[发明专利]一种高功率密度的风冷航空永磁电机

说明书

本申请属于电机设计领域，特别涉及一种高功率密度的风冷航空永磁电机。该电机包括转子、定子及壳体，所述永磁电机内部位于转子轴上设置有同轴的轴流风扇(1)，轴流风扇(1)的根部与所述定子(2)之间设置有导流板(3)，定子(2)的外环面上设置有多个沿定子轴向延伸的条形凸起(21)，相邻条形凸起(21)之间形成风道。本申请简化了电机冷却系统，提高冷却效率；同等冷却条件下，能够降低永磁电机温升10℃，提高永磁电机功率密度10％以上。

技术领域

本申请属于电机设计领域，特别涉及一种高功率密度的风冷航空永磁电机。

背景技术

永磁电机具有功率密度高、效率高的特点，比较适合应用于航空领域。目前数十千瓦量级的永磁电机采用液冷、机壳散热筋冷却或者内置离心风扇冷却结构。采用液冷结构的永磁电机需要外置液冷泵和液冷散热器，这降低了系统的功率密度，且在一些中小型飞机上不具备提供液冷的条件，所以液冷永磁电机不适合应用于中小型混合动力飞机上；机壳采用散热筋的永磁电机，在电机散热的过程中，热量需要从绕组传递至定子，再传递至机壳，这增加了散热路径上的热阻，不利于永磁电机散热；采用内置离心风扇冷却不能够对永磁电机的定子有效冷却。

现有的永磁电机散热结构，存在如下缺点：

1)液冷散热需外置辅助散热装置，降低了系统功率密度；

2)机壳散热筋散热，热阻大，散热能力差；

3)内置离心风扇散热，不能有效对电机定子冷却；

因此需要设计一种有效的航空永磁电机散热结构，提高系统功率密度和散热能力，使永磁电机应用于中小型混合动力飞机上。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请提供了一种高功率密度的风冷航空永磁电机，增加永磁电机定子的散热面积，提高冷却空气的利用率，从而提升永磁电机的功率密度，为永磁电机应用于中小型电推进飞机创造条件。

本申请高功率密度的风冷航空永磁电机，包括转子、定子及壳体，所述永磁电机内部位于转子轴上设置有同轴的轴流风扇，轴流风扇的根部与所述定子之间设置有导流板，定子的外环面上设置有多个沿定子轴向延伸的条形凸起，相邻条形凸起之间形成风道。

优选的是，所述轴流风扇安装在永磁电机的尾部。

优选的是，所述定子的前端设置有环形的扰流板，扰流板的外壁面固定在永磁电机的壳体内壁上，扰流板靠近定子一侧的内壁面的内径较大，扰流板远离定子一侧的内壁面的内径较小，从而将定子的风道处的气流向永磁电机的轴线方向引导。

优选的是，所述导流板为筒状结构，所述筒状结构具有位于轴流风扇根部的第一端，以及位于定子处的第二端，所述筒状结构的第一端套接在永磁电机的转轴上，所述筒状结构的第二端搭接在定子的绕组处。

优选的是，所述导流板的外壁面沿筒状结构的轴向方向呈弧形线延伸。

优选的是，所述导流板的第一端通过轴承安装在永磁电机的转轴上。

优选的是，所述导流板的第一端固定在轴流风扇的转环上。

优选的是，所述定子的内壁面上还设置有绕组凸起，定子外壁面上的条形凸起与定子内壁面上的绕组凸起沿定子周向方向间隔分布。

本申请能够有效利用吸入电机内部的冷却空气对永磁电机的绕组、定子铁心和护套进行有效冷却。

附图说明

图1是本申请高功率密度的风冷航空永磁电机的结构示意图。

图2是本申请图1所示实施例的定子结构示意图。

图3是本申请图1所示实施例的立体图。

其中，1-轴流风扇，2-定子，21-条形凸起，22-绕组凸起，3-导流板，4-扰流板。