[发明专利]一种基于半导体制冷片的水冷电机定子及电机

说明书

本发明公开了一种基于半导体制冷片的水冷电机定子，水冷电机定子包括外带有水冷机壳的定子铁芯和定子绕组，水冷机壳的内壁设有端部散热器；所述定子铁芯与定子绕组之间设有导热绝缘片，导热绝缘片和端部散热器之间固定有半导体制冷片，半导体制冷片的冷端与所述导热绝缘片连接，半导体制冷片的热端与所述端部散热器连接。该水冷电机定子在较高的环境温度中运行，仍可实现快速带走定子绕组的热量，保护定子绕组的绝缘层。本发明还公开了一种包括上述水冷电机定子的电机，该电机可提高热传导效率，在瞬时发热量较大时，通过水冷电机定子快速带走热量，实现瞬时过载能力的提高，增强了电机运行的可靠性。

技术领域

本发明涉及电机制造领域，特别是涉及一种基于半导体制冷片的水冷电机定子及电机。

背景技术

近年来随着电动汽车、自动化行业的发展，电机应用的工况随之变得复杂化，对电机的负载能力及可靠性要求也逐步提高。尤其是针对电机的短时过载能力提出了更高的要求。虽然电机的设计在不断改进，但因能量损耗和低能效而不可避免的产生热量。特别是在短时过载或者高温环境中运行的电机，冷却方式及结构的设计对电机性能及可靠性有着决定性的影响。

传统的电机冷却方式，因其冷却介质温度受环境温度限制，冷却结构无法实现快速带走电机热量，导致电机在短时过载或者高温环境运行中，容易出现温度过高，继而出现定子绝缘层破坏的问题。

公开号为CN 210578134 U的说明书公开了一种快速制冷无刷电机壳，包括内壳、外壳、制冷仪、前盖板、后盖板、冷却回路及半导体制冷片，其中：所述的半导体制冷片螺旋阵列设置于内壳外壁且所述的半导体制冷片之间串联设置，所述的半导体制冷片冷端镶嵌设置于内壳外壁内且所述的半导体制冷片热端超出内壳外壁设置。通过将所述的半导体制冷片螺旋阵列设置于内壳外壁并且设置冷却回路，达到对无刷电机内壳内部进行快速制冷。所述的半导体制冷片冷端与热源之间有内壳相隔，其瞬时散热性能受到影响，电机的可靠性提升不明显。

公开号为CN 110061585 A的说明书公开了一种电机散热控制方法。电机包括壳体、定子、转子、多个第一半导体制冷片、外部散热装置和多个第一导热片；第一定子槽处于所述的定子的上侧中部；且处于所述的第一定子槽一侧的所述的第一半导体制冷片为第一组第一半导体制冷片，处于所述的第一定子槽另一侧的所述的第一半导体制冷片为第二组第一半导体制冷片。

其中，电机散热控制方法包括：控制所述的第一组第一半导体制冷片和所述的第二组第一半导体制冷片均按照预设规律变化的功率值工作。通过控制所述的第一半导体制冷片的工作功率值，使电机的散热和电机的发热达到有效合理的统一，充分利用不同散热功率的所述的第一半导体制冷片，保证电机散热的合理性，达到散热和发热的统一。所述的定子上设有安装半导体制冷片的定子槽，定子槽的存在会导致定子导热性能下降，散热系统能耗上升；同时，也增大了电机的设计复杂度及加工难度。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种基于半导体制冷片的水冷电机定子，能够保护定子绕组的绝缘层，提高电机定子的可靠性，继而提高电机运行的可靠性和安全性。

一种基于半导体制冷片的水冷电机定子，包括定子铁芯和定子绕组，所述定子铁芯和定子绕组外带有水冷机壳，水冷机壳的内壁设有端部散热器；所述定子铁芯与定子绕组之间设有导热绝缘片，导热绝缘片和端部散热器之间固定有半导体制冷片，半导体制冷片的冷端与所述导热绝缘片连接，半导体制冷片的热端与所述端部散热器连接。

在电机瞬时负载较大或环境温度较高时，所述的定子铁芯和定子绕组热量提升，热量通过导热绝缘片传导至半导体制冷片的冷端，利用半导体制冷片的珀耳帖效应，迅速进行热量交换，半导体制冷片的热端将热量传入端部散热器，与端部散热器相连的水冷机壳将热量带入机壳内循环的冷却液进行消耗。经过半导体制冷片与水冷机壳的主动冷却配合，实现了高效的散热过程。所述的水冷机壳为内部设有流道的圆环柱体，外壁设有出水口和入水口。