[发明专利]一种永磁同步电机定子散热结构及其设计方法

权利要求书

1.一种永磁同步电机定子散热结构，其特征在于，包括定子和壳体，所述定子外表面加工一螺旋水槽；所述壳体内表面光滑，定子外表面和壳体内表面进行过盈配合形成内部封闭水道；永磁同步电机定子散热结构的设计方法包括：

S1，计算参数的设置：设定相应的计算参数，通过此步骤建立壳体径向的变形量ε₁与接触压强P之间的关系；设定定子与壳体接触面间的单边过盈量为ε，壳体径向的变形量为ε₁，定子径向的变形量为ε₂，定子与壳体配合的接触压强为P；

S2，计算壳体径向的变形量ε₁：此步骤是建立定子径向变形量ε₂与接触压强P之间的关系，其计算公式如下：

其中：E₁为壳体的弹性模量、μ₁为壳体的泊松比、R₁为壳体外圆半径、R为定子的外圆半径、P为壳体与定子的接触压强；

S3，计算定子径向的变形量ε₂，其计算公式如下：

其中：E₂为定子的弹性模量、μ₂为定子的泊松比、R₂为定子内圆半径、R为定子的外圆半径、P为壳体与定子的接触压强；

S4，将壳体与定子联合计算，通过联立方程组，约去未知参数ε₁、ε₂，将接触压强P用已知的设计参数来表示；

联立壳体径向的变形量ε₁、定子径向的变形量ε₂、定子与壳体配合的单边过盈量ε，其计算公式为：

ε＝ε₁+ε₂；

计算定子与壳体的接触压强P，计算公式如下：

其中：ε为定子与壳体配合的单边过盈量、R为定子的外圆半径、E₁为壳体的弹性模量、μ₁为壳体的泊松比、R₁为壳体外圆半径、E₂为定子的弹性模量、μ₂为定子的泊松比、R₂为定子内圆半径；

S5，计算定子与壳体过盈配合后能够传递的最大扭矩T′，通过第四步中计算得到的接触压强P和已知的设计参数来建立定子、壳体配合后所能传递的最大扭矩与未知水道设计参数h，s，d的关系；

其计算公式如下：

其中：u为定子与壳体接触的静摩擦系数、L为定子与壳体轴向的接触长度、s为螺旋水道的螺距、R为定子的外圆半径、P为壳体与定子的接触压强，h为螺旋线轴向长度，d为水道槽宽；

在此，建立了基于定子与壳体过盈配合后能够传递的最大扭矩T′与h，s，d的方程式，根据实际需要的最大扭矩T，则可以确定h，s，d的关系；

S6，根据电机设计传递的最大扭矩T，以保证电机正常工作为前提，建立T′与T的关系，结合步骤S5中h，s，d与T′的关系，进而求出h，s，d需满足的关系。