[发明专利]一种高速电机气隙散热结构

说明书

本发明公开了一种利用高速电机的气隙进行散热的结构，该结构利用转子带动气隙内气体绕转动的能量，使得气体获得沿转子轴向运动的速度，完成气隙内气体和热量与外界的交换。本发明的好处在于，所述散热结构是固定在定子上的，不随转子旋转，对材料强度要求低。只要转子旋转带动了气流，所述结构就一定会发生导向作用，产生气隙内外外界的循环，产生散热效果，这一过程是物理的，十分可靠。此外随着转速上升，电机产热增加，气流循环速度也会增加，散热效果也会随之提高，因此这种散热结构是十分可靠的。最后，这种结构利用了电机的大气隙，体积小，成本低。

技术领域

本申请涉及高速电机领域，提出了一种高速电机气隙散热的结构。

背景技术

高速电机的功率密度高，体积小，运转时转子中产生的热量、气隙中气体摩擦产生的热量、以及定子上产生的部分必须要及时排出，以免温升过高烧毁电机。通常是采用外置的鼓风机向气隙中鼓风来实现。但是，如果外置的鼓风机机失效，那么很短的时间内高速电机就会烧毁。也有的方案是在转子上增加一个用于鼓风的叶轮，但这个叶轮的存在会增加转子的长度，使得转子的临界转速下降，限制了的高速电机的最高转速。同时，高速旋转的叶轮的材料强度要求很高，增加了高速电机的成本，降低了可靠性。

发明内容

高速电机为了降低气隙中的气体摩擦损耗发热、降低定子磁极空间谐波在转子内引起的涡流损耗发热，其转子和定子之间的气隙较大。

基于高速电机的大气隙特点，本发明专利公开了一种利用高速电机的气隙进行散热的结构。在气隙内设置了一种导流结构，该导流结构固定在定子上，与转子之间没有机械连接。当转子高速旋转时，气隙内的气体被转子带动，绕转子在导流结构内旋转。因为导流结构的导向作用，导流结构内旋转的气体将沿着转子的旋转轴的方向移动，移动到转子的端部后会从转子的端部排出。同时，转子的另一端将不断的吸入新的气体。气体不断的转子的驱动下和导流结构的导向作用下，通过转子和定子之间的气隙与外界循环，从而带走了电机产生的热量。

本发明的好处在于，导流结构是固定在定子上的，并不随转子旋转，因此对材料的强度没有特殊要求。其次只要转子旋转带动了气流，导流结构就一定会发生导向作用，产生散热效果，这一过程是物理的，散热功能十分可靠。此外随着转速上升，电机产热增加，导流结构中的气流速度也会增加，散热性能也会随之提高，因此这种导流结构的散热性能十分可靠。最后，这种导流结构利用了电机自身的大气隙，体积小，成本低。

附图说明

图 1 包含导流结构散热结构的电机截面。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

图1中展示了高速电机的结构，由转子1、定子2组成。定子2中的电流产生的旋转磁场，通过转子1和定子2之间的气隙，在转子1上施加扭矩。高速电机转子1的涡流磁滞损耗发热、气隙中的气流摩擦损耗是相当大的，这些发热难以通过定子2向外部散发，一般都需要通过气隙向外散发。

本发明公开了一种散热结构,由置于气隙中的导流结构3构成。导流结构3安装在定子2上，与定子2有很好的热接触。导流结构3与转子1没有直接机械接触。导流结构3在转子1的那一侧设置有导流作用的结构。电机转子1高速旋转时，气隙中的气体将被转子1带动随之旋转。在气体绕转子1旋转的过程中，由于导流结构3的导流作用，气体将在绕转子1旋转的同时，获得了沿着转子1的旋转轴的速度，向转子的一端移动，最终从转子1的端部5排出。与此同时，气体将从转子的另一端4被吸入到气隙中去。因此，随着气体不断的从转子一端4进入气隙，从另一端5流出气隙，从而建立了气隙内气体和外界气体的循环流动，带走了气隙中的热量。这一过程随着转子1的旋转而发生，转子1转速越快，气体的循环流动速度也会越快。