[发明专利]具有低温绕组的电机转子冷却组件及电机

说明书

本发明公开了一种具有低温绕组的电机转子冷却组件及电机，电机转子包括多对围绕转子铁芯设置的低温绕组，电流引线组件为低温绕组供电，电机转子的轴向两侧设有力矩管。电机转子冷却组件包括多个板式换热器和两组端部换热器。每个板式换热器设在一对低温绕组之间，板式换热器包括支撑板和至少一条冷媒通道，支撑板与低温绕组接触，冷媒通道设在支撑板中且两端向外通出。两组端部换热器分别设在低温绕组的两端，多个板式换热器均与端部换热器连通并流通有冷媒，端部换热器适于冷却力矩管和电流引线组件。本发明实施例的电机转子冷却组件，可快速均匀地对多个低温绕组冷却。端部换热器可冷却力矩管和电流引线组件，使低温绕组持续低温工作。

技术领域

本发明属于电机制造技术领域，具体是一种具有低温绕组的电机转子冷却组件及电机。

背景技术

对于同步旋转电机而言，提高转子的气隙磁密能显著提高电机的功率密度，并提高电机的工作效率。对于励磁转子而言，其气隙磁密的大小取决于励磁绕组的安匝数和电流密度。常规电机采用铜导体制作励磁绕组，随着电流密度的增大，需要换热效果更好的冷却机构以保证散热效果；同时，当铜导体制作的励磁绕组中电流密度较大时也会产生较大的焦耳损耗，导致电机转子的使用寿命降低，并导致电机效率降低。

超导体相对于铜导体而言电阻极小，电流密度可以做到铜导体的百倍以上，因此利用超导体制作绕组，能够显著提高绕组的电流密度，从而提高电机转子的气隙磁密。这样，在电机转速、尺寸不变的情况下，能够提供更大的电机功率。对于一些特殊场合，例如机载、舰载推进电机，电机功率密度的提高不仅能降低制造安装成本，还能充分利用空间。

由于超导材料需要在极低温下才能发挥出超导电性，因此，当需要在电机转子上设计超导绕组时，需要预留足够的空间来布置相关的冷却结构。同时，布置冷却结构时还需要考虑降低漏热带来的制冷损耗。

相关技术中，对于电机的转子绕组冷却，主要采用热传导冷却，但现有的热传导冷却结构复杂、制作成本高、零部件多且装配复杂、绕组内部温度一致性较差，限制了超导绕组的整体性能提升，也影响了超导电机的大规模应用。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种具有低温绕组的电机转子冷却组件，所述电机转子冷却组件装配方便且冷却性能好，解决了电机转子冷却组件装配复杂、冷却性能差的问题。

本发明还旨在提出一种包括上述具有低温绕组的电机转子冷却组件的电机。

根据本发明实施例的一种具有低温绕组的电机转子冷却组件，电机转子包括多对围绕转子铁芯设置的低温绕组，所述低温绕组通过电流引线组件供电，电机转子的轴向两侧设有力矩管，所述电机转子冷却组件包括：多个板式换热器，每个所述板式换热器设在一对所述低温绕组之间，所述板式换热器包括支撑板和至少一条冷媒通道，所述支撑板与所述低温绕组接触，所述冷媒通道设在所述支撑板中，所述冷媒通道的两端从所述支撑板向外通出；两组端部换热器，两组所述端部换热器分别设在所述低温绕组的两端，多个所述板式换热器均与所述端部换热器连通并流通有冷媒，所述端部换热器适于冷却所述力矩管和所述电流引线组件。

根据本发明实施例的电机转子冷却组件，通过在低温绕组之间设置板式换热器，并在低温绕组的两端设置端部换热器，当冷媒流过板式换热器和端部换热器后，可快速并均匀地对多个低温绕组进行冷却使其保持低温工作环境。设在两端的端部换热器可为力矩管、电流引线组件进行冷却，减少力矩管热泄露对低温绕组的热影响，同时也减少电流引线组件产生的热量，使得低温绕组始终维持极低温的工作环境，提高低温绕组的热稳定性。