[发明专利]一种全封闭电机内循环冷却结构

说明书

本发明公开了一种全封闭电机内循环冷却结构，包括电机的定子、转子和转轴，所述转子一端设置有随所述转轴同步旋转的轴流风扇以增强电机端部空气的流动并改善散热；转子上设置有转子轴向通风孔，在轴流风扇的作用下，电机端部空气从转子一端经转轴向转子轴向通风孔流向转子另一端，以加快转子内部热量的转移；所述定子铁心外侧沿圆周方向设置有定子轴向通风孔以实现内部空气循环流动，定子轴向通风孔为端部空气提供了回流路径，空气在回流过程中被外部冷却结构冷却。本发明的冷却结构容易实现，无需复杂的制造工艺；转子轴向通风孔除了降低转子温度也能抑制永磁体温升，适用于各种带外部冷却结构的全封闭电机，可以同其它冷却结构组合搭配。

技术领域

本发明属于电机技术领域，具体涉及一种全封闭电机的内循环冷却结构，其充分发挥强迫风冷对转子部分冷却的优势，抑制电机内部温升，提高电机的功率密度。

背景技术

全封闭电机的端部空气无法同外界流通，电机内部散热条件差、温升高。全封闭电机目前采用的主流冷却方法是设置外部冷却结构，例如外部冷却水套，但其对电机转子和绕组端部的散热效果不佳。

转子的热量向外传递主要有以下两条路径：

其它热量则通过转轴进行热传导。通过增大转子和绕组端部与空气的接触面积以及增强流固交界面的对流传热系数来可以有效降低转子以及端部(空气、绕组)的温升。

传统的外部冷却结构无法很好地冷却绕组端部和转子，而传统的风扇冷却无法直接用到全封闭电机上。

以一台20kW全封闭永磁电机为例进行阐述，其外部冷却结构为冷却水套，转子为内置式“U”型磁极结构。采用上述的方案，利用端部空气循环冷却的方式对转子、永磁体和绕组端部进行冷却。目前现有的对转子进行冷却的新型冷却方式，如蒸发冷却、沉浸式冷却等都对制造工艺、加工成本以及后期维护有较高要求。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种全封闭电机的内循环冷却结构，为改善电机内部冷却，本方案在定、转子上设置轴向通风孔，同时添加轴流风扇以构成内循环风路来对转子和端部绕组进行冷却。本发明的冷却结构容易实现，无需复杂的制造工艺；转子轴向通风孔除了降低转子温度也能抑制永磁体温升，考虑到永磁体的安放位置，本发明中转子轴向通风孔设置在永磁体上方的转子铁心区域；此外本发明适用于各种带外部冷却结构的全封闭电机，可以同其它冷却结构组合搭配。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种全封闭电机内循环冷却结构，包括电机的定子、转子和转轴，所述转子一端设置有随所述转轴同步旋转的轴流风扇以增强电机端部空气的流动并改善散热；转子上设置有转子轴向通风孔，在轴流风扇的作用下，电机端部空气从转子一端经转轴向转子轴向通风孔流向转子另一端，以加快转子内部热量的转移；所述定子铁心外侧沿圆周方向设置有定子轴向通风孔以实现内部空气循环流动，定子轴向通风孔为端部空气提供了回流路径，空气在回流过程中被外部冷却结构冷却。

进一步的，所述轴流风扇紧贴于转子的端面。

进一步的，转子轴向通风孔设置于靠近转子铁心外侧的转子铁心区域

与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：

1.采用轴流风扇，最大限度发挥风冷的冷却效果，无需额外的循环动力设备，加工成本低，加工难度小。

2.在转子铁心远离转轴的位置设置转子轴向通风孔可以在相同转速下产生更大的压强差，加快转子轴向通风孔内空气的流动，改善转子铁心的冷却环境。

3.采用定子轴向通风孔构造电机内部循环风路，冷却空气能够不断与外界冷却结构进行热交换，进一步改善了内部冷却环境。