[发明专利]一种定子槽内水冷结构及其制作方法

说明书

本发明涉及电机设计领域，具体的是一种定子槽内水冷结构及其制作方法，电机定子槽内绕组的间隙中设有水溶性材料制作的管道，定子槽内空隙、槽口空间以及两侧端部绕组均被灌封，端部灌封区域设有冷却介质进、出口，水溶性材料可在整体灌封完毕后通水进行溶解，形成所需的水冷管道。通过灌封胶和水溶性材料在定子槽内形成水道，定子槽内以及两侧端部绕组被灌封胶完全包裹。待灌封胶固化完成后，通水将水溶性材料充分溶解。由于其水道设置在槽内空间，且利用灌封胶将端部绕组和槽内实现完全密封。本发明提出的水冷结构和制作方法不会增大电机的外部尺寸，同时具有优良的冷却效果。所以，电机的电磁负荷、转矩密度和功率密度可以得到进一步的提高。

技术领域

本发明涉及电机设计领域，具体的是一种定子槽内水冷结构及其制作方法。

背景技术

近年来，多电飞机、电动汽车等领域的快速发展对其所用电机的功率密度和安全运行提出了更高的要求。与常规电机相比，高功率密度电机的电磁负荷较高，散热面积小，单位体积的损耗很大。所以，需要设计合理的冷却系统以保证电机的高效安全运行。良好的冷却系统可以保证电机在运行时的绕组、铁心和磁钢等关键部件的温升合理，并保证电机的运行寿命。因此，高效的冷却方式对高功率密度电机的安全稳定运行有着至关重要的影响。

目前，油冷和水冷冷却方式最为常用。在油冷方式中，定子浸没式油冷的冷却效果最好，该方法中冷却油可以直接与定子铁芯、有效部分绕组以及端部绕组接触，带走热源所产生的热量，从而有效降低电机定子部分的温升。但是，定子浸没式油冷中的冷却油直接接触绕组，在长时间的流动冲刷后可能会破坏绕组表面绝缘层，出现短路故障。

在水冷方式中，由于冷却水不可以直接和电机的有效部分接触，所以一般将冷却水道设置在机壳或者端盖中，用以间接带走电机传递出来的热量。该方法不需要特定密封也不会明显增大电机的体积和重量所以在工业应用中得到广泛的应用。但是，定子端部绕组和定子槽内的组成复杂，存在铜线、浸渍漆、聚酰亚胺绝缘层和空气等导热系数差异巨大、体积尺寸差异明显的导热体。因此，在采用水冷方式时会出现端部绕组温度高和定子槽内的局部温升过高，这会严重影响电机的安全运行。所以，需要提出高效安全的冷却方式以提高电机的功率密度和保证电机高效、稳定运行。

发明内容

为解决上述背景技术中提到的不足，本发明的目的在于提供一种定子槽内水冷结构及其制作方法，通过灌封胶和水溶性材料在定子槽内形成水道，定子槽内以及两侧端部绕组被灌封胶完全包裹。待灌封胶固化完成后，通水将水溶性材料充分溶解。由于其水道设置在槽内空间，且利用灌封胶将端部绕组和槽内实现完全密封。本发明提出的水冷结构和制作方法不会增大电机的外部尺寸，同时具有优良的冷却效果。所以，电机的电磁负荷、转矩密度和功率密度可以得到进一步的提高。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种定子槽内水冷结构，包括定子铁芯和定子绕组，每个定子槽内的双层绕组间存在间隙，间隙内放置有S型管道，S型管道内设置有冷却介质，定子铁芯的两端和定子槽内均设置有灌封胶；

位于一侧的所述灌封胶侧壁开有第一开口和第二开口，第一开口和第二开口为进水口或者出水口。

进一步地，所述S型管道采用水溶性材料制作而成。

进一步地，所述冷却介质为冷却水或者冷却油或者水和乙二醇混合物。

进一步地，所述冷却水的冷却效果最佳。

进一步地，所述第一开口和第二开口并不直接相通，第一开口、第二开口分别和S型管道的两端连通。

进一步地，所述S型管道与槽内两层绕组、定子铁芯和端部绕组中均设置一层绝缘层。

进一步地，所述定子槽形为闭口槽、半闭口槽、开口槽、平底槽、梨形槽中的一种。

一种定子槽内水冷结构的制作方法，所述制作方法包括以下步骤：