水内冷电机转子的制作方法

本实用新型属于永磁电机设计领域，特别涉及到低速大转矩永磁同步电机的内冷却技术。

背景技术：

永磁电机以其灵活多变、高效节能等特点得到广泛应用。特别是低速大转矩永磁同步电动机，在诸多领域取代了异步电机加减速机的传统传动方式、提高了传动效率。但随着应用范围的扩大，要求此类电机能够实现更低转速和更大转矩。造成低速大转矩永磁同步电机的体积越来越大，因此转矩体积密度成为这种电机追求的重要指标。

低速大转矩永磁同步电动机的特性造成其外形多为扁平式结构。与细长型的电机相比，有效散热面积较小。而且，由于电机电枢直径较大，造成了电机内部，尤其是转子部分多为中空结构，空气所占比重较大。又没有高速旋转的转子可以利用来产生较大的空气循环，电机内部的热量只能通过几乎静止的空气缓慢传导到机壳、端盖等结构件上；或者在转子端面或转轴上安装扇叶，通过搅动空气来实现提高导热效率的目的。即使这样，电机内部仍然仅靠空气热传导。造成低速大转矩永磁同步电动机内部的热量散出缓慢，影响了转矩体积密度的提高。

技术实现要素：

发明目的

为了解决上述存在的问题，本实用新型提出了一种水内冷电机转子。尤其适用于低速大转矩永磁同步电动机，可以将水导入转子内部，通过比热容较高的水来直接冷却转子，直接降低转子温升，进而降低电机内部整体温升。再通过转子端面的扇叶搅动空气，进一步实现电机、尤其是低速大转矩磁同步电动机更大的转矩体积密度。

技术方案

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：

一种水内冷电机转子，其特征在于：主要由转子铁心、转子支架、转子端板、螺旋铜管和转轴组成；转子支架由支撑板、转子轭圈和轮毂组成；转子轭圈环形的中空部分设置支撑板，支撑板为具有一定厚度的环形，并设有均匀分布的孔；支撑板18环形的中空部分设置轮毂；支撑板的厚度是指足够保证转子轭圈与轮毂的同心度；转子支架内设置有螺旋铜管，螺旋铜管绕在支撑板两侧的转子轭圈的内壁上，两侧的螺旋铜管之间通过穿过支撑板上的孔的桥连通；转轴的两端内部具有进水路和出水路，螺旋铜管的两个端口分别与转轴的进水路和出水路相连通；转轴的两端均连接有旋转水接头，进水旋转水接头连接进水路，出水旋转水接头连接出水路；转子端板固定在转子支架的两端。

出水旋转水接头通过螺栓固定在弯板上，进水旋转水接头通过螺栓固定在后端盖上。

弯板底部固定在底座上，底座与电机底座连接在一起，并且在同一水平面上。

转子端板上安装有扇叶。

进水路和出水路互不相通。

进水路孔洞的轴心与电机转轴同心；出水路孔洞的轴心与电机转轴不同心。

所述水内冷电机转子特别适用于低速大转矩永磁电动机。

优点及效果

本实用新型具有如下优点及有益效果：

本实用新型提出的水内冷电机转子，充分利用了低速大转矩永磁电机转子支架的中空结构，在电机内部增加了导热性能良好的导热介质，利用流水直接带走转子热量。可减小电机、尤其是低速大转矩磁同步电动机的体积。

附图说明

图1为具有本实用新型转子的电机整体结构示意图。

图2 为本实用新型转子支架的结构示意图。

图3 为本实用新型转子结构剖面示意图。

图4为本实用新型转子用螺旋铜管示意图。

附图标记说明：

1．底座，2．出水旋转水接头，3．螺栓，4. 弯板，5. 转轴，6. 出水路，7.螺旋铜管，8. 扇叶，9. 转子端板，10. 永磁体，11. 转子支架，12. 桥，13. 转子铁心，14. 进水路，15. 后端盖，16. 进水旋转水接头，17. 电机底座，18. 支撑板，19. 转子轭圈，20. 轮毂，21. 孔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：

本实用新型提供了一种水内冷电机转子，如图1和图3所示，主要由转子铁心13、转子支架11、转子端板9、螺旋铜管7和转轴5组成；如图2所示，转子支架11由支撑板18、转子轭圈19和轮毂20组成。转子轭圈19环形的中空部分设置支撑板18，支撑板18为具有一定厚度的环形，并设有均匀分布的孔21；支撑板18环形的中空部分设置轮毂20；支撑板18的厚度是指足够保证转子轭圈与轮毂的同心度。转子支架11内设置有螺旋铜管7，如图3和图4所示，螺旋铜管7绕在支撑板18两侧的转子轭圈19的内壁上，两侧的螺旋铜管7之间通过穿过支撑板18上的孔21的桥12连通；转轴5的两端内部具有进水路14和出水路6，螺旋铜管7的两个端口分别与转轴5的进水路14和出水路6相连通；转轴5的两端均连接有旋转水接头，进水旋转水接头16连接进水路14，出水旋转水接头2连接出水路6；转子端板9固定在转子支架11的两端。通过进水旋转水接头16将水导入转轴5后端的进水路14，水再进入螺旋铜管7内，经过螺旋管道后进入转轴5前端的出水路6，最终由出水旋转水接头2排出。

出水旋转水接头2通过螺栓3固定在弯板4上，进水旋转水接头16通过螺栓3固定在后端盖15上，可以充分利用后端盖，不再增加支撑物。而进水旋转水接头固定在弯板上的好处是可以让出转轴伸出端的位置以用于连接负载，而不能直接固定在前端盖上。

弯板4底部固定在底座1上，底座1与电机底座17连接在一起，并且在同一水平面上。保持在同一水平面上用以保证进水旋转水接头与转轴同心。

转子端板9上安装有扇叶8，通过搅动空气来实现提高导热效率的目的。

进水路14和出水路6二者互不相通，可以迫使水流必须流经螺旋铜管，以起到冷却转子的效果。

进水路14孔洞的轴心与电机转轴5同心；出水路6孔洞的轴心与电机转轴5不同心，利用离心力提高出水效率。

所述水内冷电机转子特别适用于低速大转矩永磁电动机。可以充分利用低速大转矩永磁电机转子支架的中空结构，在电机内部增加了导热性能良好的导热介质，利用流水直接带走转子热量。可减小电机、尤其是低速大转矩磁同步电动机的体积。

本实用新型的工作原理如下：

如图1所示：具有本实用新型转子的永磁电机在转轴5的前后两端各设置有一个旋转水接头，进水旋转水接头16和出水旋转水接头2，与转轴5伸出端连接的出水旋转水接头2通过螺栓3与弯板4固定。弯板4通过螺栓与底座1连接，底座1与电机底座17连接在一起，并且在同一水平面上。与转轴5后端连接的进水旋转水接头16通过螺栓3与后轴承的后端盖15固定。

通过进水旋转水接头16将水导入到转轴5后端内部的进水路14，水再进入设置在转子支架11内部的螺旋铜管7内，流经螺旋铜管7后，进入设置在转轴5伸出端内部的出水路6，最后经出水旋转水接头2排出。特别是：进水路14孔洞的轴心与电机转轴5同心；出水路6孔洞的轴心与电机转轴5不同心；从而利用离心力提高出水效率。

如图2所示：本实用新型转子支架11为筒形，在其内部设置有支撑板18，支撑板18上设置有均匀分布的孔。转子支架11内设置的螺旋铜管7通过桥12连接。桥12穿过支撑板18上的某一个孔。在两个转子端板9之间的转子支架11上安装转子铁心13，转子铁心13包括永磁体10。转子端板9能够防止永磁体10的轴向传动，转子端板9上安装有扇叶8，用于搅动空气，进一步实现电机更大的转矩体积密度。