[发明专利]一种槽内水冷电机定子

说明书

本发明公开了一种槽内水冷电机定子，包括定子机座以及设置在定子机座上的定子铁心和绕组，还包括嵌放在定子铁心槽内的冷却管组件以及通过焊接与冷却管组件连接为整体的进/出集水器，所述的冷却管组件由单根或多根冷却管组成，所述的每根冷却管由沿电机轴向来回折返的多个直线段和圆弧段串联构成，考虑到转弯半径所限，端部设计为过渡圆弧，且冷却管的两端部不交叉，每根冷却管的进出水口布置在同一端，单独与进/出集水器连接，所述的进/出集水器通过支撑架固定在定子机座上。本发明降低了冷却水质的要求，提高了电机的散热性能，同时取消了水路的槽内焊接，保留了槽内水冷的散热性能，提高了冷却的可靠性，延长了电机寿命。

技术领域

本发明属于电机技术领域，具体涉及一种槽内水冷电机定子。

背景技术

水介质比热大，带走热量效果好，所以冷却系统体积小，基本不增加噪声，水本身无爆炸、有毒等风险且易于制备，所以水冷结构在电机中应用较为广泛。

通常，大功率中低速电机的损耗约60%左右自于铜耗，铁耗等其它损耗占比相对较小，该类电机的热量主要来自于电机的槽内导体，因此，冷却时，冷却系统离槽内导体越近冷却效果越好。

传统的槽内水冷结构是在电机槽内埋置冷却水管，然后在电机一端或两端进行连接汇流。尽管具有较高的导热性能，但该结构缺点也非常明显：冷却水管和水自身将产生感应电压，为避免带来额外的环流损耗和安全隐患，两端需要用绝缘管将水路引出，同时对冷却水质要求较高，且难以兼顾端部的冷却。因此其应用受到较大的局限。

发明内容

本发明的目的正是要解决上述缺点，提供一种槽内水冷电机定子，消除了水流和冷却水管中产生的感应电势，降低了冷却水质的要求，提高了电机的散热性能，增加了电机可靠性，延长了电机寿命。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种槽内水冷电机定子，包括定子机座以及设置在定子机座上的定子铁心和绕组，还包括嵌放在定子铁心槽内的冷却管组件以及通过焊接与冷却管组件连接为整体的进/出集水器，所述的冷却管组件由单根或多根冷却管组成，所述的每根冷却管由沿电机轴向来回折返的多个直线段和圆弧段串联构成，考虑到转弯半径所限，端部设计为过渡圆弧，且冷却管的两端部不交叉，每根冷却管的进出水口布置在同一端，单独与进/出集水器连接，所述的进/出集水器通过支撑架固定在定子机座上。

所述的一种槽内水冷电机定子，其冷却管组件与绕组配合，可针对实际需求嵌放在定子铁心的槽底、槽中或槽口位置，其布置需遵循槽内任何时刻串联感应电势之和为零的原则，只通水/油不通电。

所述的一种槽内水冷电机定子，其定子铁心需满足每极槽数为偶数N，而且当电机相数为3时，N=6×m（m为不等于0的自然数，m=1、2、3....）。

所述的一种槽内水冷电机定子，其冷却管组件由k根冷却管（k≤N/2）组成，一根冷却管的一组折返结构直线段嵌槽部分分别嵌放在第x1和第x2槽内，则与该组折返结构对应的折返结构须嵌放在第x1+N和第x2+N（或第x1—N和第x2—N）槽内，其中x1，x2为定子铁心任意槽对应编号，其值为大于等于1小于等于定子铁心槽数Q的自然数。

所述的一种槽内水冷电机定子，其冷却管材料为不锈钢、钛合金或铜合金，外形截面形状为方管或圆管，中间无焊点，由单根弯制而成，其外形截面高度和宽度根据定子铁心槽及槽内的绕组导线型式进行配合。

所述的一种槽内水冷电机定子，其冷却管内的冷却介质为水或油。