本發明涉及一種具有槽內冷卻結構的油冷電機定子及其冷卻方法,屬于電機冷卻。
背景技術:
1、油冷電機的冷卻效果直接影響電機性能的充分發揮,現有油冷電機的冷卻結構存在以下顯著缺陷:
2、1、定子兩端的焊接端繞組和皇冠端繞組對應的油冷路徑分布不均,導致繞組部分區域無法獲得有效冷卻,易產生局部過熱現象,直接限制了電機的峰值性能;
3、2、定子槽內繞組缺乏針對性的冷卻設計,使得電機的持續運行性能受到制約;
4、3、現有電機冷卻方案多以外部冷卻為主,缺少槽內冷卻結構,冷卻油僅流經定子鐵芯表面并沿中部向兩側流動,油路流動路徑短,冷卻油在鐵芯上的停留時間有限,散熱效果不佳,最終導致電機整體性能難以充分釋放。
技術實現思路
1、為解決背景技術中存在的問題,本發明提供一種具有槽內冷卻結構的油冷電機定子及其冷卻方法。
2、實現上述目的,本發明采取下述技術方案:一種具有槽內冷卻結構的油冷電機定子,包括注油螺栓以及定子鐵芯本體,所述定子鐵芯本體包括結構相同并且對稱設置的左部鐵芯和右部鐵芯,所述左部鐵芯和右部鐵芯通過多個注油螺栓連接固定,左部鐵芯和右部鐵芯均由多段鐵芯疊壓形成;定子鐵芯本體具有槽內冷卻結構。
3、進一步的,所述注油螺栓的內部設有中空的螺栓油槽,所述螺栓油槽的一端貫穿注油螺栓的端部形成入油口,螺栓油槽的另一端形成出油口。
4、進一步的,所述槽內冷卻結構包括鐵芯入油槽、多個鐵芯周向油道、多個鐵芯軸向油道以及多個噴淋油孔;所述螺栓油槽的出油口與鐵芯入油槽連通設置,所述鐵芯入油槽與對應的鐵芯軸向油道連通設置,所述多個鐵芯軸向油道與多個鐵芯周向油道連通設置;每個鐵芯軸向油道均貫穿定子鐵芯本體的兩端端面對應形成多個噴淋油孔,所述噴淋油孔與焊接端繞組和皇冠端繞組對應設置。
5、進一步的,所述多個鐵芯軸向油道沿定子鐵芯本體的周向均布設置。
6、進一步的,所述左部鐵芯和右部鐵芯的多段鐵芯均為硅鋼片,多段鐵芯中位于內側的多段鐵芯的結構相同,均開設有多個鐵芯槽內油道,每個所述鐵芯槽內油道的外端均開設有與其連通的硅鋼片軸向油道,其中部分所述硅鋼片軸向油道分別與對應的硅鋼片周向油道連通設置,每相鄰兩個所述硅鋼片周向油道之間均間隔有硅鋼片軸向油道,多段鐵芯的所有硅鋼片軸向油道共同構成鐵芯軸向油道;位于外側的鐵芯開設有多個槽口,每個所述槽口的外端均開設有噴淋油孔,每個槽口分別與對應的鐵芯槽內油道連通設置,每個所述噴淋油孔分別與對應的鐵芯軸向油道連通設置,多段鐵芯的所有硅鋼片周向油道共同構成鐵芯周向油道。
7、進一步的,每個所述噴淋油孔與電機軸線均呈角度設置。
8、進一步的,所述左部鐵芯和右部鐵芯的多段鐵芯中每相鄰兩個鐵芯的硅鋼片周向油道呈錯位連通設置。
9、本發明的一種具有槽內冷卻結構的油冷電機定子的冷卻方法,所述方法包括如下步驟:
10、s1:冷卻油從注油螺栓的入油口進入螺栓油槽后通過螺栓油槽的出油口進入鐵芯入油槽;
11、s2:進入鐵芯入油槽的冷卻油分流至硅鋼片周向油道,再由硅鋼片周向油道流入硅鋼片軸向油道和鐵芯槽內油道;
12、s3:硅鋼片周向油道、鐵芯槽內油道和硅鋼片軸向油道內的冷卻油持續流經定子槽內,在對槽內繞組進行冷卻的同時,同步冷卻絕緣紙;
13、s4:同時,冷卻油流經硅鋼片周向油道和硅鋼片軸向油道時,會充滿鐵芯周向油道和鐵芯軸向油道,冷卻油通過噴淋油孔,以冷卻油束的形式噴淋至焊接端繞組和皇冠端繞組上,實現兩端繞組的冷卻。
14、與現有技術相比,本發明的有益效果是:
15、本發明通過將電機安裝螺栓替換為注油螺栓,省去額外冷卻油管等零部件,實現電機成本降低;采用槽內冷卻與兩端噴淋冷卻相結合的方式,既使冷卻油束經噴淋油孔充分覆蓋焊接端、皇冠端繞組圓周面,解決現有技術中兩端繞組冷卻不均的問題以避免局部過熱,又讓冷卻油流經定子槽內對槽內繞組形成針對性冷卻,保障電機性能穩定充分發揮;同時,冷卻油流經槽內時同步冷卻絕緣紙,降低其因高溫失效的風險;且冷卻油流經定子鐵芯內部油道,延長了流動路徑及在電機內的停留時間,有效提升了散熱效果。
1.一種具有槽內冷卻結構的油冷電機定子,其特征在于:包括注油螺栓(4)以及定子鐵芯本體(11),所述定子鐵芯本體(11)包括結構相同并且對稱設置的左部鐵芯和右部鐵芯,所述左部鐵芯和右部鐵芯通過多個注油螺栓(4)連接固定,左部鐵芯和右部鐵芯均由多段鐵芯疊壓形成;定子鐵芯本體(11)具有槽內冷卻結構。
2.根據權利要求1所述的一種具有槽內冷卻結構的油冷電機定子,其特征在于:所述注油螺栓(4)的內部設有中空的螺栓油槽(2),所述螺栓油槽(2)的一端貫穿注油螺栓(4)的端部形成入油口(1),螺栓油槽(2)的另一端形成出油口。
3.根據權利要求2所述的一種具有槽內冷卻結構的油冷電機定子,其特征在于:所述槽內冷卻結構包括鐵芯入油槽(3)、多個鐵芯周向油道(13)、多個鐵芯軸向油道(14)以及多個噴淋油孔(16);所述螺栓油槽(2)的出油口與鐵芯入油槽(3)連通設置,所述鐵芯入油槽(3)與對應的鐵芯軸向油道(14)連通設置,所述多個鐵芯軸向油道(14)與多個鐵芯周向油道(13)連通設置;每個鐵芯軸向油道(14)均貫穿定子鐵芯本體(11)的兩端端面對應形成多個噴淋油孔(16),所述噴淋油孔(16)與焊接端繞組(9)和皇冠端繞組(10)對應設置。
4.根據權利要求3所述的一種具有槽內冷卻結構的油冷電機定子,其特征在于:所述多個鐵芯軸向油道(14)沿定子鐵芯本體(11)的周向均布設置。
5.根據權利要求3所述的一種具有槽內冷卻結構的油冷電機定子,其特征在于:所述左部鐵芯和右部鐵芯的多段鐵芯均為硅鋼片,多段鐵芯中位于內側的多段鐵芯的結構相同,均開設有多個鐵芯槽內油道(6),每個所述鐵芯槽內油道(6)的外端均開設有與其連通的硅鋼片軸向油道(7),其中部分所述硅鋼片軸向油道(7)分別與對應的硅鋼片周向油道(5)連通設置,每相鄰兩個所述硅鋼片周向油道(5)之間均間隔有硅鋼片軸向油道(7),多段鐵芯的所有硅鋼片軸向油道(7)共同構成鐵芯軸向油道(14);位于外側的鐵芯開設有多個槽口(15),每個所述槽口(15)的外端均開設有噴淋油孔(16),每個槽口(15)分別與對應的鐵芯槽內油道(6)連通設置,每個所述噴淋油孔(16)分別與對應的鐵芯軸向油道(14)連通設置,多段鐵芯的所有硅鋼片周向油道(5)共同構成鐵芯周向油道(13)。
6.根據權利要求5所述的一種具有槽內冷卻結構的油冷電機定子,其特征在于:每個所述噴淋油孔(16)與電機軸線均呈角度設置。
7.根據權利要求5所述的一種具有槽內冷卻結構的油冷電機定子,其特征在于:所述左部鐵芯和右部鐵芯的多段鐵芯中每相鄰兩個鐵芯的硅鋼片周向油道(5)呈錯位連通設置。
8.一種根據權利要求1-7中任一權利要求所述的具有槽內冷卻結構的油冷電機定子的冷卻方法,其特征在于:所述方法包括如下步驟: