水內冷電機轉子的制作方法

本發明屬于永磁電機設計領域，特別涉及到低速大轉矩永磁同步電機的內冷卻技術。

背景技術：

永磁電機以其靈活多變、高效節能等特點得到廣泛應用。特別是低速大轉矩永磁同步電動機，在諸多領域取代了異步電機加減速機的傳統傳動方式、提高了傳動效率。但隨著應用范圍的擴大，要求此類電機能夠實現更低轉速和更大轉矩。造成低速大轉矩永磁同步電機的體積越來越大，因此轉矩體積密度成為這種電機追求的重要指標。

低速大轉矩永磁同步電動機的特性造成其外形多為扁平式結構。與細長型的電機相比，有效散熱面積較小。而且，由于電機電樞直徑較大，造成了電機內部，尤其是轉子部分多為中空結構，空氣所占比重較大。又沒有高速旋轉的轉子可以利用來產生較大的空氣循環，電機內部的熱量只能通過幾乎靜止的空氣緩慢傳導到機殼、端蓋等結構件上；或者在轉子端面或轉軸上安裝扇葉，通過攪動空氣來實現提高導熱效率的目的。即使這樣，電機內部仍然僅靠空氣熱傳導。造成低速大轉矩永磁同步電動機內部的熱量散出緩慢，影響了轉矩體積密度的提高。。

技術實現要素：

發明目的

為了解決上述存在的問題，本發明提出了一種水內冷電機轉子。尤其適用于低速大轉矩永磁同步電動機，可以將水導入轉子內部，通過比熱容較高的水來直接冷卻轉子，直接降低轉子溫升，進而降低電機內部整體溫升。再通過轉子端面的扇葉攪動空氣，進一步實現電機、尤其是低速大轉矩磁同步電動機更大的轉矩體積密度。

技術方案

本發明是通過以下技術方案來實現的：

一種水內冷電機轉子，其特征在于：主要由轉子鐵心、轉子支架、轉子端板、螺旋銅管和轉軸組成；轉子支架由支撐板、轉子軛圈和輪轂組成；轉子軛圈環形的中空部分設置支撐板，支撐板為具有一定厚度的環形，并設有均勻分布的孔；支撐板18環形的中空部分設置輪轂；支撐板的厚度是指足夠保證轉子軛圈與輪轂的同心度；轉子支架內設置有螺旋銅管，螺旋銅管繞在支撐板兩側的轉子軛圈的內壁上，兩側的螺旋銅管之間通過穿過支撐板上的孔的橋連通；轉軸的兩端內部具有進水路和出水路，螺旋銅管的兩個端口分別與轉軸的進水路和出水路相連通；轉軸的兩端均連接有旋轉水接頭，進水旋轉水接頭連接進水路，出水旋轉水接頭連接出水路；轉子端板固定在轉子支架的兩端。

出水旋轉水接頭通過螺栓固定在彎板上，進水旋轉水接頭通過螺栓固定在后端蓋上。

彎板底部固定在底座上，底座與電機底座連接在一起，并且在同一水平面上。

轉子端板上安裝有扇葉。

進水路和出水路互不相通。

進水路孔洞的軸心與電機轉軸同心；出水路孔洞的軸心與電機轉軸不同心。

所述水內冷電機轉子特別適用于低速大轉矩永磁電動機。

優點及效果

本發明具有如下優點及有益效果：

本發明提出的水內冷電機轉子，充分利用了低速大轉矩永磁電機轉子支架的中空結構，在電機內部增加了導熱性能良好的導熱介質，利用流水直接帶走轉子熱量。可減小電機、尤其是低速大轉矩磁同步電動機的體積。

附圖說明

圖1為具有本發明轉子的電機整體結構示意圖。

圖2 為本發明轉子支架的結構示意圖。

圖3 為本發明轉子結構剖面示意圖。

圖4為本發明轉子用螺旋銅管示意圖。

附圖標記說明：

1．底座，2．出水旋轉水接頭，3．螺栓，4. 彎板，5. 轉軸，6. 出水路，7.螺旋銅管，8. 扇葉，9. 轉子端板，10. 永磁體，11. 轉子支架，12. 橋，13. 轉子鐵心，14. 進水路，15. 后端蓋，16. 進水旋轉水接頭，17. 電機底座，18. 支撐板，19. 轉子軛圈，20. 輪轂，21. 孔。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步的說明：

本發明提供了一種水內冷電機轉子，如圖1和圖3所示，主要由轉子鐵心13、轉子支架11、轉子端板9、螺旋銅管7和轉軸5組成；如圖2所示，轉子支架11由支撐板18、轉子軛圈19和輪轂20組成。轉子軛圈19環形的中空部分設置支撐板18，支撐板18為具有一定厚度的環形，并設有均勻分布的孔21；支撐板18環形的中空部分設置輪轂20；支撐板18的厚度是指足夠保證轉子軛圈與輪轂的同心度。轉子支架11內設置有螺旋銅管7，如圖3和圖4所示，螺旋銅管7繞在支撐板18兩側的轉子軛圈19的內壁上，兩側的螺旋銅管7之間通過穿過支撐板18上的孔21的橋12連通；轉軸5的兩端內部具有進水路14和出水路6，螺旋銅管7的兩個端口分別與轉軸5的進水路14和出水路6相連通；轉軸5的兩端均連接有旋轉水接頭，進水旋轉水接頭16連接進水路14，出水旋轉水接頭2連接出水路6；轉子端板9固定在轉子支架11的兩端。通過進水旋轉水接頭16將水導入轉軸5后端的進水路14，水再進入螺旋銅管7內，經過螺旋管道后進入轉軸5前端的出水路6，最終由出水旋轉水接頭2排出。

出水旋轉水接頭2通過螺栓3固定在彎板4上，進水旋轉水接頭16通過螺栓3固定在后端蓋15上，可以充分利用后端蓋，不再增加支撐物。而進水旋轉水接頭固定在彎板上的好處是可以讓出轉軸伸出端的位置以用于連接負載，而不能直接固定在前端蓋上。

彎板4底部固定在底座1上，底座1與電機底座17連接在一起，并且在同一水平面上。保持在同一水平面上用以保證進水旋轉水接頭與轉軸同心。

轉子端板9上安裝有扇葉8，通過攪動空氣來實現提高導熱效率的目的。

進水路14和出水路6二者互不相通，可以迫使水流必須流經螺旋銅管，以起到冷卻轉子的效果。

進水路14孔洞的軸心與電機轉軸5同心；出水路6孔洞的軸心與電機轉軸5不同心，利用離心力提高出水效率。

所述水內冷電機轉子特別適用于低速大轉矩永磁電動機。可以充分利用低速大轉矩永磁電機轉子支架的中空結構，在電機內部增加了導熱性能良好的導熱介質，利用流水直接帶走轉子熱量。可減小電機、尤其是低速大轉矩磁同步電動機的體積。

本發明的工作原理如下：

如圖1所示：具有本發明轉子的永磁電機在轉軸5的前后兩端各設置有一個旋轉水接頭，進水旋轉水接頭16和出水旋轉水接頭2，與轉軸5伸出端連接的出水旋轉水接頭2通過螺栓3與彎板4固定。彎板4通過螺栓與底座1連接，底座1與電機底座17連接在一起，并且在同一水平面上。與轉軸5后端連接的進水旋轉水接頭16通過螺栓3與后軸承的后端蓋15固定。

通過進水旋轉水接頭16將水導入到轉軸5后端內部的進水路14，水再進入設置在轉子支架11內部的螺旋銅管7內，流經螺旋銅管7后，進入設置在轉軸5伸出端內部的出水路6，最后經出水旋轉水接頭2排出。特別是：進水路14孔洞的軸心與電機轉軸5同心；出水路6孔洞的軸心與電機轉軸5不同心；從而利用離心力提高出水效率。

如圖2所示：本發明轉子支架11為筒形，在其內部設置有支撐板18，支撐板18上設置有均勻分布的孔。轉子支架11內設置的螺旋銅管7通過橋12連接。橋12穿過支撐板18上的某一個孔。在兩個轉子端板9之間的轉子支架11上安裝轉子鐵心13，轉子鐵心13包括永磁體10。轉子端板9能夠防止永磁體10的軸向傳動，轉子端板9上安裝有扇葉8，用于攪動空氣，進一步實現電機更大的轉矩體積密度。