專利名稱：液體冷卻平板型直線永磁同步電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液體冷卻平板型直線永磁同步電機(jī)，屬于電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
為了增強(qiáng)電機(jī)的冷卻能力、提高電機(jī)的推力密度和可靠性，電機(jī)常采用水冷或油冷等液體冷卻方式，根據(jù)液體冷卻管路布置位置的不同，液體冷卻又有機(jī)殼管路冷卻和內(nèi)部繞組管路冷卻之分，機(jī)殼管路冷卻需要在機(jī)殼內(nèi)部形成水路，因此電機(jī)的體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且鐵心與機(jī)殼間的熱阻大，電機(jī)的冷卻效果差；對于內(nèi)部繞組管路冷卻方式，可以直接對繞組進(jìn)行冷卻，冷卻效果好，但是由于冷卻管路占據(jù)了繞組所在空間，因此，繞組的電阻大、損耗多，降低了電機(jī)的效率。為了進(jìn)一步提高冷卻效果，可以在直線電機(jī)初級鐵心軛部側(cè)開槽，槽中嵌放液體冷卻管，所述冷卻管的布置形狀如圖7所示。這種布置方式的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、成本低，并且易于加工。但是，該種冷卻結(jié)構(gòu)的缺點是冷卻效果差，電機(jī)的前端與后端溫度相差大，冷卻液入口側(cè)溫度低，而出口側(cè)溫度高，從而影響了電機(jī)的輸出，降低了繞組的可靠性。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有平板型直線電機(jī)的冷卻效果差、電機(jī)前端和后端的溫差大的問題， 本發(fā)明提出一種液體冷卻平板型直線永磁同步電機(jī)。本發(fā)明所述的液體冷卻平板型直線永磁同步電機(jī)由初級、次級和氣隙構(gòu)成；次級包括永磁體和磁軛；初級包括電樞鐵心、電樞繞組和冷卻管，其特征在于，所述電樞鐵心為長方體，沿橫向疊片，在所述電樞鐵心的面向氣隙的面上，沿橫向開有相互平行的多個矩形槽，電樞繞組嵌放在所述矩形槽中；所述電樞鐵心的背向氣隙的面即為鐵心軛部，在所述鐵心軛部沿橫向開有偶數(shù)個相互平行的冷卻槽，所述冷卻槽的橫截面為帶有開口的圓形；冷卻管由進(jìn)水管和出水管組成，所述進(jìn)水管由多個相互平行的冷卻段和多個彎曲的連接段組成，相鄰的兩個冷卻段通過連接段相連通；所述出水管由多個相互平行的冷卻段和多個彎曲的連接段組成，相鄰的兩個冷卻段通過連接段相連通，所述進(jìn)水管的每個冷卻段嵌入到一個冷卻槽內(nèi)，所述出水管的每個冷卻段嵌入到一個冷卻槽內(nèi)，并且任意相鄰的兩個冷卻槽中的一個冷卻槽內(nèi)嵌放進(jìn)水管、另一個冷卻槽內(nèi)嵌放出水管，即進(jìn)水管的冷卻段與出水管的冷卻段相間排列，在電機(jī)初級的尾端，進(jìn)水管與出水管連接在一起形成通路；所述出水管的出水口和進(jìn)水管的進(jìn)水口位于所述電機(jī)初級的首端。本發(fā)明所述的液體冷卻平板型直線永磁同步電機(jī)中，所述冷卻管可以采用金屬材料制作，也可以采用導(dǎo)熱性能好的非金屬材料制作。本發(fā)明所述的液體冷卻平板型直線永磁同步電機(jī)中，所述冷卻槽的帶有開口的圓形橫截面的開口寬度d2大于該圓形截面直徑dl的0. 4倍且小于所述直徑dl。本發(fā)明所述的液體冷卻平板型直線永磁同步電機(jī)中，所述電樞鐵心的鐵心軛部還可以設(shè)置多個相互平行的銷槽，所述銷槽與冷卻槽相平行。所述銷槽內(nèi)嵌入用于固定鐵心的定位銷。為了使所述銷槽不影響散熱性能，在每相鄰兩個銷槽之間有兩個冷卻槽，所述兩個冷卻槽內(nèi)分別是一個進(jìn)水管和一個出水管。本發(fā)明所述的液體冷卻平板型直線永磁同步電機(jī)中，所述次級永磁體可以采用為平板結(jié)構(gòu)，形狀為平行四邊形，其短邊與運動方向平行，其長邊與運動方向之間的角度在 87° 90°之間。本發(fā)明所述的液體冷卻平板型直線永磁同步電機(jī)中，每極永磁體沿橫向分為兩塊永磁體，每塊永磁體形狀均為平行四邊形，且形狀相同，每塊永磁體的短邊與運動方向平行，所述兩塊永磁體鏡像對稱固定，且所述兩塊永磁體的長邊所成的角度在174° 180° 之間。本發(fā)明所述的液體冷卻平板型直線永磁同步電機(jī)的冷卻裝置設(shè)置在直線電機(jī)初級鐵心軛內(nèi)，所述冷卻管的排布方式與現(xiàn)有同類冷卻管的排布方式完全不同，克服了本領(lǐng)域的技術(shù)偏見，采用進(jìn)水管和出水管相間排列的方式，不但提高了冷卻能力和推力密度，還有效地降低了電機(jī)的前端與后端的溫差，使電樞鐵心各部分的局部溫度趨于平衡，減小了繞組與鐵心間的熱阻，還達(dá)到了減小繞組銅耗，提高電機(jī)效率的技術(shù)效果。
圖1是本具體實施方式
一所述的液體冷卻平板型直線永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的I-I剖面圖。圖3是具體實施方式
四所述的液體冷卻平板型直線永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是具體實施方式
五和六所述的一種液體冷卻平板型直線永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖具體實施方式
七所述的液體冷卻平板型直線永磁同步電機(jī)的次級結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是具體實施方式
八所述的液體冷卻平板型直線永磁同步電機(jī)的次級結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是現(xiàn)有所述的液體冷卻平板型直線永磁同步電機(jī)的冷卻管的排布結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式具體實施方式
一、參見圖1、2說明本實施方式。本實施方式所述的液體冷卻平板型直線永磁同步電機(jī)由初級、次級和氣隙構(gòu)成；次級包括永磁體6和磁軛5 ；初級包括電樞鐵心1、電樞繞組2和冷卻管3，電樞鐵心1為長方體，沿橫向疊片，在所述電樞鐵心1的面向氣隙的面上，沿橫向開有相互平行的多個矩形槽，電樞繞組2嵌放在所述矩形槽中；所述電樞鐵心1的背向氣隙的面即為鐵心軛部，在所述鐵心軛部沿橫向開有偶數(shù)個相互平行的冷卻槽4，所述冷卻槽4的橫截面為帶有開口的圓形；冷卻管3由進(jìn)水管和出水管組成，所述進(jìn)水管由多個相互平行的冷卻段和多個彎曲的連接段組成，相鄰的兩個冷卻段通過連接段相連通；所述出水管由多個相互平行的冷卻段和多個彎曲的連接段組成，相鄰的兩個冷卻段通過連接段相連通，所述進(jìn)水管的每個冷卻段嵌入到一個冷卻槽4內(nèi)，所述出水管的每個冷卻段嵌入到一個冷卻槽4內(nèi)，并且任意相鄰的兩個冷卻槽4中的一個冷卻槽4內(nèi)嵌放進(jìn)水管、另一個冷卻槽4內(nèi)嵌放出水管，即進(jìn)水管的冷卻段與出水管的冷卻段相間排列， 在電機(jī)初級的尾端，進(jìn)水管與出水管連接在一起形成通路；所述出水管的出水口和進(jìn)水管的進(jìn)水口位于所述電機(jī)初級的首端。本實施方式所述的液體冷卻平板型直線永磁同步電機(jī)的冷卻裝置設(shè)置在直線電
4機(jī)初級鐵心軛內(nèi)，所述冷卻管的排布方式與現(xiàn)有同類冷卻管的排布方式完全不同，克服了本領(lǐng)域的技術(shù)偏見，采用進(jìn)水管和出水管相間排列的方式，不但提高了冷卻能力和推力密度，還有效地降低了電機(jī)的前端與后端的溫差，使電樞鐵心各部分的局部溫度趨于平衡，減小了繞組與鐵心間的熱阻，還達(dá)到了減小繞組銅耗，提高電機(jī)效率的技術(shù)效果。
具體實施方式
二、本實施方式與具體實施方式
一所述的液體冷卻平板型直線永磁同步電機(jī)的區(qū)別在于，所述冷卻管3由金屬材料制作。本實施方式中的冷卻管3為金屬材料，所述金屬材料的導(dǎo)熱性能好，利于熱交換， 能夠有效增加冷卻效果。本實施方式中的冷卻管3還可以采用高導(dǎo)熱率的非金屬復(fù)合材料構(gòu)成，所述高導(dǎo)熱率非金屬復(fù)合材料是指導(dǎo)熱率與金屬材料相當(dāng)?shù)姆墙饘購?fù)合材料。所述高導(dǎo)熱非金屬復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能好，利于熱交換，并且具有質(zhì)量輕、易塑形的優(yōu)點。
具體實施方式
三、本實施方式與具體實施方式
一所述的液體冷卻平板型直線永磁同步電機(jī)的區(qū)別在于，所述冷卻槽4的帶有開口的圓形橫截面的開口寬度d2大于該圓形截面直徑dl的0. 4倍且小于所述直徑dl。本實施方式所述的開口寬度d2的最佳值是0. 4dl-0. 6dl。本實施方式所述的冷卻槽4的結(jié)構(gòu)，增加了冷卻管與冷卻槽4的接觸面積，即增加了冷卻管與電樞鐵心之間的熱交換面的面積，提高了散熱效率。
具體實施方式
四、參見圖3說明本實施方式。本實施方式與具體實施方式
一所述的液體冷卻平板型直線永磁同步電機(jī)的區(qū)別在于，所述電樞鐵心的鐵心軛部設(shè)置有多個相互平行的銷槽7，所述銷槽7與冷卻槽4相平行，每個銷槽7內(nèi)固定有固定銷8。本實施方式中增加的固定銷8用于固定鐵心疊片。
具體實施方式
五、參見圖3說明本實施方式。本實施方式與具體實施方式
四所述的液體冷卻平板型直線永磁同步電機(jī)的區(qū)別在于，每相鄰兩個銷槽7之間有兩個冷卻槽4。本實施方式中，相鄰兩個銷槽7之間有兩個冷卻槽4，即兩個銷槽7之間有一個進(jìn)水管和一個出水管。
具體實施方式
六、參見圖4說明本實施方式。本實施方式與具體實施方式
一所述的液體冷卻平板型直線永磁同步電機(jī)的區(qū)別在于，在每個電樞齒中間，面向氣隙側(cè)沿橫向開有槽，所述槽垂直于運動方向，所述槽中嵌放薄板9。本實施方式中的薄板9采用低電阻率材料構(gòu)成，所述低電阻率材料的電導(dǎo)率大于零，在電樞齒上增加有低電阻律的薄板，能夠有效減少電樞齒端部的露磁。
具體實施方式
七、參見圖5說明本實施方式。本實施方式與具體實施方式
一所述的液體冷卻平板型直線永磁同步電機(jī)的區(qū)別在于，次級永磁體6為平板結(jié)構(gòu)，形狀為平行四邊形，其短邊與運動方向平行，其長邊與運動方向之間的角度a2在87° 90°之間。本實施方式中的永磁體為平行四邊形，長邊與運動方向有一定的夾角，能夠有效減小直線永磁同步電機(jī)的定位力。
具體實施方式
八、參見圖6說明本實施方式。本實施方式與具體實施方式
一所述的液體冷卻平板型直線永磁同步電機(jī)的區(qū)別在于，次級永磁體6為平板結(jié)構(gòu)，每極永磁體6 沿橫向分為兩塊永磁體6，每塊永磁體6形狀均為平行四邊形，且形狀相同，每塊永磁體6的短邊與運動方向平行，所述兩塊永磁體6鏡像對稱固定，且所述兩塊永磁體6的長邊所成的角度al在174° 180°之間。本實施方式中，同一個極采用兩塊永磁體組成，并且所述兩塊永磁體呈鏡像對稱設(shè)置，所述兩塊永磁體的長邊之間呈一定角度，能夠有效減小直線永磁同步電機(jī)的定位力。本發(fā)明所述的液體冷卻平板型直線永磁同步電機(jī)不局限于上述個實施方式所描述的結(jié)構(gòu)，所述液體冷卻平板型直線永磁同步電機(jī)既可以為雙邊結(jié)構(gòu)，也可以為單邊結(jié)構(gòu)， 并且可以是上述各實施方式所述的技術(shù)特征的合理組合。
權(quán)利要求
1.液體冷卻平板型直線永磁同步電機(jī)，它由初級、次級和氣隙構(gòu)成；次級包括永磁體 (6)和磁軛(5)；初級包括電樞鐵心(1)、電樞繞組( 和冷卻管(3)，其特征在于，所述電樞鐵心(1)為長方體，沿橫向疊片，在所述電樞鐵心(1)的面向氣隙的面上，沿橫向開有相互平行的多個矩形槽，電樞繞組( 嵌放在所述矩形槽中；所述電樞鐵心(1)的背向氣隙的面即為鐵心軛部，在所述鐵心軛部沿橫向開有偶數(shù)個相互平行的冷卻槽G)，所述冷卻槽(4) 的橫截面為帶有開口的圓形；冷卻管(3)由進(jìn)水管和出水管組成，所述進(jìn)水管由多個相互平行的冷卻段和多個彎曲的連接段組成，相鄰的兩個冷卻段通過連接段相連通；所述出水管由多個相互平行的冷卻段和多個彎曲的連接段組成，相鄰的兩個冷卻段通過連接段相連通，所述進(jìn)水管的每個冷卻段嵌入到一個冷卻槽內(nèi)，所述出水管的每個冷卻段嵌入到一個冷卻槽內(nèi)，并且任意相鄰的兩個冷卻槽(4)中的一個冷卻槽內(nèi)嵌放進(jìn)水管、另一個冷卻槽內(nèi)嵌放出水管，即進(jìn)水管的冷卻段與出水管的冷卻段相間排列，在電機(jī)初級的尾端，進(jìn)水管與出水管連接在一起形成通路；所述出水管的出水口和進(jìn)水管的進(jìn)水口位于所述電機(jī)初級的首端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體冷卻平板型直線永磁同步電機(jī)，其特征在于，所述冷卻管(3)由金屬材料制作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體冷卻平板型直線永磁同步電機(jī)，其特征在于，所述冷卻槽(4)的帶有開口的圓形橫截面的開口寬度d2大于該圓形截面直徑dl的0. 4倍且小于所述直徑dl。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體冷卻平板型直線永磁同步電機(jī)，其特征在于，所述的冷卻槽(4)的帶有開口的圓形橫截面的開口寬度d2的范圍是0. 4dl-0. 6dl，所述dl是冷卻槽 (4)的帶有開口的圓形橫截面的直徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體冷卻平板型直線永磁同步電機(jī)，其特征在于，所述電樞鐵心的鐵心軛部設(shè)置有多個相互平行的銷槽(7)，所述銷槽(7)與冷卻槽(4)相平行。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液體冷卻平板型直線永磁同步電機(jī)，其特征在于，每相鄰兩個銷槽(7)之間有兩個冷卻槽G)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體冷卻平板型直線永磁同步電機(jī)，其特征在于，在每個電樞齒中間，面向氣隙側(cè)沿橫向開有槽，所述槽垂直于運動方向，所述槽中嵌放薄板(9)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體冷卻平板型直線永磁同步電機(jī)，其特征在于，次級永磁體(6)為平板結(jié)構(gòu)，形狀為平行四邊形，其短邊與運動方向平行，其長邊與運動方向之間的角度在87° 90°之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體冷卻平板型直線永磁同步電機(jī)，其特征在于，次級永磁體(6)為平板結(jié)構(gòu)，每極永磁體(6)沿橫向分為兩塊永磁體(6)，每塊永磁體(6)形狀均為平行四邊形，且形狀相同，每塊永磁體(6)的短邊與運動方向平行，所述兩塊永磁體(6)鏡像對稱固定，且所述兩塊永磁體(6)的長邊所成的角度在174° 180°之間。
全文摘要
液體冷卻平板型直線永磁同步電機(jī)，涉及一種液體冷卻平板型直線永磁同步電機(jī)，屬于電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明解決了現(xiàn)有液體冷卻平板型直線電機(jī)的冷卻效果差、電機(jī)前端和后端的溫差大的問題。本發(fā)明所述的永磁同步電機(jī)中的冷卻管由進(jìn)水管和出水管組成，進(jìn)水管由多個相互平行的冷卻段和多個彎曲的連接段組成，相鄰的兩個冷卻段通過連接段相連通；所述出水管由多個相互平行的冷卻段和多個彎曲的連接段組成，相鄰的兩個冷卻段通過連接段相連通，所述進(jìn)水管的冷卻段與出水管的冷卻段相間排列，在電機(jī)初級的尾端，進(jìn)水管與出水管連接在一起形成通路；所述出水管的出水口和進(jìn)水管的進(jìn)水口位于所述電機(jī)初級的首端。本發(fā)明有效地降低了電機(jī)的前端與后端的溫差。
文檔編號H02K1/32GK102158043SQ20111012932
公開日2011年8月17日 申請日期2011年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月18日
發(fā)明者周維正, 寇寶泉, 趙斌超, 郭守侖 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)