空腔能够减轻半中空轴的重量；

电机转子套于半中空轴上，且靠近半中空轴的封闭端；半中空轴所具有的封闭端膨大的内部空腔，能够增大冷却介质和半中空轴的接触面积，从而加强散热效果；

冷却管组件包括相互连接的冷却管头和冷却管道；冷却管头和半中空轴的开口端通过动密封连接，并固定于电机端盖上，其上还设置有进口和出口；冷却管道的外径小于半中空轴开口端的内径，并轴向插入半中空轴的空腔内，从而在冷却管道外壁和半中空轴内壁之间形成冷却通道；冷却管道轴向插入半中空轴的空腔后形成悬臂结构，半中空轴所具有的封闭端膨大的内部空腔，能够有效防止冷却管道的端部由于悬臂结构变形而接触半中空轴的内壁，进而能够有效防止由此引起的摩擦和损坏。

工作时，冷却介质从进口流入并沿冷却管道从半中空轴的开口端流向半中空轴的封闭端，之后流入冷却管道外壁和半中空轴内壁之间的冷却通道并沿该冷却通道从半中空轴的封闭端流向半中空轴的开口端，在此过程中，冷却介质会吸收由电机转子传导至半中空轴的热量从而冷却电机转子，最后冷却介质流至冷却管头后由出口流出。

进一步地，半中空轴包括：第一转轴结构件和第二转轴结构件；

第一转轴结构件为半中空结构，第二转轴结构件为中空结构，第一转轴结构件的内径大于第二转轴结构件的内径，且第一转轴结构件的开口端与第二转轴结构件的一端相连接，第一转轴结构件的封闭端为半中空轴的封闭端，第二转轴结构件的另一端为半中空轴的开口端，由此形成半中空轴的封闭端膨大的内部空腔；

由两个分立的结构件构成半中空轴，可以方便地加工出半中空轴的内部空腔，从而减小半中空轴的加工难度。