[发明专利]一种三螺旋型永磁电机冷却水道结构

说明书

本发明涉及一种三螺旋型永磁电机冷却水道结构，包括在电机定子表面设置的冷却水道，该冷却水道由A水道、B水道、C水道三个螺旋水道构成，A水道、B水道、C水道依次螺旋并排布置，A水道入水口和第一B水道出水口、C水道出水口位于电机定子的同一侧，A水道出水口和第二B水道出水口、C水道入水口位于电机定子的另一侧，三个螺旋水道的螺距均相等；在位于电机定子中部的B水道上设置有一个B水道入水口。本发明能解决高效率永磁电机螺旋型水道中两端温度梯度大，电机沿轴向散热不均匀，电机轴向中心处的散热性能较差的问题，以及冷却水道内部不容易产生湍流，电机的换热系数和换热效率低，存在局部温度过热引发的失效风险问题。

技术领域：

本发明涉及电机水冷技术领域，尤其是一种三螺旋型永磁电机冷却水道结构。

背景技术：

永磁电机由于高功率高能量密度等原因，电机运行中的散热至关重要。永磁电机定子多采用水冷方式进行冷却，冷却通道分为轴向Z字型和周向螺旋型两种方式。螺旋型的水道水流阻力小，接触面积大，散热较好，但是螺旋型的冷却水道由于水流的单向性，会使电机两端产生较大温度梯度，如果某一点的温升超过电机的极限温升，电机就会有失效的风险。申请号为201210109140.3的中国专利公开一种螺旋轴向循环式电机冷却水道结构，冷却水从前端流向后端再流向前端，均匀冷却定子铁芯，缩小电机前后温差，但是水在不断流动过程中，温度逐渐升高，对电机定子整体散热降温帮助较小，而且在螺旋型水道中不容易产生湍流，无法改善电机的换热率，所以提出一种散热效果更好的冷却水道结构对水冷电机来说具有现实意义。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种三螺旋型永磁电机冷却水道结构。该冷却水道结构为一种周向螺旋型水道，能解决高效率永磁电机螺旋型水道中两端温度梯度大，电机沿轴向散热不均匀，电机轴向中心处的散热性能较差的问题，以及冷却水道内部不容易产生湍流，电机的换热系数和换热效率低，存在局部温度过热引发的失效风险问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种三螺旋型永磁电机冷却水道结构，包括在电机定子表面设置的冷却水道，其特征在于该冷却水道由A水道、B水道、C水道三个螺旋水道构成，A水道、B水道、C水道依次螺旋并排布置，A水道入水口和第一B水道出水口、C水道出水口位于电机定子的同一侧，A水道出水口和第二B水道出水口、C水道入水口位于电机定子的另一侧，三个螺旋水道的螺距均相等；在位于电机定子中部的B水道上设置有一个B水道入水口。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

本发明冷却水道结构采用三个螺旋水道形式，设置两侧和中间进水，两侧出水，降低了永磁电机螺旋水道中两端温度梯度，使得电机沿轴向散热均匀；电机中间设置的入水口，增加了电机轴向中心处的散热性能；同时在冷却水道内部均匀设置有矩形扰流槽，冷却液在流经水道过程中，矩形扰流槽的设置增加了水道内部水流的扰动，加强了水的湍流，另外扰流槽的设置还增加了电机与冷却水的接触面积，提高了电机的换热系数和换热率，得到了更好的散热效果。通过实验仿真模拟可知，本发明三螺旋结构整体的温升为2℃，温升降低为单螺旋结构的三分之一，能有效的降低电机两端的温度梯度，电机定子散热较单螺旋结构得到了更好的散热效果。

本发明中三个螺旋水道的螺距均相等，由于电机三个水道入水口不在电机同一侧，所以水道内部水流方向不同，流过电机各部位的温度不同，从而使电机内沿轴向不同位置处各水道内冷却液流向、温度不同，有效避免了电机内部产生局部温度过热的问题。

附图说明：

图1为本发明冷却水道结构的立体结构示意图；

图2为本发明冷却水道结构中螺旋水道内矩形扰流槽示意图；

图3为单螺旋形冷却水道结构内部温升变化；

图4为三螺旋形冷却水道结构内部温升变化；