[发明专利]一种用于无人机驱动电机的定子绕组散热结构

说明书

一种用于无人机驱动电机的定子绕组散热结构，其U形热管的一边位于电机定子槽内，为蒸发段，U形热管的底部和另一边伸出电机外，为冷凝段。热管内有液体工作介质。U形热管的一条边沿定子槽开槽方向均匀布置在定子槽中定子绕组的铜线之间，并与铜线紧密接触。多个U形热管布置在电机的两端，一对U形热管的两条边相对，从定子槽中间位置开始，沿轴向方向分别向电机的两个端面方向布置。一对U形热管的冷凝段伸出电机外。轴向相邻的另一对U形热管也如此布置。伸出电机外的U形热管的冷凝段均向电机外壳方向平行于电机轴折弯，紧贴于电机机壳外壁上，与电机轴平行，并固定在电机外壳上。多对U形热管围绕电机的圆周均匀布置。

技术领域

本发明涉及一种电机定子绕组散热结构。

背景技术

目前，无人机用驱动电机常采用的冷却方式依然是自然风冷，因此适合采用强制风冷的措施对电机进行散热，在电机高功率密度的要求下，电机绕组的发热量会大大增加，电机中集聚的热量过多会使得电机性能下降，严重时会烧毁绕组，对无人机的安全运行造成威胁。

热管是一种导热性能非常高的传热元件，比相同金属的传热性能要高几十倍，近年来在散热领域中得到了越来越多的重视和越来越广泛的应用。热管主要由管壳、吸液芯、工作液体和端盖构成，热管是一根真空的金属管，一般为真空铜管，将热管内部抽成负压后，充入液体，作为热管传热的介质。紧贴热管的管内壁上有吸液芯结构，吸液芯为毛细多孔材料。当热管的一端受热时，该受热端的工作液体受热蒸发，靠近这一端的一段热管就称为蒸发段，此时，蒸发段的蒸汽温度和压力都稍高于热管的其它温度较低的部分，而蒸汽在微小的压差的作用下就可以由温度较高的蒸发段流向热管内温度较低的一端，在温度较低的一端的热管壁上蒸汽冷凝为液体，放出热量，靠近温度较低的这一端的一段热管称为冷凝段。然后，冷凝的液体在热管的吸液芯结构的毛细作用下回到蒸发段。热管利用工作液体的相变和吸液芯的毛细作用使其自身具有极高的热传递效率。只要存在热源，这一过程就会循环进行，将热量源源不断地传递并散发出去。

专利CN201510886453.3提出一种电机定子散热结构。电机壳体内设置有多个两端封闭的导热管，壳体上设置有多个竖直的冷却道，每个导热管均包括有一端封闭的上水平散热管、一端封闭的下水平散热管、以及连接于上水平散热管和下水平散热管之间竖直的冷却管，上水平散热管和下水平散热管嵌入到电机绕组内部，冷却管位于冷却道内。电机壳体上设置有冷却液进口和冷却液出口，多个冷却道的两端均分别与冷却液进口、冷却液出口连接。这种冷却方式，其缺点在于仍需要在电机机壳内设置水冷结构(如水道)来进行辅助散热，这种散热方式对无人机驱动电机的散热不适用。

无人机用驱动电机因体积重量的限制，通常要求有较高的功率密度，高功率密度电机的体积小，重量轻，效率要求较高。这就要求电机具有良好的散热能力，及时将电机内部的热量散发出去，特别是定子绕组产生的热量较多，电机运行时温升较高，更加需要对其采取适当的冷却措施，保证电机能够长时间稳定运行。常用的冷却效果较好的水冷在无人机系统中不太适用，因此需要提出一种有效的无人机用驱动电机散热结构。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中无人机用驱动电机散热能力不足的缺点，提出一种用于无人机的热管辅助定子绕组散热结构。本发明可以提高无人机用驱动电机定子绕组的散热能力，将电机内部的热量通过热管有效导出到电机外部，克服因电机发热量高而造成的系统性能下降的缺点，并且不增加额外的辅助装置，节省空间。