[发明专利]一种高功率密度瞬时冷却电机

说明书

技术领域

本发明涉及电机散热技术领域，具体涉及一种高功率密度瞬时冷却电机，特别是电机可以实现瞬时强制低温冷却，及时吸收由于电机过载产生的热量。

背景技术

能源动力问题一直是限制科技发展的重要问题，也是国家经济、科技、军事等综合国力的象征，在国防安全、航空航天、信息产业等众多领域具有极其重要的战略意义。随着传统化石能源的过度开发和消耗，其枯竭所带来的能源问题也亟待解决。核能、风能、太阳能等清洁能源为我们的能源可持续发展带来了希望。这些能源均被转化为电能，电动机作为电能的直接转换装置，承担着主要动力输出的任务。

就目前而言，电动机的发展已经到了瓶颈阶段。在永磁材料和磁导材料没有重大突破的情况下，要想提升电动机的性能已经十分困难了。电动机在输出大功率的同时也会产生大量的热损耗，如果这些热不能及时散发出去的话就将烧毁电机。所以，散热是电动机需要解决的重大问题。

传统的散热方式有风冷、水冷、油冷等。但这些方式的原理都是利用流体将热量排出电机体外进而散发掉。然而，由于流体的比热容以及导热系数的限制，导致这些散热方式也不能完全满足短时过载电机的散热需求。

为解决这一实际问题，本发明提出一种高功率密度瞬时冷却电机，在满足电动机高功率密度的同时，设计一种短时过载动力电机的冷却方案，采用冷热中和的原理，将热量去除掉。使其在短时过载的情况下，也能保证正常的散热需求及较高的电机性能。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提出一种高功率密度瞬时冷却电机，在满足电动机高功率密度的同时，采用冷热中和的原理，将热量去除掉。使其在短时过载的情况下，也能保证正常的散热需求及较高的电机性能。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种高功率密度瞬时冷却电机，包括电机定子10和电机转子20，所述电机定子10或者转子20的空隙之设置有冷却单元30。

所述冷却单元30包括设置在电机定子10的定子槽12的槽底的槽底冷却单元31、设置在电机定子10的定子槽12的槽中将电枢绕组线圈13上下层隔开的槽中冷却单元32、设置在电机定子10的定子硅钢片11两侧端部的端部冷却单元34，或设置在电机转子20的永磁铁22端部连接处的永磁铁间冷却单元33。

所述冷却单元30中含有低温物质，比如液氮、干冰等。

所述冷却单元30能够根据设定的温度阈值进行打开，释放内部冷却物质。

所述冷却单元30含有保温结构。

所述冷却单元30不影响定转子之间的气隙大小。

所述冷却物质释放后没有固体残渣，不会影响电机自身正常旋转。

所述冷却单元30可以人为补充冷却物质。

和现有技术相比较，本发明具备如下优点：

采用此种结构的电机，可以避免绕组过热的问题，提升电机的可靠性。特别是堵转发生的危险性较大的地方。在出现瞬时冷却问题后，使用者可以方便的观察到。采取一定的措施，补充冷却液体后，系统可以重新投入使用，从而避免了电机烧损，造成的更大事故以及维修、更好设备的周期。为高可靠性系统，提供了一种新的保护措施。

附图说明

图1是本发明的结构截面示意图。

图2是截面局部放大图。

图3是电机内部定转子的轴测图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明：

本发明设计一种高功率密度瞬时冷却电机，特别是该电机可以在短时过载情况下完成瞬时冷却，保证电机正常工作。

本电动机以永磁无刷直流电机为例介绍具体实施方案，但本发明并不仅仅限于永磁无刷直流电机。该电机的电机定子10包括定子硅钢片11、定子槽12和电枢绕组线圈13，电机转子20包括转动轴21和永磁铁22，冷却单元30包括槽底冷却单元31，槽中冷却单元32，永磁铁间冷却单元33和端部冷却单元34。以图1的设计作为一个实例，其中电机定子10和电机转子20都是和传统电机相同的结构，冷却单元30被安放在定子槽12内部空间和转子永磁铁端部连接处。