一种外转子电机的抽气冷却装置的制作方法

1.本实用新型属于外转子电机领域，涉及机械结构，冷却技术，主要是一种外转子电机的抽气冷却装置及方法。


背景技术：

2.大型外转子电机的定子冷却通常采用液冷，气冷，液冷包括水冷油冷，均存在可能的泄漏问题。气冷中的吹气方式，由于通道狭小，需要采用加压吹气，这种方式冷却存在可能的水凝，需要对空气做进一步的处理，否则不利于电机的绝缘。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种简单有效的外转子电机的抽气冷却装置，外转子永磁电机采用抽气冷却方法，实现电机冷却。
4.本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的。一种外转子电机的抽气冷却装置，主要包括主轴、上端盖、下端盖、绕线定子和转子机壳，转子机壳、上端盖、下端盖和主轴组成了一个封闭空间，绕线定子设置在该封闭空间内并设有空气通道，主轴上设有抽气通道和进气通道，进气通道通过所述的空气通道与抽气通道相连通。
5.所述的空气通道包括绕线定子和转子机壳间的气隙和定子线圈间的空隙，进气通道进入的空气通过所述空气通道从抽气通道被抽出形成气流循环。
6.所述主轴的一端支承在上端盖上，主轴的另一端支承在下端盖上，上端盖固定于转子机壳顶部，下端盖固定于转子机壳底部；绕线定子通过支架套设在主轴外周，并设置在上端盖与下端盖之间，转子机壳套设在绕线定子外周，绕线定子与转子机壳之间设置磁钢；上盖板固定在钢套外壳的顶部，钢套外壳套设在转子机壳外周并安装在底座上。
7.本实用新型的有益效果为：本实用新型摆脱了外转子电机风冷受空间限制的约束，也避开了液冷方式管道泄漏的风险，还不会受空气压缩产生大量水凝的困扰，采用低压大流量抽气的方式冷却电机定子。
8.1、大流量抽气冷却——无无冷凝水，无液冷方法的漏液顾虑；
9.2、成本低——电机内部无需复杂结构，建立一个空气通道便可实现；
10.3、易于维护——不需要后期维护，仅对外部的抽气机维护；
11.4、本实用新型所涉及的装置及方法：多台电机可采用同一个抽气机实现，特别适合于拉丝机等一条生产线有多台电机的场合。
附图说明
12.图1为本实用新型的结构示意图。
13.图2为本实用新型中电机主轴和定子散热拓扑结构示意1；
14.图3为本实用新型中电机主轴和定子散热拓扑结构示意2；
15.图4为多台电机共冷却散热结构示意图。
16.附图标记说明:上盖板1，钢套外壳2、转子机壳3、磁钢4、绕线定子5、支架6、底座7、下端盖8、封闭空间9、主轴10、上端盖11、进气口12、抽气口13、进气口空滤14、抽气机进气口15、抽气机出气口16、抽气机17、定子冲片18、定子线圈19、抽气通道20、进气通道21，定子固定管22。
具体实施方式
17.下面将结合附图对本实用新型做详细的介绍：
18.如图1所示，一种外转子电机的抽气冷却装置，主要包括主轴10、上端盖11、下端盖8、绕线定子5和转子机壳3，转子机壳3、上端盖11、下端盖8和主轴10组成了一个封闭空间9，绕线定子5设置在该封闭空间9内并设有空气通道，也就是说，整个定子处于密闭空间，绕线定子5包括定子线圈19、定子端部，定子冲片18处于电机转子机壳、电机上下端盖、主轴和轴承油封的密闭空间内，确保空气通道(冷却通道)的唯一性。
19.主轴10上设有抽气通道20和进气通道21，进气通道21通过所述的空气通道与抽气通道20相连通。空气通道贯穿定子线圈19，也就是自然空气从定子端部的一端进入，经过定子线圈空气被加热后(也就是空气带走定子线圈的热量后)被定子另一端的抽气机吸出，从而达到冷却电机定子的目的。被吸出的空气可以自由排出，也可以作为压力空气用作它途。
20.具体的连接结构为：所述主轴10的一端支承在上端盖11上，主轴10的另一端支承在下端盖8上，上端盖11固定于转子机壳3顶部，下端盖8固定于转子机壳3底部；绕线定子5通过支架6套设在主轴10外周，并设置在上端盖11与下端盖8之间，转子机壳3套设在绕线定子5外周，绕线定子5与转子机壳3之间设置磁钢4；上盖板1固定在钢套外壳2的顶部，钢套外壳2套设在转子机壳3外周并安装在底座7上。
21.如图2-3所示，本实用新型提供了一种抽气方式冷却外转子电机，外转子电机用主轴10作为进出空气的通道，将进气口12和抽气口13分别设置到电机定子线圈19的前端部和后端部(本示例中的上部和下部)，进气口12的空气可以是自然空气或经过滤后的空气，这时的空气是低温状态。所述的空气通道仅包括绕线定子5和转子机壳3间的气隙和定子线圈19间的空隙，进气通道21进入的空气通过所述空气通道从抽气通道20被抽出形成气流循环。也就是说，除了绕线定子5和转子机壳3间的气隙和定子线圈19铜线间的自由间隙外，没有额外的空气通道，迫使空气从铜线间的自由间隙和气隙之间通过，达到冷却定子和磁钢的目的。
22.图2和图3中进气口和抽气口可以互换，图2中，图3中，空气从电机主轴底部的进气口12进入电机内，分成三股，通过定子固定管22，通到电机下方，由于除了定子与转子间的气隙和定子线圈间的空隙外没有其它空气通道，所以冷却空气经过定子线圈表面，带走了铜线和硅钢片表面的热量。
23.本实用新型同时提供了一种外转子电机的抽气冷却方法，主要包括步骤如下：由转子机壳3、上端盖11、下端盖8和主轴10组成了一个封闭空间9，将抽气机17的抽气机进气口15与主轴10上的抽气口13相连通；抽气机17运行时，抽气机进气口15对主轴10上的抽气口13抽气，电机内的封闭空间9内处于负压状态，使得外部自然空气从主轴10下方的进气口12吸入；经空气通道时将热量带走，最后从抽气口13排出，经过抽气机17从抽气机出气口16排出。
24.如图4所示公开了具体实施例：将本专利电机应用于拉丝机的示例说明：多头连续拉丝机有多台永磁电机，采用共抽气冷却方式，本案中有9台电机，一台7.5kw真空泵抽气机，抽气量每分钟大于6立方。在自然冷却空气的进气口加装了进气口空滤14，确保进入电机的空气干净无杂质，空气从电机轴底部的进气口进入电机内，分成三股，通过定子固定管22，通到电机下方，由于除了定子与转子间的气隙和定子线圈间的空隙外没有其它空气通道，所以冷却空气经过定子线圈表面，带走了铜线和硅钢片表面的热量，由空气通道被抽气的真空泵抽气机排出，达到冷却电机定子的效果，解决了之前采用水冷却方式时的漏水，也解决了采用吹气冷却的水凝问题，还能将抽出的空气用于对拉丝机产线中对粉尘的吹散，可谓一举多得。维护也方便，除了真空泵，其余基本不用维护。
25.可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本实用新型的技术方案及实用新型构思加以等同替换或改变都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。


技术特征：
1.一种外转子电机的抽气冷却装置，其特征在于：主要包括主轴(10)、上端盖(11)、下端盖(8)、绕线定子(5)和转子机壳(3)，转子机壳(3)、上端盖(11)、下端盖(8)和主轴(10)组成了一个封闭空间(9)，绕线定子(5)设置在该封闭空间(9)内并设有空气通道，主轴(10)上设有抽气通道(20)和进气通道(21)，进气通道(21)通过所述的空气通道与抽气通道(20)相连通。2.根据权利要求1所述的外转子电机的抽气冷却装置，其特征在于：所述的空气通道包括绕线定子(5)和转子机壳(3)间的气隙和定子线圈(19)间的空隙，进气通道(21)进入的空气通过所述空气通道从抽气通道(20)被抽出形成气流循环。3.根据权利要求1所述的外转子电机的抽气冷却装置，其特征在于：所述主轴(10)的一端支承在上端盖(11)上，主轴(10)的另一端支承在下端盖(8)上，上端盖(11)固定于转子机壳(3)顶部，下端盖(8)固定于转子机壳(3)底部；绕线定子(5)通过支架(6)套设在主轴(10)外周，并设置在上端盖(11)与下端盖(8)之间，转子机壳(3)套设在绕线定子(5)外周，绕线定子(5)与转子机壳(3)之间设置磁钢(4)；上盖板(1)固定在钢套外壳(2)的顶部，钢套外壳(2)套设在转子机壳(3)外周并安装在底座(7)上。

技术总结
本实用新型提供了一种外转子电机的抽气冷却装置，主要包括主轴、上端盖、下端盖、绕线定子和转子机壳，转子机壳、上端盖、下端盖和主轴组成了一个封闭空间，绕线定子设置在该封闭空间内并设有空气通道，主轴上设有抽气通道和进气通道，进气通道通过所述的空气通道与抽气通道相连通。本实用新型有益的效果：该冷却装置摆脱了外转子电机风冷受空间限制的约束，也避开了液冷方式管道泄漏的风险，还不会受空气压缩产生大量水凝的困扰，采用低压大流量吸气的方式冷却电机定子。的方式冷却电机定子。的方式冷却电机定子。


技术研发人员：祁红飞 姚立波 吴凯洋 沃增勇 陈益民
受保护的技术使用者：浙江赛孚机电科技有限公司
技术研发日：2021.08.27
技术公布日：2022/2/8