[发明专利]一种超高速电机转子冷却结构及其轴端搅液装置

说明书

本发明公开一种超高速电机转子冷却结构及其轴端搅液装置，用于超高速电机转子的冷却，转子冷却结构具备集液腔、轴端进液管道、轴端出液管道、冷却流道以及冷却腔，冷却流道沿径向穿设于转子本体靠近两端的表面并且沿轴向穿设所述转子本体；轴端搅液装置包括搅液环和搅液体，搅液环为套设在转轴上的圆环结构，搅液体为设置在搅液环周向外表面的凸起结构。本发明设置的冷却流道贯穿转子本体并靠近转子本体的表面，使得冷却作用在转子的表面，使冷却工质直接在电机转子中最需要散热的部位进行高效的散热，巧妙得用物理结构去很好得利用液体的流体特性、液体气化及冷凝后的压力变化等物理特性。

技术领域

本发明属于电机转子冷却技术领域，具体而言涉及一种超高速电机转子冷却结构及其轴端搅液装置。

背景技术

电机转子是电机中的旋转部件。电机由转子和定子两部分组成，它是用来实现电能与机械能和机械能与电能的转换装置。电机内转子转动方式为电机中间的芯体为旋转体，输出扭矩（指电动机）或者收入能量（指发电机），在电机内转子在转动运行时，会产生热量，由于电机转子在工作过程中处于高速旋转状态，给转子冷却带来较大难度，特别是对于超高速电机，难度尤为大。

超高速电机转速高、谐波含量大，转子产生的热量高；且由于克服离心力的需要，转子护套尤其是碳纤维护套的厚度较厚，热量难以散出；从而使得磁钢温度升高，造成电机性能降低甚至转子失磁。因此，设计一种有效的转子散热结构是非常重要的。

目前大多数转子冷却采用风冷或液冷结构，冷空气或冷却液从中空轴中通过，带走转子产生的热量；但由于轴孔距离发热严重的转子表面较远，冷却工质的热容量不高，风冷和液冷的效果仍无法满足日益增长的超高速电机功率密度要求。

在设计一种需要给高速转动的转轴中心孔处供冷却工质的装置时，发明人还发现常规的设计大多是用泵来实现的，既要设计转子冷却结构，又要预留泵阀及相关管道的连接、排布，将会使整体结构变的臃肿，增加设计成本、生产成本。

有鉴于此，如何解决现有转子冷却效果无法满足功率密度要求日益增长的超高速电机的转子散热问题，便成为本发明所要研究解决的课题。

发明内容

本发明提供一种超高速电机转子冷却结构，其目的是要解决现有转子冷却效果无法满足功率密度要求日益增长的超高速电机的转子散热问题，通过冷却工质的相变过程，改善超高速电机转子散热效果，提升转子安全系数。

为达到上述目的，本发明第一方面提出了一种超高速电机转子冷却结构，用于超高速电机转子的冷却，所述电机上设有冷却水套，所述转子包括转轴、转子本体，转轴具有第一端和第二端，其创新点在于：

所述转子冷却结构具备：

集液腔，集液腔的数量为两个，分别为第一集液腔和第二集液腔，两个集液腔位于转轴的两端并且相互之间联通，集液腔中盛放有冷却工质；

轴端进液管道，轴端进液管道位于转轴的第一端，轴端进液管道在靠近转轴第一端的周向上设置有第一进液口，轴端进液管道在远离转轴第一端的周向上设置有第一出液口，在所述转轴的第一进液口处设置有用于将第一集液腔中的冷却工质搅入轴端进液管道的轴端搅液装置；

轴端出液管道，轴端出液管道位于转轴的第二端，轴端出液管道在靠近转轴第二端的周向上设置有第二进液口，轴端进液管道在远离转轴第二端的周向上设置有第二出液口；

冷却流道沿轴向穿过转子本体，两端环形通道将多条轴向流道汇流为鼠笼型流道构型，所述冷却流道分别与第一出液口和第二进液口联通；

冷却腔，冷却腔靠近冷却水套设置，由冷却水套内循环通过的冷却液对冷却腔内的冷却工质进行冷却，冷却腔位于集液腔的上方并与两个集液腔之间相互联通，冷却腔上设有与第二集液腔联通的气化通道、与第一集液腔联通的液化通道。

本发明第二方面提出了一种轴端搅液装置，该轴端搅液装置用于第一方面中的超高速电机转子冷却结构，其创新点在于，所述轴端搅液装置包括：