一种高功率比自循环液冷永磁电机的制作方法与工艺

本实用新型涉及一种电机，尤其是涉及具有散热功能的高功率比自循环液冷永磁电机。

背景技术：
随着社会的不断进步与发展，为了对各种交通工具提出高效能和节能减排的要求，对电机的性能就有一定的要求，要求高效电机必须达到一定的功率密度比，在满足同样性能时减小电机的体积降低原材料的消耗，特别是在要求电机密封防水情况下，安全可靠的运行，电机的设计方案优为的重要。虽然在永磁无刷电机国内拥有较多的技术专利，仍然存在电机的技术瓶颈，目前有大量水冷电机的技术专利，也只做到电机定子水冷散热，无法解决密封电机转子散热冷却的问题。转子在工作过程中会产生高温，目前的高功率电机转子的永磁体选用耐高温钐钴材料，钐钴材料特性是耐高温，但它的磁场强度特性只有铝铁硼材料性能的一半，所以用钐钴做出来的电机体积较大，功率密度比较差。

技术实现要素：
本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种能够对转子进行散热的高功率比自循环液冷永磁电机，提高转子的散热效率，为铝铁硼材料的磁条提供有力的散热条件以获得高功率、低成本的电机。为实现上述目的，本实用新型高功率比自循环液冷永磁电机采用的技术方案是：一种高功率比自循环液冷永磁电机，包括定子和转子，定子套置在转子的外侧，所述的转子包括金属转子和金属主轴，金属转子套接在金属主轴的外侧，所述定子设置有液泵室，液泵室的中部设置有进液口，在液泵室的边缘位置设置有出液口，在液泵室内设置有与转子主轴连接的散热材料制成的泵叶轮。散热材料制成的泵叶轮浸在液泵室中，将电机外侧的冷却液吸入后再排出进行换热，泵叶轮处在低温环境中，金属主轴和金属转子的热量会向低温的泵叶轮处输送，从而将转子产生的热量输送给泵叶轮，输送给冷却液，冷却液在泵叶轮的作用下不断循环以排出转子的热量。定子开设有与液泵室相通的冷却通道，泵叶轮产生的离心力将冷却液推向冷却通道，该冷却通道的一端与液泵室的边缘位置相通，另一端与出液口相通。泵叶轮旋转产生的离心力将进液口的冷却液吸入推向冷却通道的，冷却通道内的冷却液流向出液口，冷却液在吸收转子热量的同时可以带走定子的热量，实现了良好的散热效果。所述泵叶轮的端面设置有由圆心指向周边的离心凹槽，泵叶轮的中心开设有与离心凹槽相通的小圆形凹槽。泵叶轮选装离心凹槽构成了冷却液的流动通道，小圆形形凹槽对着进液口，在离心力的作用下冷却液从进液口流入进入小圆形凹槽，小圆形凹槽内的冷却液通过离心凹槽进入处冷却通道，然后在从出液口流出。所述泵叶轮的外周面均布有凸齿。泵叶轮的外周面的凸齿更好的将冷却液离心甩出，给冷却液更大的压力，提高了冷却液的流速，提高了散热速度。所述的液泵室设置在电机的尾部，包括中间端盖和后端盖，中间端盖和后端的周边密封连接，中部设置有大圆形凹槽，大圆形凹槽开设有与冷却通道一端相通的离心通道，冷却通道的另一端与出液口相通。离心通道与冷却通道相通，顺利的将冷却液导向冷却通道，给电机的定子散热。所述的冷却通道包括多条设置在定子壳体内侧的轴向通道，电机的前端盖与壳体连接的一侧设置有若干个第一盲孔，每个第一盲孔连通两两相邻的轴向通道，电机的后端盖与壳体连接的一侧设置有若干个第二盲孔，第二盲孔与第一盲孔错开布置与轴向通孔两两连通，形成了完整的冷却通道，冷却通道由电机的后端盖指向前端盖，再由前端盖指向后端盖，经过多次折返，冷却通道的进口与液泵室的边缘位置相通，出口与出液口相通。电机的冷却通道为不断折弯的回形通道，从电机的后端盖通向前端盖再从前端盖通向后端盖，布满了电机的壳体一周，增加了冷却通道的吸热面积，提高了散热效果。所述的冷却通道包括多条设置在定子壳体内侧的轴向通道，电机的前端盖与壳体连接的一侧设置有若干个第一盲孔，每个第一盲孔连通两两相邻的轴向通道，中间端盖设置有与壳体轴向通孔配合连接的过渡通孔，中间端盖与后端盖连接的一侧设置有若干个与第一盲孔错开的连通凹槽，连通凹槽将过渡通孔两两连通，形成了完整的冷却通道，冷却通道由电机的后端盖指向前端盖，再由前端盖指向后端盖，经过多次折返，冷却通道的进口与液泵室的边缘位置相通，出口与出液口相通。机构简单、紧凑、合理，充分的布置冷却通道和液泵室，提高了吸热面积，定子和转子同时散热，提高了散热效果，尤其适合防水电机使用。所述的轴向通孔以定子的轴心为圆心均布在壳体的内侧。均匀布置在壳体内侧，提高了定子散热的均匀性。所述的金属转子包括金属支架和套接在金属支架外侧的金属的磁极套，磁极套上卡接有磁极束，不同极性的磁极束间隔设置。每个磁极束包括三个相同磁极的磁条，其中两个磁条靠近轴线并排设置，在两个磁条中间位置的外侧设置有第三个磁条，每个磁极束的三个磁条相互平行。磁极束的三个磁极相互叠加，提高磁极强度，提高了电机的功率，泵叶轮能够很好的将磁极束产生的热量吸收释放到冷却液中，为采用铝铁硼磁条提供了有利基础，同时降低了电机的体积和成本。本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：转子产生的热量通过金属转子和金属主轴传递到泵叶轮上，泵叶轮有散热材料制成可以很好的吸收和传递热量并将热量传递到冷却液中，采用这种结构很好的将转子产生的热量释放到冷却液中，为采用磁性更强、散热效果一般、价格低的铝铁硼磁条提供很好的散热基础，提高了电机的工作效率与功率密度，防止高温退磁，很好的保护了磁条的磁性，降低了电机的成本和体积，具有较高的可靠性和抗过载性，提高了电机的使用寿命，尤其适合密封防水的永磁电机。附图说明图1是高功率比自循环液冷永磁电机的示意图。图2是图1的V-V剖视图。图3是前端盖示意图。图4是中间端盖的示意图。图5是中间端盖另外一个角度的示意图。图6后端盖示意图。图7是泵叶轮的结构示意图。图8是转子的剖视图。图9是高功率比自循环液冷永磁电机的爆炸图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。如图1、图8和图9所示，一种高功率比自循环液冷永磁电机，包括转子1和定子2，转子1包括主轴11、套接在主轴外侧的金属支架12、套接在金属支架外侧的磁极套13和嵌接在磁极套13上的磁极束14，转子的尾端通过螺栓连接有泵叶轮15。定子包括圆柱形壳体21、通过螺钉安装在壳体前端的前端盖22和通过螺钉安装在壳体后端的后端盖23，在后端盖23与壳体21之间安装有中间端盖24。主轴的前端通过轴承、密封圈组件3与前端盖22轴接，主轴的尾部通过轴承、密封圈组件3与中间端盖轴接。中间端盖和后端盖的周边通过螺钉与壳体压合固接，中间端盖的中部开设有大圆形凹槽241，该大圆形凹槽与后端盖之间构成了液泵室4，泵叶轮15处在该液泵室内，后端盖的中部安装有与液泵室相通的进液口231，后端盖的边缘连接有出液口232。泵叶轮和金属支架可以采用铝材、铜材、铝合金材料或者铜合金材料利于传到热量，泵叶轮旋转将电机外侧的冷却液吸入后再排出进行换热，泵叶轮处在低温环境中，金属主轴和金属转子的热量会向低温的泵叶轮处输送，从而将转子产生的热量输送给泵叶轮，输送给冷却液，冷却液在泵叶轮的作用下不断循环以排出转子的热量。如图2至图6以及图9所示，高功率比自循环液冷永磁电机的壳体21以壳体的轴心为圆心均布有八个轴向通孔211，前端盖22对着壳体的一侧布置有四个第一盲孔221，这四个第一盲孔221将八个轴向通孔211两两连通构成U形管路，中间端盖24对着壳体的一侧设置有八个过渡通孔242，中间端盖24对着后端盖的一侧开设有四个连通凹槽243，这四个连通凹槽243与第一盲孔221错开布置将另外的两两轴向通孔连通，构成了S形的冷却通道，中间端盖对着后端盖的一侧中部还中部开设有大圆形凹槽241，其中一个连通凹槽243通过离心通道244与大圆形凹槽241连通，后端盖压的周边与中间端盖通过螺钉压合，液泵室与冷却通道连通，冷却通道由电机的后端盖指向前端盖，再由前端盖指向后端盖，经过多次折返，与离心通道244相通的连通凹槽243为冷却通道的进口，这个连通凹槽与液泵室相通，其他任意一个连通凹槽243作为出口与出液口相通。作为另外一种实施例，液泵室的大圆形凹槽、离心通道设置在后端盖对着中间端盖的一侧上，在后端盖上开设有四个第二盲孔，第二盲孔与第一盲孔错开设置将另外的两两轴向通孔连通，其中一个第二盲孔与离心通道连接作为冷却通道的进口，其他任意一个第二盲孔作为冷却通道的出口与出液口连通。如图7和图9所示，泵叶轮15对着后端盖的端面上均布有多个离心凹槽151，离心凹槽151由泵叶轮的轴心指向周面，泵叶轮的中心开设有与离心凹槽151相通的小圆形凹槽152，进液口231正对着这个小圆形凹槽152，泵叶轮的圆周面上均布有多个凸齿153，凸齿153为与斜齿。泵叶轮15在主轴11的带动下旋转，旋转的泵叶轮产生离心力，不断的从进液口吸取冷却液通过离心凹槽推向冷却通道的进口，泵叶轮的离心力会对冷却通道内的冷却液形成压力，将冷却通道内的冷却液推向出液口232。如图8所示，转子包括主轴11、套接在主轴外侧的金属支架12、套接在金属支架外侧金属的磁极套13和嵌接在磁极套13上的磁极束14，不同极性的磁极束14间隔设置，每个磁极束包括三个磁极相同的磁条141，其中两个磁条靠近轴线并排设置，在两个磁条中间位置的外侧设置有第三个磁条，每个磁极束的三个磁条相互平行，磁极束的三个磁极相互叠加，提高磁极强度，提高了电机的功率，泵叶轮能够很好的将磁极束产生的热量吸收释放到冷却液中，为采用铝铁硼磁条提供了有利基础，同时降低了电机的体积和成本。本实用新型的高功率比自循环液冷永磁电机为永磁电机，磁条采用磁性很强的铝铁硼磁条，三个磁条叠加使用累加磁极束的磁性，以提高电机的功率。铝铁硼磁条被密封在电机中很容易产生热量，这些热量会导致磁条退磁，必须要把热量及时的释放出去。磁条产生的热量会传递给金属的磁极套、金属支架和主轴，主轴会将热量传递给泵叶轮，泵叶轮处在液泵室中被冷却液包围，泵叶轮的旋转可以不断的将电机外侧的冷却液经过进液口吸收到液泵室中，同时将吸收热量后的冷却液通过出液口排放出去，因此泵叶轮一直是处在低温环境中，热量的传递是从高温物体传递给低温物体，因此磁条的热量会不断的通过泵叶轮传递给冷却液，以避免磁条被高温退磁。同时泵叶轮会将冷却液推送入定子的冷却通道中对定子进行降温，更好的降低了电机为温度，以减缓电机的老化，延长电机的使用寿命。本实用新型的高功率比自循环液冷永磁电机选用了磁场强度较强耐温一般的铝铁硼材料，给密封电机转子设计出一条散热冷却的途径，解决了目前大功率密封电机的功率密度问题，自带循环冷却装置解决好转子的散热问题，同时选择多片磁铁组合降低磁体自身的升温，使其转子工作时不会进入高温区域，确保电机转子体不会退磁，提高了电机功率密度，提高了电机可靠性和抗过载性，减小了电机重量与体积，降低了成本和原材料消耗。