一種電機冷卻散熱結構的制作方法
【專利摘要】一種電機冷卻散熱結構，涉及直線電機和平面電機，主要應用于電機功率較大、發(fā)熱量大且對電機溫度控制要求較高的各種高精度、高速度、高加速運動系統(tǒng)。該冷卻散熱結構含有蓋板、骨架和毛細管陣列；蓋板上設有進水口出水口，并加工有水道；在骨架上設有四周水道、線圈安裝槽和毛細管安裝孔，在毛細管的外層鍍有一層絕緣層；毛細管安裝孔可以為單排孔結構，也可以為雙排孔結構，雙排孔結構相對散熱面積更大，散熱更充分。本實用新型與現有技術相比，其優(yōu)點體現在可形成對線圈六個面的全方位冷卻，且不會產生明顯電渦流效應。
【專利說明】一種電機冷卻散熱結構
【技術領域】
[0001]本實用新型是一種電機線圈繞組的冷卻散熱結構，涉及直線電機和平面電機，主要應用于電機功率較大、發(fā)熱量大且對電機溫度控制要求較高的各種高精度、高速度、高加速運動系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著自動控制技術及微型計算機的高速發(fā)展，對各類自動控制系統(tǒng)的定位精度、運動速度、加速度、響應速度提出了更高的要求，在這種情況下，傳統(tǒng)的旋轉電機再加上一套變換機構組成的直線運動驅動裝置已經遠遠不能滿足現代控制系統(tǒng)的要求，為此，許多國家都在研究、發(fā)展和應用直線、平面電機。高精度運動平臺、坐標測量機、精密數控機床、磁懸浮列車、直線電機驅動電梯等均采用了直線電機作為驅動機構。
[0003]在各種高精密運動場合，出于自動控制系統(tǒng)的需要對整個系統(tǒng)的溫度控制一般要求比較嚴格，直線、平面電機作為系統(tǒng)中重要的發(fā)熱部件，其溫升效果就成為一項關鍵指標。電機溫升過高不僅會影響整個系統(tǒng)的控制精度，對電機本身的性能和壽命也會產生很大不利影響，因此，如何降低電機的溫升是直線、平面電機發(fā)展的重要研究方向。
[0004]降低電機損耗減小電機發(fā)熱和改善冷卻系統(tǒng)提高電機散熱能力是降低電機溫升的兩個主要措施。由于直線、平面電機為無接觸式傳遞力，電機損耗本身就較小，因此，改善冷卻系統(tǒng)對于降低溫升能起到更明顯的效果。
[0005]由于原理結構所限，直線、平面電機線圈繞組與磁鋼間距離較小，在線圈繞組與磁鋼間布置的普通冷卻結構，隨著動子的運動會產生較大電渦流效應，對電機運動形成較大的阻力和損耗，所以目前常用的直線、平面電機的冷卻系統(tǒng)多為單邊式，即在線圈繞組與磁鋼間不布置冷卻結構而只布置在另一側，這在避免電渦流效應的同時使得電機的散熱能力也明顯降低。
實用新型內容
[0006]本實用新型旨在提供一種電機冷卻散熱結構，對線圈繞組進行高效充分的散熱，且不產生明顯電渦流效應，在不增加損耗的情況下很好的提升直線、平面電機的散熱能力，降低電機溫升。提高直線、平面電機在高精密運動場合的應用性能。
[0007]本實用新型的技術方案如下:
[0008]本實用新型所述的一種電機冷卻散熱結構，其特征在于:該冷卻散熱結構含有蓋板、骨架和毛細管陣列；所述的蓋板上設有進水口和出水口，加工有上部水道；所述的骨架四側設有四周水道，在下方設有線圈安裝槽，線圈固定在安裝槽內，并且設有毛細管安裝孔；所述的毛細管陣列為一排并列布置的毛細管，毛細管的兩端插在骨架上的毛細管安裝孔內；毛細管為中空結構，內部的中空結構形成毛細管水道；毛細管上鍍有一層絕緣層。
[0009]本實用新型的上述技術方案中，其特征還在于:所述的毛細管的安裝孔交錯布置成兩排，相鄰兩孔的中心距等于毛細管的直徑；所述的毛細管緊密相切布置。
[0010]本實用新型與現有技術相比，具有以下優(yōu)點及突出性的技術效果:本實用新型所述的一種電機冷卻散熱結構，能夠在六面對線圈繞組進行全方位式冷卻，散熱能力高效充分，同時不會產生明顯電渦流效應，不對電機運動造成附加的阻力；大大提高了電機的散熱能力，使其在聞速、聞精度運動場合下性能明顯提聞。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型的結構爆炸視圖(從上往下看)。
[0012]圖2為本實用新型的結構爆炸視圖(從下往上看)。
[0013]圖3為本實用新型的正剖視圖。
[0014]圖4為本實用新型的側剖視圖。
[0015]圖5為本實用新型中的毛細管的外形圖。
[0016]圖6為本實用新型中單排毛細管安裝孔的示意圖。
[0017]圖7為本實用新型中毛細管呈間隙布置的示意圖。
[0018]圖8為本實用新型中雙排毛細管安裝孔的示意圖。
[0019]圖9為本實用新型中毛細管呈緊密相切布置的示意圖。
[0020]圖10為本實用新型中毛細管經絕緣處理后產生電渦流效應示意圖。
[0021]圖11為毛細管不經絕緣處理產生的電潤流效應示意圖。
[0022]其中:1 一蓋板；2—骨架；3—線圈；4一毛細管陣列；5—線圈安裝槽；6—毛細管安裝孔；7—毛細管；8—絕緣層；11—進水口 ；12—出水口 ；13—四周水道；14一上部水道；15—毛細管水道；21—局部電渦流效應；22—整體電渦流效應。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖對本實用新型做進一步的說明。
[0024]圖1和圖2為本實用新型提供的一種電機冷卻散熱結構的爆炸視圖，該結構從上至下依次含有蓋板1、骨架2和毛細管陣列4 ;在所述的蓋板I上設有進水口 11和出水口12，在蓋板下表面加工有上部水道14 ;(參見圖2、圖3和圖4);所述骨架2的周邊設有四周水道13，在骨架的下底面設有線圈安裝槽5，線圈放置在安裝槽內；所述的毛細管陣列4由一排平行布置的毛細管7組成，每根毛細管兩端分別插入安裝孔后固定在骨架上，并且與線圈底面接觸；毛細管為中空結構，形成毛細管水道15;然后將蓋板蓋在骨架上，形成一個封閉的冷卻循環(huán)系統(tǒng)。線圈3工作時發(fā)熱，該結構對線圈進行冷卻散熱，使其溫升不至過高；溫度較低的冷卻水經進水口 11進入后，一部分進入上部水道14，一部分進入四周水道13，一部分進入毛細管水道15 ;冷卻水在各部分水道內與線圈發(fā)生熱交換，溫度升高，在出水口 12處匯總后流出，完成一個散熱循環(huán)。在冷卻過程中，上部水道14與線圈上表面接觸，毛細管水道15與線圈下表面接觸，四周水道13與線圈的四個側面接觸，共形成了對線圈六個面的全方位冷卻。
[0025]圖6為本實用新型中的單排毛細管安裝孔示意圖，由于鉆孔時相鄰兩孔應存在一定間距，因此安裝后的相鄰毛細管間也存在間隙，如圖7所示。圖8為本實用新型中的雙排毛細管安裝孔示意圖，將安裝孔交錯布置成兩排，相鄰兩孔的垂向中心距等于毛細管直徑，安裝后的毛細管緊密相切布置，如圖9所示；此方案布置的毛細管熱交換面積更充分，散熱效果更好。
[0026]每根毛細管7外表面上鍍有一層絕緣層8 (如圖5所示)，使毛細管與骨架，以及毛細管與毛細管間相互不導電，在毛細管上只形成較小的局部電渦流效應21，如圖10所示。圖11為不經絕緣處理的毛細管形成的整體電渦流效應22，電渦流場較大，對電機運動產生很大的附加阻力，嚴重影響電機有效推力輸出。本例所述的鍍有絕緣層的毛細管明顯減弱了電渦流效應，降低了其帶來無用損耗。
【權利要求】
1.一種電機冷卻散熱結構，其特征在于:該冷卻散熱結構從上至下依次含有蓋板(I)、骨架(2)和毛細管陣列(4);所述的蓋板上設有進水口(11)和出水口(12)，蓋板的下表面加工有上部水道(14);所述骨架(2)的周邊設有四周水道(13)，在下底面設有線圈安裝槽(5);所述的毛細管陣列(4)由一排平行布置的毛細管(7)組成，每根毛細管的兩端分別插入骨架兩側的毛細管安裝孔(6)內，并固定在骨架(2)上；毛細管為中空結構，內部的中空結構形成毛細管水道(15);所述的進水口(11)、上部水道(14)、四周水道(13)、毛細管水道(15)和出水口(12)形成一個封閉的冷卻循環(huán)系統(tǒng)；在毛細管上鍍有一層絕緣層(8)。
2.按照權利要求1所述的一種電機冷卻散熱結構，其特征在于:所述的毛細管安裝孔交錯布置成兩排，相鄰兩孔垂向中心距等于毛細管的直徑，所述的毛細管緊密相切布置。
【文檔編號】H02K9/19GK203951320SQ201420305120
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年6月9日 優(yōu)先權日:2014年6月9日
【發(fā)明者】張鳴, 朱煜, 成榮, 楊開明, 張利, 王平安, 秦慧超, 趙彥坡, 胡清平, 田麗, 張金, 徐登峰, 尹文生, 穆海華, 胡金春 申請人:清華大學, 北京華卓精科科技有限公司