一种电机内冷却系统及潜水电机的制作方法

1.本实用新型涉及电机技术领域，特别涉及一种电机内冷却系统及潜水电机。


背景技术：

2.电机运转过程中，涡电流会使转子温度升高，过高的温度会带来使永磁体性能下降，甚至电机烧毁等不良影响，潜水电机内部常充满液体，可以起到润滑轴承与冷却转子的作用，但是液体的轴向流动较少，轴向上的温度分布不均匀，影响散热效果。
3.申请号为201710630093.x的专利申请公开了一种具有强迫冷却润滑功能的屏蔽泵，其公开日为2017年11月24日，所述的具有强迫冷却润滑功能的屏蔽泵，通过在所述的后滑动轴承座上开设轴承座孔一和轴承座孔二，并使后推力盘和后滑动轴承之间留有间隙，以及在在所述的轴、叶轮螺母和螺母中心开有通孔，由于叶轮出口压力大于叶轮后盖板压力和前轴承座区域的压力，使从叶轮出来的部分输送介质流经所述的前滑动轴承座、流经屏蔽套的内侧间隙、流经后滑动轴承内外侧和端部，再从所述的螺母、轴及叶轮螺母中心的通孔回到叶轮进口，形成强迫循环回路，使所述的后滑动轴承、轴套二及后推力盘得到有效的冷却润滑，但是根据该设备内液体在流通通道内流动的相关介绍或设计，容易导致通道中的液体不流动，起不到持续冷却电机的效果。


技术实现要素：

4.为解决上述背景技术中提及的，现有的冷却系统无法实现持续循环冷却的问题，本实用新型提供一种电机内冷却系统，包括机筒、定子、转子和主轴，以及分别与机筒上下两端口部固定连接的上端盖组件和下端盖组件，所述定子和转子位于机筒内，所述转子固定外套于所述主轴的中部，所述主轴的两端分别与上端盖组件和下端盖组件连接且所述主轴向上延伸并穿过所述上端盖组件；所述定子和转子之间设有一屏蔽套以使定子与转子分别处于机筒内的不同腔室；
5.所述屏蔽套的内壁依次与所述主轴的下部外侧面、转子的外侧面以及所述主轴的上部外侧面构成一供冷却介质在其间流动的通道一；
6.所述主轴内具有一供冷却介质在其内流动的通道二，所述通道二的上端部通过一连接通道与通道一的上部连通，所述通道二的下部通过下端盖组件内的流通腔室与通道一的下部连通；
7.所述屏蔽套的内壁上设有螺旋波纹。
8.在上述结构的基础上，进一步地，所述屏蔽套的上、下两端分别与上端盖组件、下端盖组件密封组装。
9.在上述结构的基础上，进一步地，所述螺旋波纹的旋向为顺时针或逆时针。
10.在上述结构的基础上，进一步地，在轴向上，所述屏蔽套位于转子和上端盖组件之间的部分的内壁设有螺旋波纹，所述屏蔽套位于转子和下端盖组件之间的部分的内壁也设有螺旋波纹。
11.在上述结构的基础上，进一步地，所述屏蔽套位于定子和转子之间间隙的部分的内壁没有螺旋波纹。
12.在上述结构的基础上，进一步地，所述连接通道为沿主轴径向设置的通孔。
13.在上述结构的基础上，进一步地，所述主轴上设有一个或多个所述连接通道。
14.在上述结构的基础上，进一步地，所述连接通道的出口设于转子与上端盖组件之间。
15.本实用新型还提供一种潜水电机，所述电机设有如上所述的电机内冷却系统。
16.本实用新型提供的一种电机内冷却系统及配有该冷却系统的潜水电机，与现有技术相比，具有以下优点：
17.通过双通道以及带有螺旋波纹的屏蔽套结构，使得电机内填充的冷却介质受转子的驱动后，使得冷却介质在电机内形成环流，增强电机散热效果。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本实用新型提供的一种内置有冷却系统的潜水电机剖视图；
20.图2为本实用新型提供的一种内置有冷却系统的潜水电机内部水循环示意图。
21.附图标记：
22.10机筒
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20定子
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30转子
23.40主轴
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41连接通道
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50上端盖组件
24.60下端盖组件
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61流通腔室
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70屏蔽套
具体实施方式
25.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
27.如图1
‑
2所示，一种电机内冷却系统，包括机筒10、定子20、转子30和主轴40，以及分别与机筒10上下两端口部固定连接的上端盖组件50和下端盖组件60，所述定子20和转子30位于机筒10内，所述转子30固定外套于所述主轴40的中部，所述主轴40的两端分别与上
端盖组件50和下端盖组件60连接且所述主轴40向上延伸并穿过所述上端盖组件50；
28.具体地，在位于所述定子20和转子30之间设有一屏蔽套70以使定子20与转子30分别处于机筒10内的不同腔室；
29.所述屏蔽套70的内壁依次与所述主轴40的下部外侧面、转子30的外侧面以及所述主轴40的上部外侧面构成一供冷却介质在其间流动的通道一；
30.所述主轴40内具有一供冷却介质在其内流动的通道二，所述通道二的上端部通过一连接通道41与通道一的上端部连通，所述通道二的下端部通过下端盖组件60内的流通腔室61与通道一的下端部连通；
31.所述屏蔽套70的内壁上设有螺旋波纹。
32.作为一具体实施方式，其中，在位于所述定子20和转子30之间设有一屏蔽套70，所述屏蔽套70的两端分别与上端盖组件50和下端盖组件60固定连接，由此，通过所述屏蔽套70的设置将定子20与转子30进行隔离，使冷却介质在屏蔽套70的内侧流动，而隔绝了冷却介质与定子20接触的可能性，因此，在所述屏蔽套70结构设置的发明构思的基础上还可以进行适应性设置，例如在本实用新型中如图1所示，则明显区分为屏蔽套70的内侧与外侧两个腔室，但是并不能排除位于定子20或转子30所处腔室具有更小/更大的空间；
33.如图1
‑
2所示，所述屏蔽套70的内壁依次与所述主轴40的下部外侧面、转子30的外侧面以及所述主轴40的上部外侧面构成一可使冷却介质在其间流动的通道一；
34.同时，所述主轴40内具有一可使冷却介质在其内流动的通道二，而所述通道二的上端部通过一连接通道41与通道一的上部连通，所述通道二的下部通过下端盖组件60内的流通腔室61与通道一的下部连通；
35.通过上述通道一、通道二、连接通道41以及流通腔室61的结合，从而使得冷却介质得以形成环流流动，从而有效改善电机工作时转子30和定子20切割磁感线发热导致冷却介质相对于机筒10内部在轴向上的温度不同，即转子30处温度较高，其余区域相对较低；
36.且在该方案下，所述主轴40的一部分为中空结构从而形成通道二，通道二为盲孔，具体为从所述主轴40下端面延伸至靠近上端盖组件50的非轴伸端，并且在转子30与上端盖组件50之间设有连接通道41，在所述屏蔽套70与主轴40之间充满冷却介质，例如水、冷却液等，而所述屏蔽套70的内壁上设有螺旋波纹；
37.当电机运转时，冷却介质受旋转的转子30驱动，在电机内随转子360
°
圆周流动，流动的液体在屏蔽套70表面顺着螺旋波纹结构从屏蔽套70的上端部流动至下端部(即通道一)，进而流经下端盖组件60内的流通腔室61，从而进入通道二，再依次通过连接通道41返回屏蔽套70的上端部，从而形成循环往复的轴向环流，有效改善了因液体轴向流动少，使得电机内轴向上温度分布不均匀，影响散热效果；
38.其中，作为又一优选方案，所述主轴40的上端与下端则分别通过轴承与上端盖组件50和下端盖组件60连接；在轴承的端盖，尤其是下端的轴承端盖上可以通过设置若干个通孔的方式使冷却介质得以从通道一经由该轴承端盖上的通孔流入流通腔室61，从而从另一侧的通孔再回流至通道二内；
39.在另一优选方案中，所述通道二可以设计为沿主轴40轴心轴向设置的通道，所述通道二的内径与主轴40和转子30连接处直径的比例关系可以根据实际工况，即主轴40的材质、直径等情况可灵活地进行调整，在保证主轴40强度的前提下，其内径尽可能大；
40.所述屏蔽套70的内壁上设有螺旋波纹，如图1所示，在本实施例中，由于在所述屏蔽套70与转子30之间具有较小的间隙，因此选择将所述螺旋波纹结构设置于转子30上下两侧的屏蔽套70内壁上。具体的，在轴向上，所述屏蔽套70位于转子30和上端盖组件50之间的部分的内壁设有螺旋波纹，所述屏蔽套70位于转子30和下端盖组件60之间的部分的内壁也设有螺旋波纹。所述屏蔽套70位于定子20和转子30之间间隙的部分的内壁没有螺旋波纹。基于所述螺旋波纹结构的设计，使得在转子30转动时会带动冷却介质在屏蔽套70具有螺旋波纹结构段上形成环流，从而实现形成屏蔽套70的上端部
→
转子30处
→
屏蔽套70的下端部
→
下端盖组件60
→
通道二
→
连接通道41
→
屏蔽套70的上端部这样的环流，从而增强电机的散热，当然，环流的方向可以根据实际的螺旋波纹进行适应性调整，此处就不做过多赘述。
41.优选地，所述屏蔽套70的上、下两端分别与上端盖组件50和下端盖组件60密封组装，从而避免当冷却介质泄漏。
42.优选地，所述螺旋波纹的旋向为顺时针或逆时针。
43.优选地，所述屏蔽套70仅在位于转子30上下两侧的内壁上设有螺旋波纹。
44.考虑到在所述转子30的外侧面与所述屏蔽套70之间的间隙过小，进行螺旋波纹的设计过于复杂，因此，仅在屏蔽套70位于转子30上下两侧的内壁上设置螺旋波纹。
45.同时，在另一优选方案中，所述连接通道41为沿主轴40径向设置的通孔，并且，在实际实施时，还可以同时设置一个或多个所述连接通道41，例如，所述连接通道41设置的数量可以为1
‑
4个，均匀或者梯度设置在主轴40上以便于使得连接通道41内的冷却介质更均匀的分流至通道一，从而实现分级回流。
46.优选地，所述连接通道41的出口设于转子30与上端盖组件50之间，可以实现更为充分的冷却循环。
47.本实用新型提供一种潜水电机，所述电机内设有如上所述的电机内冷却系统，采用了上述电机内冷却系统的潜水电机，其内部热量得到更好的分散，使得电机的使用周期更长。
48.尽管本文中较多的使用了诸如机筒、定子、转子、主轴、连接通道、上端盖组件、下端盖组件、流通腔室、屏蔽套等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
49.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。