具有油套的转子端环的制作方法

1.本发明涉及一种具有转子端环的电动机。具体地，本发明的一种转子端环包括油套，以改善转子端环的冷却特性。


背景技术：

2.冷却剂按照路线通过电动机，以在运行过程中为电动机提供冷却。在电动机内流动的电流产生热量，如果没有排除掉一些热量，则电动机会损坏或发生故障。流经并穿过转子端环的冷却剂吸收转子端环的热量。通常，冷却剂通过转子端环，并由离心力推动穿过转子端环的正面。在目前的电动机中，冷却剂朝向转子端环的外周被向外推动，而不扩散出去。这意味着冷却剂仅流过转子端环正面的局部区域。
3.因此，虽然目前的技术实现了它们的预期目的，但是需要一种新改进的电动机，该电动机具有转子端环，其适于为转子端环提供更高效的冷却。


技术实现要素：

4.根据本发明的几个方面，一种用于电动机的转子端环包括：环形盘状主体，该环形盘状主体具有周向外径和周向内径；凹部，该凹部形成在主体的正面内；油套，该油套形成在主体的背面内；至少一个入口，该至少一个入口适于允许冷却剂进入油套；以及多个出口，这些出口适于允许冷却剂从油套通过转子端环流至在主体的正面内形成的凹部。
5.根据另一个方面，油套是环形通道，该环形通道具有周向外壁和周向内壁。
6.根据另一个方面，油套的周向外壁的半径比主体的周向外径至少小约5毫米，油套的周向内壁的半径比主体的内径至少大约5毫米。
7.根据另一个方面，油套的轴向深度大约是转子端环厚度的0.1倍至转子端环厚度的0.8倍。
8.根据另一个方面，油套的轴向深度大约是2毫米至4毫米。
9.根据另一个方面，至少一个入口在主体的内径和油套的内壁之间径向延伸。
10.根据另一个方面，至少一个入口的轴向深度约等于油套的轴向深度，并且宽度大约是3毫米至10毫米。
11.根据另一个方面，至少一个入口包括相隔大约180度定位的两个入口。
12.根据另一个方面，多个出口是以圆形图案围绕主体的正面等距间隔的弧形狭槽。
13.根据另一个方面，多个出口位于油套的周向内壁的附近。
14.根据另一个方面，出口的径向宽度大约是1毫米至10毫米。
15.根据另一个方面，出口的弧长等于(360度/n)
×
0.95，其中n是出口的数量。
16.根据另一个方面，多个出口的组合弧长小于或等于约342度。
17.根据另一个方面，主体由导热材料形成。
18.根据本公开的几个方面，一种用于电动机的转子端环包括：环形盘状主体，该环形盘状主体具有周向外径和周向内径并由导热材料形成；凹部，该凹部形成在主体的正面内；
油套，该油套形成在主体的背面内，油套包括环形通道，该环形通道具有周向外壁和周向内壁；两个入口，该入口间隔约180度定位，每个入口在主体的内径和油套的内壁之间径向延伸，并适于允许冷却剂进入油套；以及多个出口，每个出口包括弧形狭槽，这些出口邻近油套的周向内壁以圆形图案围绕主体的正面等距间隔，并适于允许冷却剂从油套通过转子端环流至在主体的正面内形成的凹部。
19.根据另一个方面，油套的周向外壁的半径比主体的周向外径至少小约5毫米，油套的周向内壁的半径比主体的内径至少大约5毫米，并且油套的轴向深度大约是转子端环厚度的0.1倍至转子端环厚度的0.8倍。
20.根据另一个方面，每个入口的轴向深度约等于油套的轴向深度且宽度大约是3毫米至10毫米，并且每个出口的径向宽度大约是1毫米至10毫米且弧长等于(360度/n)
×
0.95，其中n是出口的数量。
21.根据本公开的几个方面，一种电动机包括：壳体；定子，该定子固定安装在壳体内并具有端匝绕组；可旋转中心轴；转子，该转子安装在中心轴上用于在定子内旋转，定子、中心轴和转子都同轴定位在壳体内；以及转子端环，该转子端环邻近转子的轴向端安装在中心轴上，转子端环包括：环形盘状主体，该环形盘状主体具有周向外径和周向内径并由导热材料形成；凹部，该凹部形成在主体的正面内；油套，该油套形成在主体的背面内，油套包括环形通道，该环形通道具有周向外壁和周向内壁；两个入口，该入口间隔约180度定位，每个入口在主体的内径和油套的内壁之间径向延伸，并适于允许冷却剂进入油套；以及多个出口，每个出口包括弧形狭槽，这些出口邻近油套的周向内壁以圆形图案围绕主体的正面等距间隔，并适于允许冷却剂从油套通过转子端环流至在主体的正面内形成的凹部。
22.根据另一个方面，油套的周向外壁的半径比主体的周向外径至少小约5毫米，油套的周向内壁的半径比主体的内径至少大约5毫米，并且油套的轴向深度大约是转子端环厚度的0.1倍至转子端环厚度的0.8倍。
23.根据另一个方面，每个入口的轴向深度约等于油套的轴向深度且宽度大约是3毫米至10毫米，并且每个出口的径向宽度大约是1毫米至10毫米且弧长等于(360度/n)
×
0.95，其中n是出口的数量。
24.根据本文提供的描述，其它适用领域将变得显而易见。应当理解的是，该描述和具体实例仅用于说明目的，而非用于限制本公开的范围。
附图说明
25.本文所述的附图仅用于说明目的，而非为了以任何方式限制本发明的范围。
26.图1是根据本发明的一个示例性实施方案的具有转子端环的电动机的剖视图；
27.图2是根据本发明的一个示例性实施方案的转子端环的透视图；
28.图3是图1中所示的转子端环的端视图；
29.图4是图2中所示的电动机的转子、转子端环和中心轴的示意性剖视图；以及
30.图5是转子和转子端环的示意图，示出了穿过转子端环的正面的冷却剂流。
具体实施方式
31.以下描述本质上仅是示例性的，而非为于限制本公开、应用或使用。
32.参照图1，根据本发明的一个示例性实施方案的电动机10包括壳体12。定子14固定安装在壳体12内。定子14通常为圆柱形，并在其任一轴向端上包括端匝绕组16。可旋转中心轴18由壳体12支撑并在壳体12内纵向延伸。转子20安装在中心轴18上，用于在定子14内旋转。定子14、中心轴18和转子20都同轴定位在壳体12内。转子端环22邻近转子20的每个轴向端安装在中心轴18上。中心轴18、转子20和转子端环22在壳体12内整体旋转。
33.热量由流经电动机10的电流产生。冷却剂循环通过电动机10，以去除热量并防止电动机10过热。引导冷却剂通过在中心轴18内形成的通路26，如箭头28所示。至少一个孔口30形成在中心轴18内，并允许冷却剂从通路26轴向向外流至转子端环22。
34.参照图2和图3，转子端环22包括环形盘状主体32，该环形盘状主体具有周向外径34和周向内径36。主体32的内径36适于接合中心轴18。转子端环22可以通过任何合适的方式(比如，作为非限制性实例的过盈压配合)附接到中心轴18。
35.转子端环22包括：凹部38，该凹部形成在主体32的正面40内；以及油套42，该油套形成在主体32的背面44内。至少一个入口44与至少一个孔口30流体连通，并适于允许冷却剂进入油套42。多个出口46轴向延伸穿过转子端环22的主体32，并且适于允许冷却剂从油套42通过转子端环22流至在主体32的正面40内形成的凹部38。
36.参照图3和图4，油套42是环形通道，该环形通道具有周向外壁48和周向内壁50。在示例性实施方案中，油套42的周向外壁48的半径52比主体32的周向外径34的半径53至少小约5毫米，并且油套42的周向内壁50的半径54比主体32的内径36的半径55至少大约5毫米。油套42的轴向深度56大约是转子端环22的轴向厚度58的0.2倍至转子端环22的轴向厚度58的0.5倍。在示例性实施方案中，转子端环22的轴向厚度58大约是6毫米，并且油套42的轴向深度56大约是2毫米至4毫米。
37.至少一个入口44在主体32的内径36和油套42的内壁50之间径向延伸，并且具有约等于油套42的轴向深度56的轴向深度60和约为3毫米至10毫米的宽度62。如图所示，在示例性实施方案中，转子端环22包括彼此径向间隔180度的两个入口44。
38.多个出口46中的每一个都是弧形狭槽。多个出口46以圆形图案围绕主体32的正面40等距间隔。出口46位于油套42的周向内壁50附近。在示例性实施方案中，出口和油套42的周向内壁50之间的径向距离64被最小化，并且可以是0毫米。在示例性实施方案中，出口46的径向宽度66大约是1毫米至10毫米，并且弧长68约等于(360度/n)
×
0.95，其中n是出口46的数量。如图所示，在示例性实施方案中，转子端环22包括八个出口46，并且八个出口46的组合弧长68小于或等于约342度。
39.转子端环22可以由适合将热量从电动机10传导至冷却剂的任何导热材料制成。在示例性实施方案中，转子端环22由铝形成。
40.在运行中，中心轴18、转子20和转子端环22都在电动机10内整体旋转。当冷却剂从中心轴18流入油套46时，离心力径向向外推动冷却剂，使得冷却剂从出口46径向向外汇集到油套42中。一旦足够量的冷却剂汇集在油套42内，冷却剂就开始通过出口46轴向流动。
41.出口46邻近油套42的周向内壁50的位置允许冷却剂汇集在油套42内，从转子端环22和转子20本身吸收热量。因为冷却剂汇集在油套42内，所以冷却剂在油套42内保持一段时间，并且热量被冷却剂更高效地吸收。此外，冷却剂在油套42内汇集确保了冷却剂将从所有出口46均匀地流出。冷却剂必须首先充满油套42并分散在整个油套42中，而不是让冷却
剂立即从入口44流至最近的出口46。一旦冷却剂填充油套42直至冷却剂将流过出口46，冷却剂就将均匀地流过所有的多个出口46。
42.参照图5，一旦冷却剂轴向流过出口46，冷却剂就被推动穿过转子端环22的正面40，如箭头70所示。出口46的弧状允许冷却剂更均匀地扩散在转子端环22的正面40上，从而为转子端环22提供更好的冷却。
43.最终，冷却剂流过凹部38，径向朝外向主体32的外圆周34流动，并且径向朝外流到定子14的端匝绕组16上，以为端匝绕组16提供额外的冷却。由于转子端环22的旋转，冷却剂被离心力以相对较高的速度推动穿过转子端环22的正面40，并为端匝绕组16提供冷却。
44.本发明的电动机10和转子端环22提供了几个优点。这些优点包括电动机10的两级冷却。首先，冷却剂汇集在油套42内，并在内部从转子端环22和转子20吸收热量；其次，冷却剂通过出口46向外流动，并径向穿过转子端环22的正面40，以为转子端环22的正面40提供额外的冷却。转子端环22的更有效冷却将减少因热膨胀引起的转子端环22的变形，并且冷却剂在转子端环22的正面40上更均匀的扩散将使冷却剂能更好地喷射到定子14的端匝绕组16上。
45.本公开的描述实质上仅为示例性的，并且未脱离本公开要旨的改变都包括在本公开的范围内。这些改变不应被视为脱离了本公开的精神和范围。