[实用新型]一种多定子电机冷却散热装置

说明书

一种多定子电机冷却散热装置，属于电机冷却技术领域，包括电机壳体、壳体端盖、定子单元和环状板式气液振荡相变散热构件；定子单元包括定子绕组和冷却套，定子绕组同轴内嵌于所述冷却套内；定子单元之间紧密夹持一层环状板式气液振荡相变散热构件，环状板式气液振荡相变散热构件内部设置有首尾相接的周向花瓣型蜿蜒微沟槽毛细通道，其内环蒸发段与外环冷凝段分别与定子绕组和冷却套紧密接触；多个定子单元与环状板式气液振荡相变散热构件沿着电机壳体轴向逐层安装，形成多层堆叠的三明治结构，通过设置树状分杈型流道，可完成对冷却套中冷却油工质的分配与收集，使定子绕组的高功率产热高效导出，强化了电机壳体的整体散热性能。

技术领域

本实用新型属于电机冷却技术领域，涉及一种电机冷却散热装置，具体的说是一种针对大功率负荷多定子电机定子线圈的冷却散热装置。

背景技术

多定子多转子电机是未来电机的一种发展趋势，运行时耗能小、效率高、无谐波污染、转矩平稳、适合高精度控制，比传统的单定子单转子电机在设备体积、效率和单位重量功率上都有很大优势。但随着电机负荷的显著增加，运行过程中的电机损耗，特别是定子电磁线圈的铜耗不断上升，使得电机发热量快速攀升。因此，如何对电机进行有效的冷却散热，从而保证其在合理的工作温度范围内高效稳定运行，是目前先进电机热设计与热控制技术领域发展所关注的焦点。

目前，传统的电机散热技术还存在着某些固有缺陷，如风冷散热的换热系数较小，难以满足电机日益增长的散热负荷，并且多定子电机较之传统单定子电机的轴向长度明显增加，从而使得风冷散热沿程冷却效果衰减剧烈的现象更加凸显，使之冷却效果变得更差；水冷散热流道多布置在电机壳体上，难以快速带走电机内部的热量；而浸没式油冷方法(如浸油式、飞溅式等)，散热效果好但运行阻力较大，特别是对于多电磁线圈绕组的多定子电机，其流动距离更长，从而进一步加大了流动阻力。为此，鉴于多定子电机的结构特征与高功率运行特性，迫切需要开发高功率多定子电机的高效冷却散热装置。

中国专利申请号201611046485.3实用新型专利公开了一种绕组强化散热的轴向磁通轮毂电机，该专利中电机在轴向方向采用中间定子，两边转子的三明治结构。电机定子由多个定子齿单元周向布置形成，每个定子齿单元包括一个定子齿铁芯和缠绕在定子齿铁芯上的线圈，两个相邻的定子齿单元之间安置有超导平板热管。超导平板热管的一端与将其夹在中间的两个定子齿单元绕组紧密接触，另一端插入定子支架中的冷却流道。虽然该专利采用了高导热系数超导平板热管将定子齿铁芯热量传递到定子冷却流道，改善了定子线圈的冷却条件，但是多个平板热管夹在每两个定子齿单元之间，不仅占用了绕组的可用体积，而且还增加了等效气隙，导致永磁场强度减弱，减小了电机的转矩密度。更重要的是，超导平板热管依靠重力与毛细力耦合驱动其内部冷凝介质回流以实现循环相变，导致该专利中呈周向阵列布置的平板热管在水平或者逆重力方向(即蒸发端在上而冷凝端在下)工作时的传热性能大大下降甚至产生失效，从而造成定子绕组的周向散热不均及随之产生的定子绕组热应力不平衡问题，严重影响到电机的工作可靠性。

中国专利申请号201810724907.0实用新型专利公开了一种电机定子绕组的复合灌封冷却结构，该专利中定子铁芯固定在机壳内壁．机壳内部具有冷却水道，冷却水道在轴向方向覆盖定子铁芯和绕组端部，在绕组端部与机壳之间的空心圆柱体区域周向布置扁平型或平板型热管，热管的吸热端与绕组端部外圈紧密接触，冷却端与机壳内壁紧贴，并采用绝缘导热的灌封胶将从电机绕组端部至机壳内壁的空心圆柱体区域灌封。虽然该专利采用水冷机壳耦合热管的设计改善了电机绕组的散热。但同样的，传统的扁平型或平板型热管主要依靠内部毛细结构产生的毛细抽吸力和重力作为其内部冷凝介质回流的主要驱动力，造成周向布置的多组热管中呈水平或逆重力方向工作的部分会产生传热性能的下降甚至发生失效，从而导致定子绕组周向散热及热应力不均，危及电极工作可靠性。再者，该专利机壳中布置传统平行式冷却水道，冷却流道内冷却工质分配和收集不均，能质输运效率欠佳，使其冷却效果还有很大的提升空间。

实用新型内容