一種水下用介質(zhì)冷卻電的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種水下用介質(zhì)冷卻電機(jī)，用于解決現(xiàn)有水下用電機(jī)散熱效果差，散熱不均勻，實(shí)用性差的問題。本實(shí)用新型包括密閉的電機(jī)殼體、轉(zhuǎn)子部件和定子部件，所述電機(jī)殼體主要由機(jī)殼和左、右端蓋組成，轉(zhuǎn)子部件主要由電機(jī)軸、轉(zhuǎn)子和設(shè)置在轉(zhuǎn)子上的勵(lì)磁裝置組成，定子部件主要由定子鐵心和定子繞組組成；其特征在于，所述轉(zhuǎn)子部件與定子部件之間的空腔間隙充滿絕緣油，轉(zhuǎn)子部件、定子部件與電機(jī)殼體之間的空腔間隙充滿絕緣油。本實(shí)用新型能夠有效地對(duì)電機(jī)軸承和轉(zhuǎn)子勵(lì)磁裝置進(jìn)行冷卻，降低電機(jī)軸承和勵(lì)磁裝置的溫度，具有冷卻均勻的特點(diǎn)；同時(shí)具有成本低、對(duì)環(huán)境破壞力小、實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)。
【專利說明】—種水下用介質(zhì)冷卻電機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電機(jī)領(lǐng)域，具體涉及一種水下用介質(zhì)冷卻電機(jī)，特別適用于安裝在液體(如:水)中的電機(jī)進(jìn)行散熱冷卻。

【背景技術(shù)】
[0002]電機(jī)是一種機(jī)電能量轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)，在能量轉(zhuǎn)換過程中肯定會(huì)產(chǎn)生能量損耗，這些損耗包括定子鐵心損耗、繞組損耗、機(jī)械損耗等，這些損耗最終大部分都轉(zhuǎn)化成熱量從而使電機(jī)各部分溫度升高，因而在電機(jī)設(shè)計(jì)中電機(jī)冷卻的選取方式是一項(xiàng)非常重要的內(nèi)容。
[0003]水下設(shè)備用電機(jī)一般在水下工作，電機(jī)定子機(jī)殼完全被水包圍，電機(jī)內(nèi)部發(fā)熱部件產(chǎn)生的熱量通過定子機(jī)殼傳遞到水中，從而達(dá)到將電機(jī)冷卻的效果。這便是傳統(tǒng)水下電機(jī)冷卻方式，該方式完全依靠天然的水來實(shí)現(xiàn)電機(jī)的自然冷卻，不需外加冷卻方式，這種方式結(jié)構(gòu)簡單，使用方便；但是它有其自身無法克服的弱點(diǎn)，一是定子繞組(端部)與空氣接觸，空氣導(dǎo)熱能力較弱使得繞組(端部)溫度很高；二是定子鐵心靠緊量與機(jī)座壁接觸傳熱，同時(shí)由于緊量接觸層會(huì)夾雜薄薄空氣層，嚴(yán)重影響熱量的傳遞，因此這種方式冷卻效果差，為了滿足電機(jī)使用，往往將電機(jī)功率密度取得很低，不利于電機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)，嚴(yán)重浪費(fèi)有效材料。
[0004]申請(qǐng)?zhí)枮?00510012032.4的發(fā)明專利公開了一種蒸發(fā)冷卻水下設(shè)備用電機(jī)，主要包括定子機(jī)殼、前、后電機(jī)端蓋、定子繞組和定子鐵心組成的定子部件，由電機(jī)轉(zhuǎn)子和電機(jī)軸組成的轉(zhuǎn)子部件；定子機(jī)殼下部右端設(shè)有冷卻介質(zhì)出口，上部左端設(shè)有冷卻介質(zhì)入口 ；定子機(jī)殼內(nèi)圓中部安放定子鐵心，定子鐵心外圓與定子機(jī)殼內(nèi)圓之間過盈配合，定子鐵心的槽中嵌放定子繞組；在定子鐵心內(nèi)圓和轉(zhuǎn)子外圓之間的電機(jī)氣隙中，緊貼定子鐵心內(nèi)圓安裝內(nèi)套筒，內(nèi)套筒由非導(dǎo)磁金屬或非金屬材料制成，兩端比中間略厚；內(nèi)套筒內(nèi)圓與轉(zhuǎn)子有一定間隙，保證電子轉(zhuǎn)子的正常轉(zhuǎn)動(dòng)；定子機(jī)殼與前、后端蓋之間，內(nèi)套筒兩端與前、后端蓋之間用橡膠密封圈進(jìn)行密封，構(gòu)成密閉的定子空腔，定子空腔內(nèi)充滿蒸發(fā)冷卻介質(zhì)。
[0005]該裝置的冷卻原理是:蒸發(fā)冷卻介質(zhì)注入定子空腔中，使定子鐵心、定子繞組等發(fā)熱部件浸泡在蒸發(fā)冷卻介質(zhì)中，電機(jī)工作時(shí)，定子繞組和定子鐵心等發(fā)熱使介質(zhì)沸騰，產(chǎn)生大量的蒸汽，介質(zhì)蒸汽上升，在定子機(jī)殼上部內(nèi)壁和定子機(jī)殼外的水進(jìn)行熱交換，凝結(jié)為液體，順機(jī)殼內(nèi)壁流回液體介質(zhì)中，如此循環(huán)往復(fù)實(shí)現(xiàn)冷卻的過程。
[0006]該裝置雖然能夠采用蒸發(fā)冷卻介質(zhì)對(duì)電機(jī)進(jìn)行冷卻，由于蒸發(fā)冷卻介質(zhì)的導(dǎo)熱能力大于空氣的導(dǎo)熱能力，使得該裝置克服了單純采用水外冷帶來的問題，有利于提高電機(jī)功率密度。然而該裝置存在以下問題:
[0007]—、不能使轉(zhuǎn)子勵(lì)磁裝置得到有效冷卻，軸承溫度和轉(zhuǎn)子勵(lì)磁裝置溫度過高。
[0008]二、蒸發(fā)冷卻介質(zhì)價(jià)格昂貴，并且該裝置通過冷卻介質(zhì)入口和冷卻介質(zhì)出口的方式進(jìn)行冷卻，需用量大，并且蒸發(fā)冷卻介質(zhì)環(huán)境破壞力強(qiáng)；使得該裝置實(shí)用性不強(qiáng)，很難推廣利用。
[0009]三、在使用蒸發(fā)冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻的時(shí)候，蒸發(fā)冷卻介質(zhì)液面與機(jī)殼上部內(nèi)壁之間要有一定的冷凝空間，會(huì)造成電機(jī)冷卻不均勻。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0010]本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有水下用電機(jī)軸承溫度和轉(zhuǎn)子勵(lì)磁裝置溫度過高，冷卻不均勻，實(shí)用性差的問題，而提供一種水下用介質(zhì)冷卻電機(jī)，能夠有效地對(duì)電機(jī)軸承和轉(zhuǎn)子勵(lì)磁裝置進(jìn)行冷卻，降低電機(jī)軸承和勵(lì)磁裝置的溫度，具有冷卻均勻的特點(diǎn)；同時(shí)具有成本低、對(duì)環(huán)境破壞力小、實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)。
[0011]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0012]一種水下用介質(zhì)冷卻電機(jī)，包括密閉的電機(jī)殼體、轉(zhuǎn)子部件和定子部件，所述電機(jī)殼體主要由機(jī)殼和左、右端蓋組成，轉(zhuǎn)子部件主要由電機(jī)軸、轉(zhuǎn)子和設(shè)置在轉(zhuǎn)子上的勵(lì)磁裝置組成，定子部件主要由定子鐵心和定子繞組組成；其特征在于，所述轉(zhuǎn)子部件與定子部件之間的空腔間隙充滿絕緣油，轉(zhuǎn)子部件、定子部件與電機(jī)殼體之間的空腔間隙充滿絕緣油。
[0013]進(jìn)一步地，所述電機(jī)殼體的外部設(shè)有油溫補(bǔ)償器，所述油溫補(bǔ)償器連通電機(jī)殼體內(nèi)的絕緣油。
[0014]進(jìn)一步地，所述絕緣油為變壓器油。
[0015]進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)子的左右兩端連接有攪拌軸。
[0016]進(jìn)一步地，所述攪拌軸與電機(jī)軸之間具有傾斜夾角。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0018]本實(shí)用新型的水下用介質(zhì)冷卻電機(jī)，包括密閉的電機(jī)殼體、轉(zhuǎn)子部件和定子部件，電機(jī)殼體主要由機(jī)殼和左、右端蓋組成，轉(zhuǎn)子部件主要由電機(jī)軸、轉(zhuǎn)子和設(shè)置在轉(zhuǎn)子上的勵(lì)磁裝置組成，定子部件主要由定子鐵心和定子繞組組成；轉(zhuǎn)子部件與定子部件之間的空腔間隙充滿絕緣油，轉(zhuǎn)子部件、定子部件與電機(jī)殼體之間的空腔間隙充滿絕緣油。轉(zhuǎn)子部件和定子部件產(chǎn)生的熱量通過絕緣油傳遞給電機(jī)殼體散射到電機(jī)殼體外的水域中，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的散熱；同時(shí)電機(jī)軸通過軸承安裝在左、右端蓋上，絕緣油與軸承接觸，提高軸承熱量的散發(fā)。通過絕緣油來進(jìn)行熱量的傳導(dǎo)，較空氣導(dǎo)熱效果好，同時(shí)由于絕緣油擊穿電壓較空氣大，有利于提高電機(jī)絕緣能力；相對(duì)于蒸發(fā)冷卻介質(zhì)，更加利于勵(lì)磁裝置的散熱，同時(shí)價(jià)格便宜，對(duì)環(huán)境破壞力小，提高本實(shí)用新型的實(shí)用性。
[0019]本實(shí)用新型的電機(jī)殼體的外部設(shè)有油溫補(bǔ)償器，油溫補(bǔ)償器連通電機(jī)殼體內(nèi)的絕緣油。當(dāng)電機(jī)熱量將絕緣油溫度升高時(shí)，絕緣油體積會(huì)膨脹，造成電機(jī)殼體內(nèi)部壓強(qiáng)增大，油溫補(bǔ)償器根據(jù)預(yù)先設(shè)定的壓力自動(dòng)打開將油膨脹的體積及內(nèi)部增加的壓力迅速釋放，當(dāng)電機(jī)停止工作時(shí)，油溫下降，此時(shí)油溫補(bǔ)償器里由于溫度上升而儲(chǔ)存的油又會(huì)自動(dòng)回到電機(jī)內(nèi)部，以保證電機(jī)長期安全運(yùn)行。相比于現(xiàn)有的水下設(shè)備用電機(jī)更加容易調(diào)節(jié)電機(jī)殼體內(nèi)的壓力。
[0020]本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)子的左右兩端連接有攪拌軸，攪拌軸靠轉(zhuǎn)子自身轉(zhuǎn)動(dòng)將絕緣油進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，有利于熱量的快速傳?dǎo)，提高定子繞組端部的冷卻效果。
[0021]本實(shí)用新型的攪拌軸與電機(jī)軸之間具有傾斜夾角，進(jìn)一步地提高攪拌的效果，提高熱量的傳導(dǎo)速率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖中標(biāo)記:1、油溫補(bǔ)償器，2、左、右端蓋，3、定子繞組，4、定子鐵心，5、機(jī)殼，6、攪拌軸，7、軸承，8、密封裝置，9、電機(jī)軸，10、轉(zhuǎn)子，11、勵(lì)磁裝置。

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，并不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的其他所用實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0025]本實(shí)用新型的水下用介質(zhì)冷卻電機(jī)，包括密閉的電機(jī)殼體、轉(zhuǎn)子部件和定子部件，電機(jī)殼體主要由機(jī)殼5和左、右端蓋2組成，左、右端蓋2同時(shí)與其他設(shè)備相連。轉(zhuǎn)子部件主要由電機(jī)軸9、轉(zhuǎn)子10和設(shè)置在轉(zhuǎn)子10上的勵(lì)磁裝置11組成，為了減少機(jī)械損耗，勵(lì)磁裝置11表面需光滑平整；電機(jī)軸9通過軸承7安裝在左、右端蓋2上，同時(shí)為了保證密封性，軸承7配設(shè)有密封裝置8。定子部件主要由定子鐵心4和定子繞組3組成，為了獲得良好的傳熱效果，定子鐵心4與機(jī)殼5采用過盈配合；轉(zhuǎn)子部件與定子部件之間的空腔間隙充滿絕緣油，轉(zhuǎn)子部件、定子部件與電機(jī)殼體之間的空腔間隙充滿絕緣油。作為一種優(yōu)選的方式，選用變壓器油作為絕緣油，也可以采用與變壓器油同等的其他種類絕緣油。
[0026]轉(zhuǎn)子部件和定子部件產(chǎn)生的熱量通過絕緣油傳遞給電機(jī)殼體散射到電機(jī)殼體外的水域中，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的散熱；同時(shí)電機(jī)軸9通過軸承7安裝在左、右端蓋2上，絕緣油與軸承7接觸，提高軸承7熱量的散發(fā)。通過絕緣油來進(jìn)行熱量的傳導(dǎo)，較空氣導(dǎo)熱效果好，同時(shí)由于絕緣油擊穿電壓較空氣大，有利于提高電機(jī)絕緣能力；相對(duì)于蒸發(fā)冷卻介質(zhì)，更加利于勵(lì)磁裝置的散熱，同時(shí)價(jià)格便宜，對(duì)環(huán)境破壞力小，提高本實(shí)用新型的實(shí)用性。
[0027]本實(shí)用新型是在電機(jī)殼體內(nèi)的整個(gè)空腔間隙均充滿絕緣油，而蒸發(fā)冷卻介質(zhì)需要一定的冷凝空間，使得本實(shí)用新型具有散熱更加均勻的特點(diǎn)。
[0028]本實(shí)用新型的電機(jī)殼體的外部設(shè)有油溫補(bǔ)償器1，油溫補(bǔ)償器I屬于現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品，本領(lǐng)域的技術(shù)人員都能明白和理解，在此不再贅述。油溫補(bǔ)償器I連通電機(jī)殼體內(nèi)的絕緣油。當(dāng)電機(jī)熱量將絕緣油溫度升高時(shí)，絕緣油體積會(huì)膨脹，造成電機(jī)殼體內(nèi)部壓強(qiáng)增大，油溫補(bǔ)償器I根據(jù)預(yù)先設(shè)定的壓力自動(dòng)打開將油膨脹的體積及內(nèi)部增加的壓力迅速釋放，當(dāng)電機(jī)停止工作時(shí)，油溫下降，此時(shí)油溫補(bǔ)償器里由于溫度上升而儲(chǔ)存的油又會(huì)自動(dòng)回到電機(jī)內(nèi)部，以保證電機(jī)長期安全運(yùn)行。相比于現(xiàn)有的水下設(shè)備用電機(jī)更加容易調(diào)節(jié)電機(jī)殼體內(nèi)的壓力。
[0029]本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)子10的左右兩端連接有攪拌軸6，攪拌軸6的形狀和結(jié)構(gòu)種類很多，只要能達(dá)到攪拌的效果均可以作為本實(shí)用新型的攪拌軸，例如采用細(xì)長的鋼條作為本實(shí)用新型的攪拌軸。攪拌軸6連接在轉(zhuǎn)子10的左、右兩端，靠轉(zhuǎn)子10自身轉(zhuǎn)動(dòng)將絕緣油進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁欣跓崃康目焖賯鲗?dǎo)，提高定子繞組3端部和勵(lì)磁裝置11的冷卻效果。
[0030]本實(shí)用新型的攪拌軸6與電機(jī)軸9之間具有傾斜夾角，即攪拌軸6傾斜的安裝在轉(zhuǎn)子10的左、右兩端。進(jìn)一步地提聞攬祥的效果，提聞熱量的傳導(dǎo)速率。
[0031]實(shí)施例一
[0032]本實(shí)施例的水下用介質(zhì)冷卻電機(jī)，包括密閉的電機(jī)殼體、轉(zhuǎn)子部件和定子部件，所述電機(jī)殼體主要由機(jī)殼5和左、右端蓋2組成，轉(zhuǎn)子部件主要由電機(jī)軸9、轉(zhuǎn)子10和設(shè)置在轉(zhuǎn)子10上的勵(lì)磁裝置11組成，定子部件主要由定子鐵心4和定子繞組3組成；所述轉(zhuǎn)子部件與定子部件之間的空腔間隙充滿絕緣油，轉(zhuǎn)子部件、定子部件與電機(jī)殼體之間的空腔間隙充滿絕緣油。
[0033]實(shí)施例二
[0034]本實(shí)施例的水下用介質(zhì)冷卻電機(jī)，包括密閉的電機(jī)殼體、轉(zhuǎn)子部件和定子部件，所述電機(jī)殼體主要由機(jī)殼5和左、右端蓋2組成，轉(zhuǎn)子部件主要由電機(jī)軸9、轉(zhuǎn)子10和設(shè)置在轉(zhuǎn)子10上的勵(lì)磁裝置11組成，定子部件主要由定子鐵心4和定子繞組3組成；所述轉(zhuǎn)子部件與定子部件之間的空腔間隙充滿絕緣油，轉(zhuǎn)子部件、定子部件與電機(jī)殼體之間的空腔間隙充滿變壓器油。
[0035]實(shí)施例三
[0036]本實(shí)施例的水下用介質(zhì)冷卻電機(jī)，包括密閉的電機(jī)殼體、轉(zhuǎn)子部件和定子部件，所述電機(jī)殼體主要由機(jī)殼5和左、右端蓋2組成，轉(zhuǎn)子部件主要由電機(jī)軸9、轉(zhuǎn)子10和設(shè)置在轉(zhuǎn)子10上的勵(lì)磁裝置11組成，定子部件主要由定子鐵心4和定子繞組3組成；所述轉(zhuǎn)子部件與定子部件之間的空腔間隙充滿絕緣油，轉(zhuǎn)子部件、定子部件與電機(jī)殼體之間的空腔間隙充滿變壓器油，轉(zhuǎn)子10的左右兩端連接有攪拌軸6。
[0037]實(shí)施例四
[0038]本實(shí)施例的水下用介質(zhì)冷卻電機(jī)，包括密閉的電機(jī)殼體、轉(zhuǎn)子部件和定子部件，所述電機(jī)殼體主要由機(jī)殼5和左、右端蓋2組成，轉(zhuǎn)子部件主要由電機(jī)軸9、轉(zhuǎn)子10和設(shè)置在轉(zhuǎn)子10上的勵(lì)磁裝置11組成，定子部件主要由定子鐵心4和定子繞組3組成；所述轉(zhuǎn)子部件與定子部件之間的空腔間隙充滿絕緣油，轉(zhuǎn)子部件、定子部件與電機(jī)殼體之間的空腔間隙充滿變壓器油，轉(zhuǎn)子10的左右兩端傾斜地連接有攪拌軸6。
[0039]實(shí)施例五
[0040]本實(shí)施例的水下用介質(zhì)冷卻電機(jī)，包括密閉的電機(jī)殼體、轉(zhuǎn)子部件和定子部件，所述電機(jī)殼體主要由機(jī)殼5和左、右端蓋2組成，轉(zhuǎn)子部件主要由電機(jī)軸9、轉(zhuǎn)子10和設(shè)置在轉(zhuǎn)子10上的勵(lì)磁裝置11組成，定子部件主要由定子鐵心4和定子繞組3組成；所述轉(zhuǎn)子部件與定子部件之間的空腔間隙充滿絕緣油，轉(zhuǎn)子部件、定子部件與電機(jī)殼體之間的空腔間隙充滿變壓器油；電機(jī)殼體的外部設(shè)有油溫補(bǔ)償器1，所述油溫補(bǔ)償器連通電機(jī)殼體內(nèi)的絕緣油。
[0041]實(shí)施例六
[0042]本實(shí)施例的水下用介質(zhì)冷卻電機(jī)，包括密閉的電機(jī)殼體、轉(zhuǎn)子部件和定子部件，所述電機(jī)殼體主要由機(jī)殼5和左、右端蓋2組成，轉(zhuǎn)子部件主要由電機(jī)軸9、轉(zhuǎn)子10和設(shè)置在轉(zhuǎn)子10上的勵(lì)磁裝置11組成，定子部件主要由定子鐵心4和定子繞組3組成；所述轉(zhuǎn)子部件與定子部件之間的空腔間隙充滿絕緣油，轉(zhuǎn)子部件、定子部件與電機(jī)殼體之間的空腔間隙充滿變壓器油；電機(jī)殼體的外部設(shè)有油溫補(bǔ)償器1，所述油溫補(bǔ)償器連通電機(jī)殼體內(nèi)的絕緣油；轉(zhuǎn)子10的左右兩端傾斜地連接有攪拌軸6。
【權(quán)利要求】
1.一種水下用介質(zhì)冷卻電機(jī)，包括密閉的電機(jī)殼體、轉(zhuǎn)子部件和定子部件，所述電機(jī)殼體主要由機(jī)殼(5)和左、右端蓋(2)組成，轉(zhuǎn)子部件主要由電機(jī)軸(9)、轉(zhuǎn)子(10)和設(shè)置在轉(zhuǎn)子(10)上的勵(lì)磁裝置(11)組成，定子部件主要由定子鐵心(4)和定子繞組(3)組成；其特征在于，所述轉(zhuǎn)子部件與定子部件之間的空腔間隙充滿絕緣油，轉(zhuǎn)子部件、定子部件與電機(jī)殼體之間的空腔間隙充滿絕緣油。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下用介質(zhì)冷卻電機(jī)，其特征在于，所述電機(jī)殼體的外部設(shè)有油溫補(bǔ)償器(I)，所述油溫補(bǔ)償器(I)連通電機(jī)殼體內(nèi)的絕緣油。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水下用介質(zhì)冷卻電機(jī)，其特征在于，所述絕緣油為變壓器油。
4.根據(jù)權(quán)利要求1一3任一所述的水下用介質(zhì)冷卻電機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子(10)的左右兩端連接有攪拌軸(6 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水下用介質(zhì)冷卻電機(jī)，其特征在于，所述攪拌軸(6)與電機(jī)軸(9)之間具有傾斜夾角。
【文檔編號(hào)】H02K9/19GK204013088SQ201420374107
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月8日
【發(fā)明者】趙長青 申請(qǐng)人:東方電氣集團(tuán)東方電機(jī)有限公司