一种定子冷却结构、定子组件及电机的制作方法

本发明涉及电机，尤其是涉及一种基于分块铝套的定子冷却结构、定子组件及电机。

背景技术：

1、电机运行过程中受多种损耗影响，发热问题一直是设计研发过程中的重点及难点问题。定子温度越高，相同电流下损耗便越大，电磁性能便越低，甚至无法长久运行。就现有技术而言，对定子的冷却一般采用绕组内嵌热管散热，或者直接定子齿轭部开孔冷却，或通过含水冷流道的机壳进行传递散热，或者直接在壳体内通风冷却定子与绕组。以上这些冷却结构存在制作工艺复杂，或成本较高，或冷却效果不足的诸多问题。

2、如图1所示，现有技术中公开了一种电机定子绕组端部冷却装置，借助机壳水道引出冷却管路经定子绕组端部从端盖出口处流出。该方式一定程度上可增强定子的冷却效果，但也非常有限，一方面壳体制作成本高，加工工艺复杂；另一方面，对电机定子尤其是电机中部绕组冷却效果不佳，造成定子绕组局部温度较高，温差梯度较大，从而影响电机整体温控性能及电机寿命；再者位于定子外侧的壳体为整体结构，安装时壳体与定子之间为过盈配合连接，由于过盈作用导致整个圆柱形的壳体极难拆卸，而顺利拆卸则需要更高温度下进行，但为了保证绝缘性能，无法在高温下操作，所以导致现有技术中的壳体拆装困难。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于分块铝套的定子冷却结构、定子组件及电机，以解决现有技术中存在的定子安装与拆解困难、定子发热严重且内部散热冷却不足的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

3、本发明提供的一种定子冷却结构，包括套设在定子外侧的冷却套筒；所述冷却套筒为分体结构，由若干块冷却分块首尾拼接而成；每块所述冷却分块的拼接侧均设置有外流道半槽，相邻两块所述冷却分块上的所述外流道半槽拼接在一起后形成一条外冷却流道；定子内圈中设置有用于冷却定子内部的内冷却流道；还包括设置在定子两端且分别与所述内冷却流道和所述外冷却流道连通的衔接冷却流道；所述内冷却流道直径小于所述外冷却流道直径。

4、本发明提供的定子冷却结构，通过在定子内外均设置冷却流道，从而可以实现定子的整体均能实现有效冷却，通过将冷却套筒设置成分块结构，不仅便于冷却套筒的方便拆卸，而且还能利用套筒分块的拼接处形成流道结构，简化冷却结构、减少零部件、降低成本，可以对电机定子整体有效冷却，解决了高速电机定子安装与拆解困难、定子发热严重且内部散热冷却不足等一系列问题。

5、作为本发明的进一步改进，每块所述冷却分块上还贯穿设置有通风口。

6、通过以上结构设置，便于整机定子的安装与拆解，同时每块铝套开设通风口与冷却流道，便于实施有效冷却，避免在定子齿轭部开孔，对铁芯磁密及铁耗无任何影响，不影响电机电磁性能。

7、作为本发明的进一步改进，所述内冷却流道数量为若干条，设置在定子内圈的每个槽楔口内。

8、作为本发明的进一步改进，所述衔接冷却流道包括变径连接管道，所述变径连接管道的大头端与所述外冷却流道连通，小头端与所述内冷却流道连通。

9、作为本发明的进一步改进，所述衔接冷却流道还包括内圈连接管道、外圈连接管道；其中：

10、所述内圈连接管道设置在定子两端，且与所有的所述内冷却流道的两端分别连接；

11、所述外圈连接管道设置在定子的第一端，与第一端的所有的所述外冷却流道连接；

12、位于定子第一端的所述变径连接管道一端与所述内圈连接管道连接，另一端与所述外圈连接管道连接；

13、位于第二端的所述变径连接管道一端与所述内圈连接管道连接，另一端与所述外冷却流道连接。

14、作为本发明的进一步改进，所述衔接冷却流道与所述冷却套筒端部之间留有间隔。

15、作为本发明的进一步改进，所述内冷却流道采用绝缘材料制成；和/或，所述变径连接管道采用绝缘材料制成。

16、作为本发明的进一步改进，所述变径连接管道与所述内冷却流道和所述外冷却流道之间为同相直连或错相倾斜连接结构。

17、作为本发明的进一步改进，所述内冷却流道和所述外冷却流道的直径比为0.4-0.8。

18、作为本发明的进一步改进，所述变径连接管道为在竖直方向的直管结构，埋置于定子每两相绕组间隙处；或者是，所述变径连接管道为在竖直方向的弯管结构，沿定子绕组线包端部延伸布置。

19、本发明提供的一种定子组件，包括定子铁芯和用于对所述定子铁芯进行降温的所述定子冷却结构。

20、本发明提供的定子组件，通过在铝套分块拼接处形成的冷却流路，结合定子内圈槽楔口，经变径管构建冷却回路，该变径管埋置于定子每两相绕组间隙处，保障绕组充分冷却同时亦可充当绝缘，另外在铝套一端对冷却管路内外圈分别用管路连通，在铝套另一端对管道内圈用管路连通，外侧在随意对称两位置开设流路进出口，通以各种冷却介质，以此形成管路内侧循环冷却，提高散热效果；本发明中约束变径管比值也就是内/外圈处冷却流路直径比取0.4-0.8时，同等条件下循环管道内流量范围相对偏大，即定子冷却效果更佳，从而提高电机的功率密度以及运行稳定性。

21、本发明提供的一种电机，包括所述定子组件。

22、本发明提供的电机，包含一种新型的定子冷却结构，这种冷却结构可以对电机定子整体有效冷却，解决了高速电机定子安装与拆解困难、定子发热严重且内部散热冷却不足等一系列问题。

技术特征：

1.一种定子冷却结构，其特征在于，包括套设在定子外侧的冷却套筒；所述冷却套筒为分体结构，由若干块冷却分块首尾拼接而成；每块所述冷却分块的拼接侧均设置有外流道半槽，相邻两块所述冷却分块上的所述外流道半槽拼接在一起后形成一条外冷却流道；定子内圈中设置有用于冷却定子内部的内冷却流道；还包括设置在定子两端且分别与所述内冷却流道和所述外冷却流道连通的衔接冷却流道；所述内冷却流道直径小于所述外冷却流道直径。

2.根据权利要求1所述的定子冷却结构，其特征在于，每块所述冷却分块上还贯穿设置有通风口。

3.根据权利要求1所述的定子冷却结构，其特征在于，所述内冷却流道数量为若干条，设置在定子内圈的每个槽楔口内。

4.根据权利要求1所述的定子冷却结构，其特征在于，所述衔接冷却流道包括变径连接管道，所述变径连接管道的大头端与所述外冷却流道连通，小头端与所述内冷却流道连通。

5.根据权利要求4所述的定子冷却结构，其特征在于，所述衔接冷却流道还包括内圈连接管道、外圈连接管道；其中：

6.根据权利要求1所述的定子冷却结构，其特征在于，所述衔接冷却流道与所述冷却套筒端部之间留有间隔。

7.根据权利要求4所述的定子冷却结构，其特征在于，所述内冷却流道采用绝缘材料制成；和/或，所述变径连接管道采用绝缘材料制成。

8.根据权利要求4所述的定子冷却结构，其特征在于，所述变径连接管道与所述内冷却流道和所述外冷却流道之间为同相直连或错相倾斜连接结构。

9.根据权利要求1所述的定子冷却结构，其特征在于，所述内冷却流道和所述外冷却流道的直径比为0.4-0.8。

10.根据权利要求4所述的定子冷却结构，其特征在于，所述变径连接管道为在竖直方向的直管结构，埋置于定子每两相绕组间隙处；或者是，所述变径连接管道为在竖直方向的弯管结构，沿定子绕组线包端部延伸布置。

11.一种定子组件，其特征在于，包括定子铁芯和用于对所述定子铁芯进行降温的如权利要求1-10中任一所述的定子冷却结构。

12.一种电机，其特征在于，包括如权利要求11所述的定子组件。

技术总结本发明提供了一种定子冷却结构、定子组件及电机，涉及电机技术领域，解决了定子安装与拆解困难、定子发热严重且内部散热冷却不足的技术问题。该定子冷却结构包括套设在定子外侧的冷却套筒；冷却套筒为分体结构，由若干块冷却分块首尾拼接而成；每块冷却分块的拼接侧均设置有外流道半槽，相邻两块冷却分块上的外流道半槽拼接在一起后形成一条外冷却流道；定子内圈中设置有内冷却流道；还包括设置在定子两端且分别与内冷却流道和外冷却流道连通的衔接冷却流道；内冷却流道直径小于外冷却流道直径。本发明采用分块铝套结构便于整机定子的安装与拆解，每块铝套开设通风口与外冷却流道，在定子内圈中设置内冷却流道，可以对电机定子整体有效冷却。技术研发人员：张勐,张芳,周祖豪,郭志鹏受保护的技术使用者：珠海格力电器股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/23