CN105553204B - 水冷电机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水冷电机，包括转子和定子，所述转子固定于中心转轴上，还包括散热管道，所述转子包括相对设置的第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和第二壳体上均设置有磁铁，两个所述磁铁以N极和S极相对设置，所述定子固定于两个所述磁铁之间，所述定子内嵌有所述散热管道。本发明提供的水冷电机，散热管道内嵌于定子中，如此在水冷电机运行过程中定子所接收的热量能够直接由散热管道进行散热，从而使得水冷电机的散热效率较高。
Description
技术领域
本发明涉及电机技术，具体涉及一种双转子单定子无铁芯的水冷电机。
背景技术
电机在运行过程中，转子转动过程中的机械摩擦会发热，电机的线圈由于具有一定的电阻会发热，为了散热，现有技术一般在电机的壳体中设置散热管道，通过散热管道内流通的散热液实现散热。
现有技术的不足之处在于，设置于电机壳体中的散热管道使得并不与转子和定子直接接触，使得散热效率较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种水冷电机，以解决现有技术中电机的散热效率较低的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种水冷电机，包括转子和定子，所述转子固定于中心转轴上，还包括散热管道，所述转子包括相对设置的第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和第二壳体上均设置有磁铁，两个所述磁铁以N极和S极相对设置，所述定子固定于两个所述磁铁之间，所述定子内嵌有所述散热管道。
上述的水冷电机，所述第一壳体和第二壳体分别为所述水冷电机外壳的前壳和后壳。
上述的水冷电机，所述定子通过轴承转动连接于所述中心转轴上。
上述的水冷电机，所述第一壳体和所述第二壳体与各自相对的所述磁铁之间均夹有背磁。
上述的水冷电机，多个所述磁铁呈环状布置于所述第一壳体上，任意两个相邻的所述磁铁的磁极布置方向相反。
上述的水冷电机，所述定子的材质为环氧树脂模塑料。
上述的水冷电机，所述定子在径向上分为第一段和第二段，所述第一段的轴向尺寸大于所述第二段的轴向尺寸，所述散热管道位于所述第一段中，所述磁铁与所述第二段相对设置。
上述的水冷电机，所述散热管道为蛇形管道。
上述的水冷电机，所述定子包括壳体，所述壳体内开设有容纳腔，所述容纳腔内设置有导热液，所述散热管道和所述电子的线圈均浸于所述导热液中。
上述的水冷电机，还包括隔液板，所述容纳腔为环状腔，所述隔液板固定于所述环状腔中，所述散热管道的进液管和出液管位于所述隔板的相对两侧。
在上述技术方案中，本发明提供的水冷电机，散热管道内嵌于定子中，如此在水冷电机运行过程中定子所接收的热量能够直接由散热管道进行散热，从而使得水冷电机的散热效率较高。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的水冷电机的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的水冷电机的爆炸示意图；
图3为本发明实施例提供的水冷电机的定子散热结构示意图；
图4为本发明实施例提供的水冷电机磁路示意图；
图5为本发明实施例提供的水冷电机电源出线和油路示意图。
附图标记说明：
1、转子；2、定子；3、中心转轴；4、散热管道；5、第一壳体；6、第二壳体；7、磁铁；8、背铁；9、轴承；10、环状腔；11、隔液板；12、进液管；13、出液管；14、磁路；15、三相电源出线；16、散热油路走向。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
如图1-5所示，本发明实施例提供的一种水冷电机，包括转子1和定子2，转子1固定于中心转轴3上，定子2转动连接连接中心转轴3上，还包括散热管道4，转子1包括相对设置的第一壳体5和第二壳体6，第一壳体5和第二壳体6上均设置有磁铁7，两个磁铁7以N极和S极相对设置，定子2固定于两个磁铁7之间，定子2内嵌有散热管道4。
本实施例中，水冷电机中“水冷”应做广义理解，理解为液体冷却，其冷却液既可以是蒸馏水，也可以在蒸馏水中添加各类添加剂，进一步，冷却液还可以各类非水的液体，如液压油等等。
具体的，转子1固定于中心转轴3上，跟随中心转轴3发生转动，中心转轴3接收外力如水流冲击力、风力的驱动以转动，转子1包括相对设置的两个壳体：第一壳体5和第二壳体6，第一壳体5和第二壳体6上均固定有磁铁7，且两个磁铁7以N极和S极相对设置，如此在第一壳体5和第二壳体6之间形成较为稳定的磁感线。定子2固定于两个磁铁7之间，定子2可转动连接于中心转轴3，如通过轴承连接于中心转轴3上，此时中心转轴3对定子2仅具有一个支撑作用，中心转轴3转动时定子2并不跟随转动，又或者水冷电机具有其它的不运动结构，定子2固定于该不运动结构上从而实现固定。水冷电机工作时，外力推动中心转轴3转动，中心转轴3带动转子1转动，定子2固定不动以切割磁感线。本实施例中，定子2上还开设有固定孔或者固定槽，固定孔或固定槽中固定有散热管道4，散热管道4内流动有散热液，如此定子2发出的热量通过散热液的流动以输送出去。
本实施例中，散热管道4除位于定子2内的管道外，还应包括位于定子2外侧的水泵、散热组件等结构，这些结构可参考现有技术中散热装置的相关结构。
本实施例提供的水冷电机，散热管道4内嵌于定子2中，如此在水冷电机运行过程中定子2所接收的热量能够直接由散热管道4进行散热，相比现有技术中设置于水冷电机外壳上的散热装置，本实施例定子2上的散热管道4的散热效率较高。
本实施例中，优选的，第一壳体5和第二壳体6分别为水冷电机外壳的前壳和后壳，此时水冷电机的外壳兼具转子1的功能，使得水冷电机的整体组件较少。
本实施例中，进一步的，第一壳体5和第二壳体6与各自相对的磁铁7之间均夹有背铁8，背铁8的材质为阻磁性材料，如此让背铁8背离磁铁7一侧的磁感线的强度较低。
本实施例中，更进一步的，多个磁铁7呈环状布置于第一壳体5上，任意两个相邻的磁铁7的磁极布置方向相反，如具有十个磁铁7，五个磁铁7在水平方向上的磁极以N-S向布置，五个磁铁7在水平方向上的磁极以S-N向布置，且相邻磁铁7的磁极布置方向相反，如此设置的优点在于，在转子1转动一周的过程中，定子2经历的磁感线的变化较大。同时可以得到在空间上正弦分布的磁场，减弱水冷电机的齿槽效应力矩。
本实施例中，优选的，定子2的材质为环氧树脂模塑料，一般的，定子2的均采用硅钢片铁芯定子2，环氧树脂模塑料的定子2相比硅钢片铁芯定子2，其优势如下表所示：
由上表可知，在密度、铁损、绝缘性以及生产效率方面，环氧树脂模塑料的定子2相比传统的硅钢片铁芯定子2具有较为显著的优势。
本实施例中，进一步的，定子2在径向上分为第一段和第二段，第一段的轴向尺寸大于第二段的轴向尺寸，散热管道4位于第一段中，磁铁7与第二段相对设置，即第一段的厚度大于第二段的厚度，第二段主要用于切割磁感线，第一段用于固定散热管道4，如此散热管道4拥有更大的散热接触面积，如此在影响水冷电机运转的情况下尽可能增加散热接触面积，提升散热管道4的散热能力。
本实施例中，更进一步的，进液管12和出液管13在水冷电机同一侧，在水冷电机内部有隔液板，将导热液分隔开，形成散热油路走向16。
本实施例中，更进一步的，定子6通过前后两个轴承9和水冷电机轴3组成转子和定子，前后机壳通过水冷电机轴上的螺丝固定位的连接，形成前后磁钢、背铁和机壳组成的水冷电机转子。
本实施例中，更进一步的，三相电源出线15和进出液管都在水冷电机定子中部，同时旁边有固定螺丝孔位和机架连接固定。定子和转子间有环形软垫密封圈将定转子两个部分分隔。
本实施例中，更进一步的，散热管道4为蛇形管道，在同等体积内，蛇形管道相比直线管道，与定子2的接触面积更大，散热性能更为优越。
本实施例中，进一步的，定子包括壳体，壳体内开设有容纳腔，容纳腔内设置有导热液，散热管道和电子的线圈均浸于导热液中，导热液可以各种导热性能优良的液体，如变压器油，如此，水冷电机线圈散发的热量充分的被导热液吸收，并由散热管道将该热量输送出去，由此提升定子的散热效率。
本实施例中，更进一步的，还包括隔液板，容纳腔为环状腔，隔液板固定于环状腔中，散热管道的进液管和出液管位于隔板的相对两侧，一般的，进液管和出液管相距较近，而两者的温度差异较大，通过隔液板隔绝进液管和出液管附近的导热液，防止两者附近的导热液直接流通，提升散热管道的散热能力。作为优选的，隔板可直接封闭于环状腔的中心轴线与某一半径组成的平面上，使得散热管道的进液管和出液管附近的导热液必须绕过整个环状腔才能实现热交换，如此最大化提升散热管道的散热能力。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。
Claims (8)
1.一种水冷电机，包括转子和定子，所述转子固定于中心转轴上，其特征在于，还包括
散热管道，所述转子包括相对设置的第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和第二壳体上均设置有磁铁，两个所述磁铁以N极和S极相对设置，所述定子固定于两个所述磁铁之间，所述定子内嵌有所述散热管道, 所述定子在径向上分为第一段和第二段，所述第一段的轴向尺寸大于所述第二段的轴向尺寸，所述散热管道位于所述第一段中，所述磁铁与所述第二段相对设置，所述定子的材质为环氧树脂模塑料。
2.根据权利要求1所述的水冷电机，其特征在于，所述第一壳体和第二壳体分别为所述
水冷电机外壳的前壳和后壳。
3.根据权利要求1所述的水冷电机，其特征在于，所述定子通过轴承转动连接于所述中
心转轴上。
4.根据权利要求1所述的水冷电机，其特征在于，所述第一壳体和所述第二壳体与各自
相对的所述磁铁之间均夹有背磁。
5.根据权利要求1所述的水冷电机，其特征在于，所述磁铁为多个，呈环状布置于所述第一壳体上，任意两个相邻的所述磁铁的磁极布置方向相反。
6.根据权利要求1所述的水冷电机，其特征在于，所述散热管道为蛇形管道。
7.根据权利要求1所述的水冷电机，其特征在于，所述定子包括壳体，所述壳体内开设
有容纳腔，所述容纳腔内设置有导热液，所述散热管道和定子上的线圈均浸于所述导热液中。
8.根据权利要求7所述的水冷电机，其特征在于，所述容纳腔为环状腔，所述环状腔中固定有隔液板，所述散热管道的进液管和出液管位于所述隔液板的相对两侧。
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