[实用新型]一种驱动电机定子水冷机座

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电机的定子冷却结构，特别是指一种驱动电机定子的水冷机座结构。

背景技术

驱动电机是车辆电传动的核心部件，由于驱动电机受空间体积以及重量的限制，驱动电机通常采用较高的电磁负荷，这时候电机所产生的损耗较高，驱动电机会因为这种损耗而产生大量的热。为了避免因高热烧毁驱动电机的零部件，致使整个电机损坏，一般都需要对驱动电机进行冷却。目前驱动电机的冷却方式主要有以下几种：

(1).自然冷却

电机靠本身的热容量和辐射来消化运行过程中产生的热量。相对来说，电机的容量较小，体积较大。

(2).强迫风冷

由单独设置的通风机给电机鼓风，将电机所产生的热量带走。其风量与风压有关，和电机的转速无关。采用这种方式的电机结构有以下两种类型：

第一种类型是将冷却空气压入电机内部，电机为开启式结构。

第二种类型是将冷却空气吹过电机机座表面，电机为全封闭结构。

(3).自通风

在电机转轴上安装有风扇，当电机转动时，该风扇产生风来冷却电机。采用这种方式的电机结构有以下两种类型：

第一种类型是电机为开启式结构，内部装有离心式风扇。

第二种类型是电机为全封闭结构，风扇安装在电机尾部，风只能冷却机壳表面。

(4).充液冷

电机为全封闭结构，在其内部充满冷却液来消耗电机所产生的热量。另外还有一种类似的冷却方式：油雾冷却——在电机内部喷油雾来消耗电机产生的热量。

(5).热管冷却

电机为全封闭结构，用热管作为传输工具，将电机内部产生的热量导出，在外部进行冷却。

(6).水冷

电机为全封闭结构，用水作冷却介质，将电机内部所产生的热量传输到外部，由外部的散热器进行冷却。

水冷电机的冷却效果好，造价较高，需带冷却回路和热交换器等附加设备散热。国外的水冷异步牵引电机在上世纪80年代已经开始研究，现在各大公司已经形成了多个系列，这些电机广泛应用于城轨、地铁和城市轻轨车辆上。国内的水冷电机的研制是在上世纪90年代初开始的，这些电机大部分用在煤矿上，近来在电动汽车和电动轿车牵引方面也正在进行尝试性的应用水冷驱动电机，重庆电机厂、东风电机厂、株洲电力机车研究所和21所都有相关产品。

水冷优点：取消了风机系统和空气过滤器，电机体积较小，适用特殊场合，相对造价较低。水冷驱动电机没有风扇，其双壁结构可有效地屏蔽电机所产生的电磁噪声，因而电机运行时的噪声幅度小；它的全封闭结构，使其受到的污染小，因而维护间隔时间长；由于热时间常数比较大，电机的热过载性比较高；电机不工作时也可冷却。

根据冷却电机部位不同，有以下几种水冷方式：

●定子水冷；

●定子水冷+风内冷；

●定子水冷+转子水冷；

●定子水冷+端盖水冷；

●定子水冷+转子水冷+端盖水冷；

目前水冷方式结构，主要以螺旋水道和径向水道为主，螺旋水道或内埋置螺旋状铜管，或内套表面均匀车(或铸)出一个螺旋的水道。径向水道采用加工方式轴向钻孔形成水道。端盖水冷通道和机壳水冷通道在同一条回路上，直接连接在一起，其结构是在端盖的两侧或者一侧铸出或者车出平面形螺旋沟槽和侧板组合成水道。这种结构的工艺较复杂，只适合体积和容量较大的电机；转子水冷主要是通过轴来实现的，轴水冷是将冷却水经过喷射进入轴的内部冷却电机转轴。轴水冷结构结构复杂，工艺要求高，其可靠性取决于水路的密封性能，而现有的工艺水平并没有很好地解决这个问题，因此没有得到推广。

因为定子水冷的构造简单，现有的水冷电机多以定子水冷为主，但目前应用的定子水冷还存在着一些不足：其一是现有定子水冷，机壳覆水面积过小，导致冷却效果较差，温升较高，而且转子和轴承也得不到充分的冷却；其二是现有的水冷牵引电机的功率比较小，至今最大功率为240kW左右；其三是对电机的密封性要求比较高；其四是在外形尺寸相同的情况下，由于有冷却回路，从而减少了定子的有效直径；其五是外部需要安装功率较大的水/空气热交换装置，增加了冷却设备的维护工作和费用。

通过以上分析可以看出目前的电机水冷方式尚存在一些不足，尤其是对高功率密度电机，体积有特别限制的情况下，将现有的电机水冷技术直接应用是不适应的，因此进一步对电机的冷却结构加以改进，以提高其散热能力是很有必要的。

实用新型内容