一种高速电机冷却系统的制作方法

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1.本实用新型涉及一种高速电机冷却系统。


背景技术：

2.目前发展新能源燃料电池汽车被认为是交通能源动力转型的重要环节，为了保障燃料电池发动机正常工作，发动机一般需要氢气供应子系统、空气供应子系统和循环水冷却管理子系统等辅助系统，大量的研究表明，高压、大流量的空气供应对提高现有燃料电池发动机的功率输出具有明显的效果。因此，一般空气进入发动机之前，要对进气进行增压，离心式空压机就是实现该目标的一种能量转换装置，是燃料电池发动机空气供应系统的重要零部件之一。高速电机作为离心式空压机的核心部件，其性能直接影响离心式空压机的整体性能，现在的高速电机，通常是指转速超过10000r/min的电机，由于其转速很高，工作时内部会产生大量的热量，由于体积小，热量传递慢，内部热量难以排出，致使热量堆积，经常出现因电机内部温度过高导致被迫停机的情况，影响实际的工作效率。
3.综上，高速电机的冷却问题，已成为行业内亟需解决的技术难题。


技术实现要素：

4.本实用新型为了弥补现有技术的不足，提供了一种高速电机冷却系统，解决了以往的高速电机热量传递慢、内部热量难以排出的问题，解决了以往的高速电机因内部热量堆积导致温度过高被迫停机的问题。
5.本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
6.一种高速电机冷却系统，包括：
7.水冷结构，所述水冷结构包括设在壳体内的冷却水道，壳体外表面设有与冷却水道相连通的进水口和出水口；
8.风冷结构，所述风冷结构包括设在壳体一侧的进气口和设在壳体另一侧的出气口，进气口和出气口分别与电机内腔相连通；
9.主轴冷却结构，所述主轴冷却结构包括设在主轴内的磁铁，所述磁铁两端各设置有一个导磁片。
10.所述导磁片上设有通孔，通孔设在导磁片中心位置。
11.所述导磁片为导磁软铁片。
12.所述主轴的材质为耐高温不导磁材料。
13.所述冷却水道包括环形水道、螺旋水道或直水道。
14.所述主轴包括相连接的左轴体和右轴体，所述左轴体、右轴体过盈压装焊接相连。
15.所述磁铁两侧的主轴内分别设有平衡腔，两平衡腔的体积不同。
16.本实用新型采用上述方案，具有以下优点：
17.通过在高速电机内设置水冷结构、风冷结构、主轴冷却结构三道冷却结构，水冷结构首先对壳体进行降温，然后由外到内对电机内部进行降温；风冷结构可加快电机内部热
量传递，内部热量得以尽快排出，避免了因内部热量堆积导致温度过高被迫停机的情况；主轴冷却结构，在磁铁的两侧放置的导磁片，可以避免磁铁两侧的磁场向外扩散造成的漏磁和功率损耗，解决了因漏磁导致的主轴外部零件切割磁场形成涡流发热、主轴温度升高问题；左轴体和右轴体内分别设有平衡腔，两平衡腔的体积不同，两平衡腔起到平衡主轴质心的作用，还可以减轻主轴重量。
附图说明：
18.图1为本实用新型的剖视结构示意图。
19.图2为本实用新型的立体结构示意图。
20.图中，1、壳体，2、冷却水道，3、进水口，4、出水口，5、进气口，6、出气口，7、主轴，8、磁铁，9、导磁片，10、通孔，11、平衡腔，12、定子。
具体实施方式：
21.为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。
22.如图1
‑
2所示的实施例中，一种高速电机冷却系统，包括：
23.水冷结构，所述水冷结构包括设在壳体1内的冷却水道2，壳体1外表面设有与冷却水道相连通的进水口3和出水口4；通过进水口3向冷却水道2内注入冷水，首先对壳体1进行降温，然后由外向内对高速电机内部进行降温，冷水在冷却水道2内循环后从出水口4排出。
24.风冷结构，所述风冷结构包括设在壳体1一侧的进气口5和设在壳体1另一侧的出气口6，进气口5和出气口6分别与电机内腔相连通；通过进气口5进入冷却空气，可对高速电机内部的主轴7和定子12进行冷却降温，空气在电机内腔循环后从出气口6排出，可加快电机内部热量传递，内部热量得以尽快排出，避免了因内部热量堆积导致温度过高被迫停机的情况。
25.主轴冷却结构，所述主轴冷却结构包括设在主轴7内的磁铁8，所述磁铁8两端各设置有一个导磁片9，导磁片9可以避免磁铁8两侧的磁场向外扩散造成的漏磁和功率损耗，解决了因漏磁导致的主轴7外部零件切割磁场形成涡流发热、主轴7温度升高问题。
26.所述导磁片9上设有通孔10，通孔10设在导磁片9中心位置，设置通孔10使装配更加方便，还可以散热透气。
27.所述导磁片9为导磁软铁片，可对内部磁铁8起到保护作用。
28.所述主轴7的材质为耐高温不导磁材料，采用gh4145合金具有良好的耐腐蚀和抗氧化性能，800℃以下具有较高的强度，540℃以下具有较好的耐松弛性能，同时还具有良好的成形性能和焊接性能。
29.所述冷却水道2包括环形水道、螺旋水道或直水道。
30.所述主轴7包括相连接的左轴体和右轴体，将主轴7拆成两部分是为了方便放置磁铁与导磁片，此外左轴体和右轴体也可以是一个完整的轴体，可以先将磁铁与导磁片放置好，再用模具将其封装在主轴内。所述左轴体、右轴体过盈压装焊接相连，该工艺使左轴体、右轴体连接牢固而且没有空隙，本领域内将左轴体、右轴体连接在一起的其他常规技术手段，都在本实用新型保护范围之内。
31.所述磁铁8两侧的主轴7内分别设有平衡腔11，两平衡腔11的体积不同。两平衡腔11用于平衡主轴7质心，使得主轴7的质心大致与磁铁8中心重合，实现转子回转的平稳，振动小，噪音低。
32.上述具体实施方式不能作为对本实用新型保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。
33.本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。


技术特征：
1.一种高速电机冷却系统，其特征在于：包括：水冷结构，所述水冷结构包括设在壳体内的冷却水道，壳体外表面设有与冷却水道相连通的进水口和出水口；风冷结构，所述风冷结构包括设在壳体一侧的进气口和设在壳体另一侧的出气口，进气口和出气口分别与电机内腔相连通；主轴冷却结构，所述主轴冷却结构包括设在主轴内的磁铁，所述磁铁两端各设置有一个导磁片。2.根据权利要求1所述的一种高速电机冷却系统，其特征在于：所述导磁片上设有通孔，通孔设在导磁片中心位置。3.根据权利要求1所述的一种高速电机冷却系统，其特征在于：所述导磁片为导磁软铁片。4.根据权利要求1所述的一种高速电机冷却系统，其特征在于：所述主轴的材质为耐高温不导磁材料。5.根据权利要求1所述的一种高速电机冷却系统，其特征在于：所述冷却水道包括环形水道、螺旋水道或直水道。6.根据权利要求1所述的一种高速电机冷却系统，其特征在于：所述主轴包括相连接的左轴体和右轴体，所述左轴体、右轴体过盈压装焊接相连。7.根据权利要求1所述的一种高速电机冷却系统，其特征在于：所述磁铁两侧的主轴内分别设有平衡腔，两平衡腔的体积不同。

技术总结
一种高速电机冷却系统，包括：水冷结构，所述水冷结构包括设在壳体内的冷却水道，壳体外表面设有与冷却水道相连通的进水口和出水口；风冷结构，所述风冷结构包括设在壳体一侧的进气口和设在壳体另一侧的出气口，进气口和出气口分别与电机内腔相连通；主轴冷却结构，所述主轴冷却结构包括设在主轴内的磁铁，所述磁铁两端各设置有一个导磁片。水冷结构对壳体进行降温，然后由外到内对电机内部进行降温；风冷结构可加快电机内部热量传递，内部热量得以尽快排出，避免了因内部热量堆积导致温度过高被迫停机的情况；导磁片可避免磁铁两侧的磁场向外扩散造成的漏磁和功率损耗，解决了因漏磁导致的主轴外部零件切割磁场形成涡流发热、主轴温度升高问题。温度升高问题。温度升高问题。


技术研发人员：张会明 张超 邢子义 徐树伍 王升科 谢元豪
受保护的技术使用者：烟台东德实业有限公司
技术研发日：2021.03.30
技术公布日：2021/11/9