盘式电机及其散热结构的制作方法

本发明涉及电机技术领域，更具体地说，涉及一种盘式电机及其散热结构。

背景技术：

盘式电机由于采用轴向磁场设计，相较于传统径向磁场电机其轴向尺寸短、转矩密度大、重量轻、效率高。盘式电机通常采用的三种结构：单转子单定子结构、单转子双定子结构、双转子单定子结构。盘式电机在运行时定子绕组会产生大量的热量，如果热量不能被及时被带出会造成电机温升过高影响电机的正常运行。因此高效的散热冷却设计是电机正常运行的保证。

现有技术中盘式电机的一种散热结构，散热设计主要为散热管路的设计，通过将定子绕组的热量导出到电机壳体，再通过冷却油道内的冷却液将热量带出。同时为提高导热性能在定子铁芯和壳体之间填充导热胶增加导热能力。现有技术中盘式电机的另一种散热结构，采用外接鼓风机强制通风的散热冷却方案，其可有效解决了盘式电机由于体积小，表面无法进行散热的缺点，使得盘式电机的能够在全封闭的场合上应用，提供了电机的防护等级。

现有盘式电机大多采用间接冷却方式，通过冷却工质水将热量带出电机，电机绕组发出的热量通过铁芯传到壳体，传到壳体的热量再通过壳体内部的冷却管道内的水将热量带出。为提高散热效果电机壳体与定子铁芯之间采用灌封技术，并在铁芯与壳体之间填充导热胶提高导热能力。灌封技术的使用增加了电机的成本，提高了盘式电机商业应用的难度。目前，采用间接水冷的散热冷却方法，电机的温升仍然较高，盘式电机的商业应用仍然较差。外接鼓风机的盘式电机，对盘式电机的冷却能力有限，影响电机的工作性能。

因此，如何提高盘式电机的散热能力，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种盘式电机散热结构，以提高盘式电机的散热能力；本发明还提供了一种盘式电机。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种盘式电机散热结构，包括电机壳体，固装于所述电机壳体内端面上的定子铁芯和定子绕组；

所述电机壳体内置绕其周向布置的冷却油道，和连通所述冷却油道并伸出至所述定子绕组外圈的喷油嘴，所述电机壳体的内圈底部设置有收集并导出所述喷油嘴喷出冷却油的集油槽。

优选地，在上述盘式电机散热结构中，所述冷却油道开设于所述电机壳体的外端面，所述电机壳体上开设有连通所述冷却油道的喷油孔，所述喷油嘴固装于所述喷油孔内。

优选地，在上述盘式电机散热结构中，所述电机壳体包括壳体外环板和架撑于所述外环板内圈的铁芯安装板，所述冷却油道开设于所述铁芯安装板的外端面上，所述喷油孔开设于所述铁芯安装板的厚度方向。

优选地，在上述盘式电机散热结构中，所述定子铁芯螺栓固装于所述电机壳体上，所述定子绕组环绕所述定子铁芯的周向绕制。

优选地，在上述盘式电机散热结构中，所述定子铁芯包括环绕所述电机壳体周向布置的多个，所述喷油嘴包括环绕所述电机壳体周向布置，并分别与所述定子铁芯位置对应的多个。

优选地，在上述盘式电机散热结构中，所述喷油嘴包括沿所述定子绕组的宽度方向间隔布置的两个子喷油嘴。

优选地，在上述盘式电机散热结构中，所述电机壳体的外圈开设有连通所述冷却油道的冷却油入口，和连通所述集油槽的冷却油出口。

优选地，在上述盘式电机散热结构中，所述冷却油出口的孔径大于所述冷却油入口的孔径。

优选地，在上述盘式电机散热结构中，还包括与所述冷却油入口连通的注油泵，和与所述冷却油出口连通的抽油泵。

一种盘式电机，包括电机壳体和固装于所述电机壳体内部的定子铁芯，所述电机壳体内设置有对所述定子铁芯冷却的散热结构，所述散热结构为如上任意一项所述的盘式电机散热结构。

本发明提供的盘式电机散热结构，包括电机壳体，固装于电机壳体内端面上的定子铁芯和定子绕组；电机壳体内置绕其周向布置的冷却油道，和连通冷却油道并伸出至定子绕组外圈的喷油嘴，电机壳体的内圈底部设置有收集并导出喷油嘴喷出冷却油的集油槽。定子铁芯固装于电机壳体上，定子绕组绕制于定子铁芯上，电机壳体内设置冷却油道，喷油嘴连通冷却油道，并将喷油嘴的喷油口伸出至定子绕组的外圈，在对定子铁芯和定子绕组进行冷却时，冷却油流入冷却油道内，并通过喷油嘴喷出至定子绕组的表面，对定子绕组和定子铁芯直接冷却，冷却油由定子铁芯和定子绕组流动落到电机壳体的底部，通过在电机壳体的底部设置集油槽，经喷油嘴喷出的冷却油由集油槽内收集后导出，通过对盘式电机采用喷油直接冷却的方式，无需对盘式电机进行灌封进行传导散热，提高了盘式电机的散热能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的盘式电机散热机构的内端面结构示意图；

图2为本发明提供的盘式电机散热结构的外端面结构示意图。

具体实施方式

本发明公开了一种盘式电机散热结构，提高了盘式电机的散热能力；本发明还提供了一种盘式电机。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，图1为本发明提供的盘式电机散热机构的内端面结构示意图；图2为本发明提供的盘式电机散热结构的外端面结构示意图。

本发明提供了一种盘式电机散热结构，包括电机壳体1，固装于电机壳体1内端面上的定子铁芯2和定子绕组3；电机壳体1内置绕其周向布置的冷却油道6，和连通冷却油道6并伸出至定子绕组3外圈的喷油嘴4，电机壳体1的内圈底部设置有收集并导出喷油嘴4喷出冷却油的集油槽5。定子铁芯2固装于电机壳体1上，定子绕组3绕制于定子铁芯2上，电机壳体1内设置冷却油道6，喷油嘴4连通冷却油道6，并将喷油嘴4的喷油口伸出至定子绕组3的外圈，在对定子铁芯2和定子绕组3进行冷却时，冷却油流入冷却油道6内，并通过喷油嘴4喷出至定子绕组3的表面，对定子绕组3和定子铁芯2直接冷却，冷却油由定子铁芯2和定子绕组3流动落到电机壳体1的底部，通过在电机壳体1的底部设置集油槽5，经喷油嘴4喷出的冷却油由集油槽5内收集后导出，通过对盘式电机采用喷油直接冷却的方式，无需对盘式电机进行灌封进行传导散热，提高了盘式电机的散热能力。

在本案一具体实施例中，冷却油道6开设于电机壳体1的外端面，电机壳体1上开设有连通冷却油道6的喷油孔7，喷油嘴4固装于喷油孔7内。盘式电机内定子铁芯2环绕电机壳体1的周向布置，冷却油道6为绕电机壳体1为环形油道，为保证冷却油道的密封性，将冷却油道6设置于电机壳体1的外端面，通过在电机壳体1上设置喷油孔7，将冷却油道6内的冷却油引入到电机壳体1的内端面，经喷油嘴4喷淋到定子绕组3上。

优选地，电机壳体1包括壳体外环板和架撑于外环板内圈的铁芯安装板，冷却油道6开设于铁芯安装板的外端面上，喷油孔7开设于铁芯安装板的厚度方向。电机壳体1由壳体外环板进行支撑，其内圈设置铁芯安装板用于固装定子铁芯2，冷却油道6设置于铁芯安装板的外端面，喷油孔7贯穿铁芯安装板的厚度方向，喷油嘴4固装于喷油孔7位于电机壳体1的内端面。为了降低冷却油道6的加工难度，电机壳体1的外端面设置壳体盖板，在铁芯安装板上加工冷却油道6后，通过壳体盖板固装于电机壳体1上，通过铁芯安装板、壳体外环板和壳体盖板围成冷却油道。

在本案一具体实施例中，定子铁芯2螺栓固装于电机壳体1上，定子绕组3环绕定子铁芯2的周向绕制。由于定子铁芯2采用冷却油直接喷淋的方式进行直接冷却，采用定子铁芯2通过螺栓直接固装于铁芯安装板上进行固定，定子绕组3绕制于定子铁芯2上，通过螺栓固定结构对定子铁芯固定的方式，在电机壳体1内圈预留喷油嘴4的安装空间，降低盘式电机的制作难度。

在本案一具体实施例中，定子铁芯2包括环绕电机壳体1周向布置的多个，喷油嘴4包括环绕电机壳体1周向布置，并分别与定子铁芯2位置对应的多个。盘式电机内电子铁芯2环绕布置有多个，喷油嘴进行设计时，适应定子铁芯2的布置结构，将喷油嘴4环绕电机壳体1的周向分布多个，通过喷油嘴4喷出的冷却油冷却对应位置的定子铁芯2，通过冷却油的流动，带走多余的热量。优选地，喷油嘴4的数量与定子铁芯2的数量对应，每个定子铁芯2均可受到冷却油的直接冷却，提高冷却能力。

进一步地，喷油嘴4包括沿定子绕组3的宽度方向间隔布置的两个子喷油嘴。由于定子铁芯2具有一定的宽度，单个喷油嘴的布置结构，以及冷却油受重力的流动难以保证定子铁芯2的轴向均可受到冷却油冷却，将喷油嘴4设置包括两个子喷油嘴，并在定子铁芯2的宽度方向间隔布置，进一步提高冷却油对定子铁芯的散热能力。

在本案一具体实施例中，电机壳体1的外圈开设有连通冷却油道的冷却油入口8，和连通集油槽5的冷却油出口9。冷却油入口8连通冷却油道6，冷却油填充到冷却油道6内后，经喷油嘴4喷出至定子铁芯2上，冷却油落入到电机壳体1底部的集油槽5，冷却油出口连通至集油槽5，将集油槽5内的冷却油及时抽出，避免冷却油对电机内部正常工作的影响。

优选地，冷却油出口9的孔径大于冷却油入口8的孔径。为了避免由于电机进油量和出油量的不平衡造成电机壳体1内部排油不畅，将电机壳体1上冷却油出口9的孔径大于冷却油入口8的孔径，具体为冷却油出口9的出油通道孔径大于冷却油入口8的进油通道的孔径，使得电机壳体1的抽油能力大于电机壳体的进油能力，进一步提高电机壳体的安全性。

在本案一具体实施例中，还包括与冷却油入口8连通的注油泵，和与冷却油出口9连通的抽油泵。通过注油泵和抽油泵保证电机壳体内部冷却油的喷油能力，以及喷出后冷却油的抽取能力，保证盘式电机内散热冷却能力，并将盘式电机的温升控制在合理的范围内，提高盘式电机的应用能力。

本实施例提供的盘式电机散热结构，可应用于单定子单转子电机，也可以应用于双定子单转子电机，对于多定子多转子电子，也可以通过对电机壳体上油路的布置，提高其散热能力。

基于上述实施例中提供的盘式电机散热结构，本发明还提供了一种盘式电机，包括电机壳体和固装于电机壳体内部的定子铁芯，电机壳体内设置有对定子铁芯冷却的散热结构，该盘式电机上设有的散热结构为上述实施例中提供的盘式电机散热结构。

由于该盘式电机采用了上述实施例的盘式电机散热结构，所以该盘式电机由盘式电机散热结构带来的有益效果请参考上述实施例。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。