[发明专利]一种电机空心转轴全封闭自循环液冷系统

说明书

本发明涉及一种电机空心转轴全封闭自循环液冷系统。通过安装于空心轴中央的离心扇叶驱动空心轴内的冷却液，流经离心扇叶‑外侧轴向流道‑径向流道‑内侧轴向流道，形成冷却液循环；电机运行时，转子部件热量通过空心轴中央位置传递到离心扇叶附近的冷却液，由于冷却液循环将热量携带到空心轴上离电机端盖较近的位置，从而将热量传递到电机端盖，进而由电机端盖外表面散出，显著提高了电机转子部件的散热能力。本发明通过封闭于空心轴内的自循环油冷系统，提高了电机转子部件的散热能力，可靠性高、维护成本低，且避免了注入式空心轴液冷存在的旋转空心轴与静止外部油道间密封胶圈的动密封、摩擦损耗以及胶圈磨损的问题，适于推广应用。

技术领域

本发明涉及电机空心转轴全封闭自循环液冷系统，具体是一种通过空心轴中央离心式扇叶驱动冷却液，在空心轴内形成冷却液循环的空心转轴全封闭自循环液冷系统。

背景技术

随着电机功率密度的不断提高，冷却技术已成为电机设计与开发中的关键。由于电机定子部件直接与机壳(或端盖)相连，定子部件发出的热量可较为容易地传递到机壳(或端盖)；而电机转子部件与机壳/端盖间热阻较大，转子部件的热量难于散出，易造成转子发热严重。

目前，针对电机转子部件的散热难题，国内外研究者与厂商主要采用三类冷却方式：(1)注入冷却液实现腔内液冷或喷油冷却；(2)腔内开启/封闭式风冷；(3)采用空心轴并通入冷却液实现空心轴注入式液冷。然而，电机腔内液冷和喷油冷却存在维护成本高、绝缘可靠性难以保证、有阻塞、腐蚀及泄露隐患等缺点；腔内开启式风冷需要定期解体清洁、增加维护成本，而封闭式风冷散热性能较弱，难以满足现代电机的冷却需求；注入式空心轴液冷存在旋转的空心轴与静止的外部油道间的动密封问题。针对电机发热与散热特点，研究和开发电机高冷却性能、低成本、高可靠性冷却系统，具有重要实用价值与意义。

发明内容

发明目的

本发明的目的是提供一种电机空心转轴全封闭自循环液冷系统，通过空心轴中央离心式扇叶驱动冷却液，在空心轴内形成冷却液循环。

技术方案

一种电机空心转轴全封闭自循环液冷系统，包括隔板(1)、离心扇叶(2)、冷却液(3)、外侧轴向流道(4)、内侧轴向流道(5)、径向流道(6)、空心轴(7)。

其特征在于：离心扇叶(2)安装于空心轴(7)中央位置，离心扇叶(2)两侧安装隔板(1)，隔出外侧轴向流道(4)与内侧轴向流道(5)；冷却液(3)由离心扇叶(2)驱动，流经离心扇叶(2)-外侧轴向流道(4)-径向流道(6)-内侧轴向流道(5)，形成冷却液循环；当电机运行时，电机转子铁心(9)上的热量通过空心轴(7)中央位置传递到离心扇叶(2)附近的冷却液(3)，由于冷却液(3)形成冷却液循环，流动过程中将热量携带到空心轴(7)上离温度较低的电机端盖(12)较近的位置，从而将热量传递到电机端盖(12)，进而由电机端盖(12)外表面散出。本发明提出的电机空心转轴全封闭自循环液冷系统可以显著提高电机转子部件的散热能力。

优点及效果

与现有技术相比，本发明的优点与积极效果为：

首先，本发明利用空心轴内冷却液循环实现冷却，为液冷结构，对转子部件的散热性能强；其次，本发明冷却系统为封闭在空心轴内的液冷结构，冷却液不接触电机腔内部件，避免了腔内液冷或喷油冷却维护成本高、绝缘可靠性难以保证、有阻塞、腐蚀及泄露隐患的缺点；最后，相比于常规注入式空心轴液冷结构，本发明避免了旋转空心轴与静止外部油道间密封胶圈的动密封、摩擦损耗以及胶圈磨损的问题。

附图说明：

图1为空心转轴全封闭自循环液冷系统基本结构。

图2为安装空心转轴全封闭自循环液冷系统的电机基本结构。

附图标记说明：