[实用新型]起重机用外转子永磁同步电机的冷却系统

说明书

技术领域

 本实用新型属于电机制造技术领域，主要涉及电机冷却系统，特别是涉及一种起重机用外转子永磁同步电机的冷却系统。

背景技术

永磁同步电动机具备体积小、重量轻、结构简单、效率高、可以实现直驱控制等优点，适合低速、大扭矩的应用场合，在石油开采、港口起重、冶金轧钢等行业得到广泛的应用。电机的温升影响电机的使用寿命、安全运行。因此必须建立一套有效的冷却系统带走电机的热量。

起重机用永磁同步电机在运行过程中需频繁的起动、制动，负荷变化大，导致起重机用永磁同步电机局部温升问题较为突出。当电机温度达到或超过稳定工作温度时，容易造成绝缘老化和永磁体退磁的现象，导致电机性能下降，甚至引起安全问题。

中国实用新型专利200910306821.7公开了一种外转子永磁同步电机自通风的冷却装置，在电机前后端盖装有风扇轮，风扇轮具有一轮毂，以及至少四片径向朝外延伸排列的叶片，通过前端盖的离心风扇的作用从外部吸入冷空气，经过定子铁心的轴向通风道以及转子的轴向风道，最后通过后端盖离心式风扇将电机内部带有热量的空气排出电机体外。

上述冷却系统可以直接对电机定子线圈和永磁体进行直接风冷，具有良好的冷却效果。但是这种结构并不适用于起重机用外转子永磁同步电机，主要原因有两方面：一是起重机用外转子永磁同步电机转速很低，每分钟只有十几转，而且起重机用外转子永磁同步电机轴向长度达到1000mm，所以靠电机自转带动风扇对电机进行冷却不能很好地将电机内部热量带走；另一方面起重机用外转子永磁同步电机防护等级要求IP54，所以开启式的冷却方式是不可取的。可见，基于传统通风冷却结构的设计无法满足起重机用外转子永磁同步电机的散热要求。

发明内容

发明目的

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，针对起重机用外转子永磁同步电机，设计了一种新的冷却系统。

技术方案

一种起重机用外转子永磁同步电机的冷却系统，包括电机和冷却风路，其特征在于：电机包括定子铁心、定子线圈、空心轴、永磁体、转子；定子铁心设置在空心轴外部，转子设置在定子铁心外部，定子铁心的端部设有定子线圈，永磁体设置在转子内侧；冷却风路包括风机、定子铁心轴向通风道、转子轴向通风道、空心轴通风道；风机安装在空心轴的端部，空心轴上开有空心轴通风孔，各空心轴通风孔的位置互相错开；空心轴内部开有通风道，并且两端通过挡板封闭；转子采用表贴结构，相邻磁极间留有空间形成转子轴向通风道；定子铁心开有轴向通风道。

空心轴内部套有一个薄圆筒，薄圆筒通过两端的挡板固定在空心轴上，形成一个闭合的冷却系统。

空心轴外侧的风道与外界进行热量交换，且完全密封。

空心轴通风孔的数量为4~8个，且在径向方向的投影均匀分布。

永磁体固定于转子内表面，相邻永磁体之间形成多条均匀转子轴向通风道。

在定子铁心内部开有多个沿电机轴向的定子铁心轴向通风道，定子铁心轴向通风道沿圆周呈环状均匀分布；定子铁心轴向通风道位于定子冲片内侧，其形状为圆柱、扇形或其它不规则形状。

定子铁心轴向通风道位于定子冲片外侧，定子铁心固定在辐板上，定子铁心通过辐板与空心轴连接，相邻辐板间形成通风道。

所述起重机用外转子永磁同步电机的冷却系统的冷却方法，其特征在于：通过风机吹过的风一部分直接对定子线圈、定子铁心进行风冷，然后带有电机内部热量的风经过空心轴通风道将热量散到电机外部，回到风机处；另一部分直接对永磁体进行风冷，并且将定子传递给永磁体的热量带走一部分，同样经过空心轴通风道将热量散到电机外部，回到风机处。

优点及效果

本实用新型的优点与积极效果如下：

（1）通过装在轴上的风机的作用，将冷空气直接经过定子铁心轴向通风道和转子轴向通风道，一方面直接对定子线圈和定子铁心进行冷却；另一方面减少定子铁心向永磁体的热量传递，同时冷却空气直接对永磁体进行冷却，降低永磁体的温升。

（2）带有电机内部热量的空气经过空心轴通风道把热量散到电机外部，降温后的空气回到风机进行下一次循环。

（3）本实用新型的冷却系统是封闭式的，并且能够保证空气的顺利流通，将电机内部的热量散到电机外部，具有良好的冷却效果，为电机的可靠运行提供保障。

附图说明

图1为本实用新型总体结构示意图。

图2为起重机用外转子永磁同步电机的定子铁心轴向通风道结构示意图。