[发明专利]一种电机及该电机的定子铁芯制作方法

说明书

本发明公开了一种电机及该电机的定子铁芯制作方法，旨在提供一种能够在不污染电机内部环境，不占用定子槽空间的情况下，有效提高冷却液与定子铁芯之间的换热效率，抑制电机温升的电机及该电机的定子铁芯制作方法。该电机包括定子铁芯及用于冷却电机的电机冷却回路，所述定子铁芯内开设有铁芯冷却孔，该铁芯冷却孔构成所述电机冷却回路的一部分,且电机冷却回路内的冷却介质流经铁芯冷却孔。

技术领域

本发明涉及一种电机散热技术领域，具体涉及一种电机及该电机的定子铁芯制作方法。

背景技术

随着电机性能的不断提高，功率密度的持续增大，使得电机面临运行时绕组损耗大，引起电机发热量明显增大，电机温升显著。在高功率密度电机的设计中，液冷因其高效的散热效率而被广泛使用，而散热性能正是决定电机功率密度上限的主要因素。将冷却液管路设置在电机外壳中是最为常见的做法(一般称为水冷套)。以最为常见的内转子三相交流电机为例，其产生的约三分之二的热量来自于绕组的铜损和定子齿的铁损。因此，当电机直径较小时，水冷套可以有效抑制绕组的温升。而随着电机直径的增加，冷却液与绕组的绝对距离越来越远，致使其散热效率大幅降低。因而在设计中，往往不得不降低电机的功率密度以避免烧毁绕组。

目前，针对该问题，已有许多公开文献提出了解决办法，就液冷而言，主要分为三种，一是将冷却油液直接喷入电机内部，该方法存在的问题是，会污染电机内部环境，长期使用会出现堵塞等各类问题；二是将冷却管路放置在定子槽内，将冷却管路置于定子槽内，会占用宝贵的槽内空间，降低槽满率，提高绕线难度。三是定子铁芯内设置有铁芯通孔，冷却管穿过铁芯通孔，如此，虽然不占用定子槽空间，但其存在的问题是，不仅存在因冷却管与铁芯通孔容易出现间隙，而影响换热效率；而且冷却管管壁本身需要占用铁芯通孔的空间，即占用定子铁芯内空间，增大了冷却管内的冷却液与铁芯之间的间距，影响换热效率。尤其是当电机外径较小、定子槽较窄时，铁芯冷却孔的尺寸本身就比较小；如若再在其中穿插安装实体管路，会极大的减少流体截面积，大幅降低散热效率，制造安装的难度也较大。

另一方面，目前，采用在定子铁芯内设置铁芯通孔的方式，虽有利于提高电机的散热性能，但不可避免的会降低电机的电磁性能。目前一般采用增大定子铁芯轭部外径的方式，来消除因铁芯通孔的设置对电机的电磁性能带来的影响；但目前定子铁芯内设置铁芯通孔的形状、大小和位置与定子铁芯轭部外径的增量都是工程师根据经验，估计设置的，因而往往存在定子铁芯轭部外径的增量过小或过大的问题；定子铁芯轭部外径的增量过小，则会影响电机的电磁性能，定子铁芯轭部外径的增量过大，则即增加成本，又增大电机体积。

发明内容

本发明的第一目的是为了提供一种能够在不污染电机内部环境，不占用定子槽空间的情况下，有效提高冷却液与定子铁芯之间的换热效率，抑制电机温升的电机及该电机的定子铁芯制作方法。

本发明的技术方案是：

一种电机，包括定子铁芯及用于冷却电机的电机冷却回路，定子铁芯内开设有铁芯冷却孔，该铁芯冷却孔构成所述电机冷却回路的一部分,且电机冷却回路内的冷却介质流经铁芯冷却孔。本方案将电机冷却回路中的铁芯冷却孔直接置于电机的最大热源(定子绕组及定子齿)旁，因此，电机直径越大，本方案的优势越明显；相对于传统的水冷套冷却方式，可进一步降低电机的温升，且不污染电机内部环境；相对于将冷却管路放置在定子槽内的冷却方式，不占用定子槽空间的情况下；相对于冷却管插设在定子铁芯的铁芯通孔的冷却方式，不仅省去了冷却管，解决了因冷却管与铁芯通孔容易出现间隙，而影响换热效率的问题；而且最大程度的节约了定子内的空间，提高了冷却液与铁芯之间的换热效率，并进一步的减小了铁芯冷却孔对电机的电磁性能产生的负面影响。

作为优选，铁芯冷却孔设置在定子铁芯轭部，铁芯冷却孔沿定子铁芯轴向延伸并贯穿定子铁芯的两端。如此，便于铁芯冷却孔的制作。