[发明专利]电机定子冷却结构及具有其的多电发动机

说明书

技术领域

本发明涉及发动机冷却技术领域，特别涉及电机定子冷却结构及具有其的多电发动机。

背景技术

多电发动机技术是飞机动力系统的重大创新，是未来高推重比、高性能发动机主要发展方向之一，与传统发动机相比，其结构发生了革命性变化，在发动机主轴上装配内置一体化起动/发电机(以下简称“电机”)是其一大特点。而发动机内部工作环境苛刻，同时电机在工作过程中产生大量热，尤其电机工作时定子产生的热量占电机总产热量的大部分，如果这些热量不能及时的散发出去，会导致电机内部产生较大的温升。过高的温度会影响电机绝缘材料的使用寿命，甚至使其失效引发事故，因此，对电机定子部件的冷却问题是多电发动机研究中亟需解决的关键技术。

目前，针对多电发动机的特点，对电机的定子冷却通常采用壁面循油方式进行冷却，冷却技术方案如下：

在通过仿真计算，计算电机在发动机腔内环境下的产热量，进而确定电机冷却所需冷却滑油流量，定子冷却结构与电机定子外套相结合，在电机定子外套上，按所需滑油流量，设计若干环形的滑油循油槽，保证滑油与电机定子有较大的接触面积，同时在各循油槽间设计有循油槽联通口，借此连接各循油槽，保证各级循油槽联通，在一级循油槽处设有滑油进口，末级循油槽设有滑油出口；在电机工作时，通过油泵向滑油进口油路供滑油，滑油在循油槽中流动，滑油通过与电机定子表面接触，带走电机工作中定子产生的热量，滑油再经出口油路流回发动机滑油箱，形成循环油路，从而实现对电机定子的冷却。

该方式具有如下缺陷：

1、冷却效率底、冷却效果差：

电机工作时，热源主要在定子线圈，热量有线圈传至内芯，内芯在传至定子表面，造成热源线圈温度与壁面温差较大。而采用壁面循油冷却的方式，滑油仅能从定子表面带走热量，同时受滑油与电机定子接触面积的限制，表面冷却效果并不均匀，造成该方式冷却效果差、冷却效率低；

2、滑油消耗大，能量无法在利用：

由于该技术冷却效果差，因此为保证电机产生的热量被及时带走，保证电机正常的工作温度，其冷却滑油的消耗量是巨大的，以发电功率为125kW的开关磁阻电机为例，如维持其正常工作，其滑油消耗量20～30L/min，同时被滑油带走的热量无法回收利用，造成能量的浪费。

发明内容

为克服上述现有技术存在的至少一种缺陷，本发明提供了电机定子冷却结构，包括内部均流通有冷却介质且首尾依次相连的电机定子绕组线圈、冷凝进气管、冷凝导线和回流管；

所述电机定子绕组线圈为矩形空心铜线，其缠绕在电机定子上；

所述冷凝进气管设有第一止回阀；

所述冷凝导线的材料与所述电机定子绕组线圈相同，其缠绕在与中介机匣连接的中介机匣支板上，所述冷凝导线的外侧设有一层支板。

本发明还提供了多电发动机，其包含如上所述的电机定子冷却结构。

本发明提供的电机定子冷却结构及具有其的多电发动机，具有如下有益效果：

1、电机定子绕组采用矩形空心导线的结构，空心导线内加入冷却剂的形式，针对电机工作过程中的主要发热源进行冷却，与传统的冷却方式相比，其冷却效果得到了极大的改善；

2、仅需少量的冷却介质，理论上不需要补充冷却介质，仅需冷却介质的液体和气体的产生比重差进行自循环即可完成电机定子的冷却，与传统的冷却方式相比，不需要大量滑油进行冷却，其冷却效率极大的提升；

3、电机产生的热量通过导线内的冷却介质被传递给中介机匣气流，用以提高气流温度，与传统的冷却方式相比，电机产生的热量得到了有效的利用；

4、与传统的冷却方式相比，不需要电机定子上开设循油槽，因此其定子外套及支架的结构及工艺可大大简化，有效节省电机所占空间。

附图说明

以下参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释和说明本发明，而不能理解为对本发明的保护范围的限制。

图1是本发明的一种示意性实施例的整体结构示意图。

附图标记：

10电机定子绕组线圈

20冷凝进气管

30冷凝导线

40回流管

50第一止回阀

60第二止回阀

80电机定子

90中介机匣

91中介机匣支板

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。