[发明专利]一种转子内部油路冷却结构

说明书

本发明涉及电机冷却领域，具体的是一种转子内部油路冷却结构，包括设置在电机外部的机壳，机壳的两端设置有端盖，端盖之间设置有中空转轴，中空转轴的外侧端设置有转子轭部，转子轭部内部开设有转子轭部径向流道和转子轭部轴向流道，中空转轴的一侧设置有轴承室，轴承室的外壁设置有进油口。冷却油经外接油泵进入轴承室和空心转轴内部，转子转动产生的离心力将空心转轴内部的冷却油沿转子轭部径向流道流动，之后分别沿转子轭部轴向流道的两个方向流动，在转子轭部轴向流道的两个端口甩出。本发明的所提冷却结构，可以解决永磁电机转子散热困难的问题，同时转轴中空结构以及转子流道使得转子质量明显下降，可进一步提高电机的功率密度。

技术领域

本发明涉及电机冷却领域，具体的是一种转子内部油路冷却结构。

背景技术

永磁电机因其功率密度高、效率高以及优良的控制性能被广泛应用于不同的工业领域，随着工业应用领域对电机性能要求的提高，永磁电机的设计往往呈现高运行转速、高功率密度以及高电磁负荷的特点，这无疑将极大的提升永磁电机设计的难度。但是，高性能永磁体诸如钕铁硼的温度敏感性较高，永磁体的性能随着转子温度的升高而降低，严重时甚至出现不可逆退磁。因此，在永磁电机的设计中，特别是高性能永磁电机，合理的转子冷却方法是电机安全可靠运行的保证。

目前，转子冷却通常采用风冷和油冷方式，位于转轴一侧的轴流风扇或者外置鼓风设备根据要求提供冷却风量，冷却风吹拂转子表面降低转子温度。但是，在高转速运行状态下，风冷将会明显增大电机的风摩损耗，同时也会产生严重的风噪。转子油冷方式多采用中空转轴，或者特斯拉电机使用的多层中空转轴结构，冷却油经转轴一端流入，由转轴另一端或者转轴内部的一层空腔流出。但是，转子护套、永磁体和转子轭部的热量传递至转轴的路径较长，所以这一方法冷却效果有限。此外，有文献提出将电机设计为密封结构，转子部分全部或部分浸入冷却油中，使得冷却油直接接触热源带走热量，但是，冷却油的粘度较高，使得转子摩擦损耗急剧增大，在高速永磁电机中采用这一方法时，转子的摩擦损耗甚至超过转子涡流损耗。

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转子内部油路冷却结构。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种转子内部油路冷却结构，包括设置在电机外部的机壳，机壳的两端设置有端盖，端盖之间设置有用于支撑中空转轴的轴承，所述中空转轴的外侧端设置有转子轭部，转子轭部内部开设有转子轭部径向流道和转子轭部轴向流道，转子轭部径向流道和转子轭部轴向流道分别贯穿转子轭部径向整体和轴向整体；

所述中空转轴的一侧开有孔洞，孔洞的一侧设置有轴承室，轴承室的外壁设置有进油口，和进油口相对应的出油口设置在机壳的底部。

进一步地，所述机壳的水道类型采用螺旋水道或轴向水道中的一种。

进一步地，所述转子轭部径向流道以中空转轴的圆心对称，转子轭部径向流道的两端端口处由螺栓堵塞。

进一步地，所述转子轭部轴向流道的数量与转子轭部径向流道的数量相同，且一一对应。

进一步地，所述转子轭部上设有永磁体，当永磁体采用Halbach阵列时，永磁体形成完整磁路，转子轭部轴向流道的位置靠近永磁体；

当所述永磁体采用其他充磁方式时，永磁体需要借助导磁转子轭部形成磁路，转子轭部轴向流道的位置远离永磁体。

本发明的有益效果：

1、本发明采用的转子内部油路冷却结构，通过中空转轴、轴承室和外接油泵可以将冷却介质输送至中空转轴内部，采用转子轭部轴向流道和转子轭部径向流道结构，形成完整的转子流道，在电机运行期间，转轴内的冷却油受离心力作用流入转子轭部径向流道，之后进入转子轭部轴向流道，并在转子轭部轴向流道两个端口甩出，由于冷却油与热源十分接近，因此冷却效果更好；