高效冷卻散熱的獨立三風路結構電的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電機，具體是一種高效冷卻散熱的獨立三風路結構電機。本發(fā)明解決了現(xiàn)有電動車輛牽引電機冷卻散熱能力弱、輸出功率低、輸出扭矩小、過載能力弱、體積大、重量重、成本高的問題。高效冷卻散熱的獨立三風路結構電機，包括機座、前端蓋、后端蓋、定子裝配、轉(zhuǎn)子裝配；定子裝配包括定子鐵心、定子繞組；轉(zhuǎn)子裝配包括轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子鐵心；機座的內(nèi)圓表面與定子鐵心的外圓表面之間留有外層軸向氣隙；定子鐵心的內(nèi)圓表面與轉(zhuǎn)子鐵心的外圓表面之間留有內(nèi)層軸向氣隙；轉(zhuǎn)子鐵心的端面貫通開設有軸向風道；機座的前部內(nèi)腔安裝有離心風扇；機座的后部外圓表面安裝有風筒；風筒的內(nèi)腔安裝有軸流風機。本發(fā)明適用于電動車輛。
【專利說明】高效冷卻散熱的獨立三風路結構電機
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電機，具體是一種高效冷卻散熱的獨立三風路結構電機。
【背景技術】
[0002]電動車輛的核心是動力驅(qū)動系統(tǒng)，其動力驅(qū)動系統(tǒng)包括控制器和牽引電機。電動 車輛在運行方式、運行環(huán)境、技術性能等方面的特殊性要求其牽引電機具有輸出功率高、輸 出扭矩大、過載能力強、轉(zhuǎn)動慣量小、冷卻散熱能力強、體積小、重量輕、成本低等特點。當 前，應用于電動車輛的牽引電機主要包括自通風電機和水冷電機。其中，自通風電機能夠通 過其內(nèi)部離心風扇將電機內(nèi)部熱量直接散發(fā)出去,但自通風電機受其內(nèi)部離心風扇的能力 限制(離心風扇的風量小)，普遍存在冷卻散熱能力弱、輸出功率低、輸出扭矩小、過載能力 弱的問題。因此，自通風電機難以很好地滿足電動車輛的應用要求。與自通風電機相比，水 冷電機能夠通過冷卻水循環(huán)帶走電機表面熱量，其冷卻散熱能力較強，但水冷電機在應用 于電動車輛時，需要在車輛上配備水箱、水泵、輔助循環(huán)裝置等各種設備，導致其普遍存在 體積大、重量重、成本高的問題。因此，水冷電機同樣難以很好地滿足電動車輛的應用要求。 基于此，有必要發(fā)明一種能夠滿足電動車輛應用要求的全新電機，以解決現(xiàn)有電動車輛牽 弓I電機冷卻散熱能力弱、輸出功率低、輸出扭矩小、過載能力弱、體積大、重量重、成本高的 問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有電動車輛牽引電機冷卻散熱能力弱、輸出功率低、輸出扭矩 小、過載能力弱、體積大、重量重、成本高的問題，提供了 一種高效冷卻散熱的獨立三風路結 構電機。
[0004]本發(fā)明是采用如下技術方案實現(xiàn)的:高效冷卻散熱的獨立三風路結構電機，包括 機座、前端蓋、后端蓋、定子裝配、轉(zhuǎn)子裝配；定子裝配包括定子鐵心、定子繞組；轉(zhuǎn)子裝配 包括轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子鐵心；前端蓋固定安裝于機座的前端面；后端蓋固定安裝于機座的后端面； 定子繞組繞制于定子鐵心上；轉(zhuǎn)子鐵心固定安裝于轉(zhuǎn)軸的中部；機座的內(nèi)圓表面固定有軸 向筋條，且機座的內(nèi)圓表面通過軸向筋條與定子鐵心的外圓表面固定；機座的內(nèi)圓表面與 定子鐵心的外圓表面之間留有外層軸向氣隙；定子鐵心的內(nèi)圓表面與轉(zhuǎn)子鐵心的外圓表 面之間留有內(nèi)層軸向氣隙；轉(zhuǎn)子鐵心的端面貫通開設有軸向風道；機座的前部內(nèi)腔安裝有 離心風扇，且離心風扇固定安裝于轉(zhuǎn)軸的前部；機座的前部表面貫通開設有定子徑向出風 孔和轉(zhuǎn)子徑向出風孔，且定子徑向出風孔位于轉(zhuǎn)子徑向出風孔的后側(cè)；機座的后部外圓表 面安裝有風筒；風筒的前端設有敞口，且風筒的前部內(nèi)圓表面與機座的后部外圓表面套接 固定；風筒的后端設有端壁，且風筒的端壁中央貫通開設有軸向安裝通孔；風筒的內(nèi)腔安 裝有軸流風機，且軸流風機的機殼支承固定于軸向安裝通孔內(nèi)；后端蓋的端面外圈貫通開 設有定子軸向過風孔；后端蓋的端面內(nèi)圈貫通開設有轉(zhuǎn)子軸向過風孔；外層軸向氣隙的前 端、內(nèi)層軸向氣隙的前端均通過機座的前部內(nèi)腔與定子徑向出風孔連通；外層軸向氣隙的后端、內(nèi)層軸向氣隙的后端均通過定子軸向過風孔與風筒的內(nèi)腔連通；外層軸向氣隙、定 子徑向出風孔、定子軸向過風孔共同構成第一定子風路結構；內(nèi)層軸向氣隙、定子徑向出 風孔、定子軸向過風孔共同構成第二定子風路結構；軸向風道的前端通過機座的前部內(nèi)腔 與轉(zhuǎn)子徑向出風孔連通；軸向風道的后端通過轉(zhuǎn)子軸向過風孔與風筒的內(nèi)腔連通；軸向風 道、轉(zhuǎn)子徑向出風孔、轉(zhuǎn)子軸向過風孔共同構成轉(zhuǎn)子風路結構；第一定子風路結構、第二定 子風路結構、轉(zhuǎn)子風路結構共同構成相互獨立且互不干涉的三風路結構。
[0005]工作時，軸流風機由獨立電源進行供電。離心風扇由轉(zhuǎn)軸帶動進行工作。具體工 作過程如下:啟動軸流風機，軸流風機向前吹出冷卻風，該冷卻風分為三路:第一路冷卻風 依次流經(jīng)定子軸向過風孔、外層軸向氣隙進入機座的前部內(nèi)腔，然后經(jīng)定子徑向出風孔排 出。在流經(jīng)外層軸向氣隙的過程中，第一路冷卻風與定子鐵心和定子繞組進行熱交換，由此 將定子鐵心和定子繞組產(chǎn)生的熱量帶走，實現(xiàn)對定子鐵心和定子繞組的冷卻。第二路冷卻 風依次流經(jīng)定子軸向過風孔、內(nèi)層軸向氣隙進入機座的前部內(nèi)腔，然后經(jīng)定子徑向出風孔 排出。在流經(jīng)內(nèi)層軸向氣隙的過程中，第二路冷卻風與定子鐵心和定子繞組進行熱交換，由 此將定子鐵心和定子繞組產(chǎn)生的熱量帶走，實現(xiàn)對定子鐵心和定子繞組的冷卻。第三路冷 卻風依次流經(jīng)轉(zhuǎn)子軸向過風孔、軸向風道進入機座的前部內(nèi)腔，然后經(jīng)轉(zhuǎn)子徑向出風孔排 出。在流經(jīng)軸向風道的過程中，第三路冷卻風與轉(zhuǎn)子鐵心進行熱交換，由此將轉(zhuǎn)子鐵心產(chǎn)生 的熱量帶走，實現(xiàn)對轉(zhuǎn)子鐵心的冷卻。與此同時，離心風扇在轉(zhuǎn)軸的帶動下進行旋轉(zhuǎn)。在離 心風扇的旋轉(zhuǎn)作用下，進入機座前部內(nèi)腔的三路冷卻風加速從定子徑向出風孔和轉(zhuǎn)子徑向 出風孔排出，由此有效提高了熱交換速度，從而有效增強了冷卻效果。基于上述過程，與現(xiàn) 有電動車輛牽引電機相比，本發(fā)明所述的高效冷卻散熱的獨立三風路結構電機具有如下優(yōu) 點:其一，與自通風電機相比，本發(fā)明所述的高效冷卻散熱的獨立三風路結構電機一方面通 過采用相互獨立且互不干涉的三風路結構(即第一定子風路結構、第二定子風路結構、轉(zhuǎn)子 風路結構)，實現(xiàn)了對定子鐵心、定子繞組、轉(zhuǎn)子鐵心的快速冷卻，另一方面將離心風扇與軸 流風機進行結合使用，通過利用離心風扇風壓大的特點和軸流風機風量大的特點，產(chǎn)生了 足夠大的冷卻風量和冷卻風壓，由此有效增強了冷卻散熱能力和過載能力，有效提高了輸 出功率，有效增大了輸出扭矩。其二，與水冷電機相比，本發(fā)明所述的高效冷卻散熱的獨立 三風路結構電機在應用于電動車輛時，無需配備水箱、水泵、輔助循環(huán)裝置等各種設備，即 可實現(xiàn)對定子鐵心、定子繞組、轉(zhuǎn)子鐵心的快速冷卻，由此有效減小了體積，有效減輕了重 量，有效降低了成本。綜上所述，本發(fā)明所述的高效冷卻散熱的獨立三風路結構電機基于 全新設計的冷卻結構，有效解決了現(xiàn)有電動車輛牽引電機冷卻散熱能力弱、輸出功率低、輸 出扭矩小、過載能力弱、體積大、重量重、成本高的問題，因此其完全能夠電動車輛的應用要 求。
[0006]本發(fā)明基于全新設計的冷卻結構，有效解決了現(xiàn)有電動車輛牽引電機冷卻散熱能 力弱、輸出功率低、輸出扭矩小、過載能力弱、體積大、重量重、成本高的問題，適用于電動車輛。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明的結構示意圖。
[0008]圖2是本發(fā)明的外層軸向氣隙的結構示意圖。[0009]圖中:1-機座，2-前端蓋，3-后端蓋，4-定子鐵心，5-定子繞組，6-轉(zhuǎn)軸，7-轉(zhuǎn)子鐵 心，8-軸向筋條，9-外層軸向氣隙，10-內(nèi)層軸向氣隙，11-軸向風道，12-離心風扇，13-定 子徑向出風孔，14-轉(zhuǎn)子徑向出風孔,15-風筒,16-軸向安裝通孔，17-軸流風機,18-定子軸 向過風孔，19-轉(zhuǎn)子軸向過風孔。
【具體實施方式】
[0010]高效冷卻散熱的獨立三風路結構電機，包括機座1、前端蓋2、后端蓋3、定子裝配、 轉(zhuǎn)子裝配；定子裝配包括定子鐵心4、定子繞組5 ;轉(zhuǎn)子裝配包括轉(zhuǎn)軸6、轉(zhuǎn)子鐵心7 ;前端蓋 2固定安裝于機座I的前端面；后端蓋3固定安裝于機座I的后端面；定子繞組5繞制于定 子鐵心4上；轉(zhuǎn)子鐵心7固定安裝于轉(zhuǎn)軸6的中部；
機座I的內(nèi)圓表面固定有軸向筋條8，且機座I的內(nèi)圓表面通過軸向筋條8與定子鐵 心4的外圓表面固定；機座I的內(nèi)圓表面與定子鐵心4的外圓表面之間留有外層軸向氣隙 9 ;定子鐵心4的內(nèi)圓表面與轉(zhuǎn)子鐵心7的外圓表面之間留有內(nèi)層軸向氣隙10 ;轉(zhuǎn)子鐵心7 的端面貫通開設有軸向風道11 ;機座I的前部內(nèi)腔安裝有離心風扇12，且離心風扇12固定 安裝于轉(zhuǎn)軸6的前部；機座I的前部表面貫通開設有定子徑向出風孔13和轉(zhuǎn)子徑向出風孔 14，且定子徑向出風孔13位于轉(zhuǎn)子徑向出風孔14的后側(cè)；機座I的后部外圓表面安裝有風 筒15 ;風筒15的前端設有敞口，且風筒15的前部內(nèi)圓表面與機座I的后部外圓表面套接 固定；風筒15的后端設有端壁，且風筒15的端壁中央貫通開設有軸向安裝通孔16 ;風筒15 的內(nèi)腔安裝有軸流風機17,且軸流風機17的機殼支承固定于軸向安裝通孔16內(nèi)；后端蓋3 的端面外圈貫通開設有定子軸向過風孔18;后端蓋3的端面內(nèi)圈貫通開設有轉(zhuǎn)子軸向過風 孔19 ;外層軸向氣隙9的前端、內(nèi)層軸向氣隙10的前端均通過機座I的前部內(nèi)腔與定子徑 向出風孔13連通；外層軸向氣隙9的后端、內(nèi)層軸向氣隙10的后端均通過定子軸向過風孔 18與風筒15的內(nèi)腔連通；外層軸向氣隙9、定子徑向出風孔13、定子軸向過風孔18共同構 成第一定子風路結構；內(nèi)層軸向氣隙10、定子徑向出風孔13、定子軸向過風孔18共同構成 第二定子風路結構；軸向風道11的前端通過機座I的前部內(nèi)腔與轉(zhuǎn)子徑向出風孔14連通； 軸向風道11的后端通過轉(zhuǎn)子軸向過風孔19與風筒15的內(nèi)腔連通；軸向風道11、轉(zhuǎn)子徑向 出風孔14、轉(zhuǎn)子軸向過風孔19共同構成轉(zhuǎn)子風路結構；第一定子風路結構、第二定子風路 結構、轉(zhuǎn)子風路結構共同構成相互獨立且互不干涉的三風路結構。
[0011]具體實施時，所述軸向筋條8的數(shù)目為若干個，且各個軸向筋條8沿周向等距排 列；所述軸向風道11的數(shù)目為若干個，且各個軸向風道11沿周向等距排列；所述定子徑向 出風孔13的數(shù)目為若干個，且各個定子徑向出風孔13沿周向等距排列；所述轉(zhuǎn)子徑向出風 孔14的數(shù)目為若干個，且各個轉(zhuǎn)子徑向出風孔14沿周向等距排列；所述定子軸向過風孔 18的數(shù)目為若干個，且各個定子軸向過風孔18沿周向等距排列；所述轉(zhuǎn)子軸向過風孔19 的數(shù)目為若干個，且各個轉(zhuǎn)子軸向過風孔19沿周向等距排列。
【權利要求】
1.一種高效冷卻散熱的獨立三風路結構電機，包括機座(1)、前端蓋(2 )、后端蓋(3 )、 定子裝配、轉(zhuǎn)子裝配；定子裝配包括定子鐵心(4)、定子繞組(5);轉(zhuǎn)子裝配包括轉(zhuǎn)軸(6)、轉(zhuǎn)子鐵心(7);前端蓋(2)固定安裝于機座(1)的前端面；后端蓋(3)固定安裝于機座(1)的后端面；定子繞組(5)繞制于定子鐵心(4)上；轉(zhuǎn)子鐵心(7)固定安裝于轉(zhuǎn)軸(6)的中部；其特征在于:機座(1)的內(nèi)圓表面固定有軸向筋條(8)，且機座(1)的內(nèi)圓表面通過軸向筋條(8)與定子鐵心(4)的外圓表面固定；機座(1)的內(nèi)圓表面與定子鐵心(4)的外圓表面之間留有外層軸向氣隙(9);定子鐵心(4)的內(nèi)圓表面與轉(zhuǎn)子鐵心(7)的外圓表面之間留有內(nèi)層軸向氣隙(10);轉(zhuǎn)子鐵心(7)的端面貫通開設有軸向風道(11);機座(1)的前部內(nèi)腔安裝有離心風扇(12),且離心風扇(12)固定安裝于轉(zhuǎn)軸(6)的前部；機座(1)的前部表面貫通開設有定子徑向出風孔(13)和轉(zhuǎn)子徑向出風孔(14)，且定子徑向出風孔(13)位于轉(zhuǎn)子徑向出風孔(14)的后側(cè)；機座(1)的后部外圓表面安裝有風筒(15);風筒(15)的前端設有敞口，且風筒(15)的前部內(nèi)圓表面與機座(1)的后部外圓表面套接固定；風筒(15)的后端設有端壁，且風筒(15)的端壁中央貫通開設有軸向安裝通孔(16);風筒(15)的內(nèi)腔安裝有軸流風機(17)，且軸流風機(17)的機殼支承固定于軸向安裝通孔(16)內(nèi)；后端蓋(3)的端面外圈貫通開設有定子軸向過風孔(18);后端蓋(3)的端面內(nèi)圈貫通開設有轉(zhuǎn)子軸向過風孔(19);外層軸向氣隙(9)的前端、內(nèi)層軸向氣隙(10)的前端均通過機座(1)的前部內(nèi)腔與定子徑向出風孔(13)連通；外層軸向氣隙(9)的后端、內(nèi)層軸向氣隙(10)的后端均通過定子軸向過風孔(18)與風筒(15)的內(nèi)腔連通；外層軸向氣隙(9)、定子徑向出風孔(13)、定子軸向過風孔(18)共同構成第一定子風路結構；內(nèi)層軸向氣隙(10)、定子徑向出風孔(13)、 定子軸向過風孔(18)共同構成第二定子風路結構；軸向風道(11)的前端通過機座(1)的前部內(nèi)腔與轉(zhuǎn)子徑向出風孔(14)連通；軸向風道(11)的后端通過轉(zhuǎn)子軸向過風孔(19)與風筒(15)的內(nèi)腔連通；軸向風道(11)、轉(zhuǎn)子徑向出風孔(14)、轉(zhuǎn)子軸向過風孔(19)共同構成轉(zhuǎn)子風路結構；第一定子風路結構、第二定子風路結構、轉(zhuǎn)子風路結構共同構成相互獨立且互不干涉的三風路結構。
2.根據(jù)權利要求1所述的高效冷卻散熱的獨立三風路結構電機，其特征在于:所述軸向筋條(8)的數(shù)目為若干個，且各個軸向筋條(8)沿周向等距排列；所述軸向風道(11)的數(shù)目為若干個，且各個軸向風道(11)沿周向等距排列；所述定子徑向出風孔(13)的數(shù)目為若干個，且各個定子徑向出風孔(13)沿周向等距排列；所述轉(zhuǎn)子徑向出風孔(14)的數(shù)目為若干個，且各個轉(zhuǎn)子徑向出風孔(14)沿周向等距排列；所述定子軸向過風孔(18)的數(shù)目為若干個，且各個定子軸向過風孔(18)沿周向等距排列；所述轉(zhuǎn)子軸向過風孔(19)的數(shù)目為若干個，且`各個轉(zhuǎn)子軸向過風孔(19)沿周向等距排列。
【文檔編號】H02K5/20GK103607073SQ201310622372
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月30日 優(yōu)先權日:2013年11月30日
【發(fā)明者】霍向飛, 馬紅軍, 梁培志, 許勇, 羅林業(yè), 李文科, 謝承 申請人:永濟新時速電機電器有限責任公司