一种水冷电机的制作方法

1.本发明属于电机制造技术领域，涉及一种水冷电机。


背景技术：

2.电机在高速旋转增加电机功率密度的同时也使得电机单位体积的损耗和工作温升较普通电机有显著增大，其冷却和散热问题比较突出。现有的电机一般采用机壳表面风冷或机壳通油或水的冷却方式，但电机在高速运转时，电机转子产生的热量无法通过上述冷却方式进行冷却降温，冷却效果较差，容易引起电机转子过热，最终导致电机处于超温状态下工作，以至于电机的损坏。
3.针对上述的这一问题，市场上出现了一种电机的定子、转子同时进行冷却的电机，如中国专利专利号为：“201811269771.5”授权公告号为：cn109256902a所述的一种定转子一体化循环冷却的高速永磁电机，其具体结构包括转子轴和冷却通道，转子轴为一端开口、另一端封闭的中空轴，中空轴上开设有通向转子轴外壁的通孔，转子轴开口端设置有冷却油箱，且转子轴与冷却油箱连通；在转子轴上固定套设有液流导引装置，液流导引装置一端通过通孔与转子轴连通，另一端与冷却通道连通；冷却通道与冷却油箱连通。
4.在上述的结构中，该转子轴为中空轴，冷却油箱通过转子轴的中空孔，对转子轴内的中空孔进行热传递冷却，该转子轴具有一定的冷却效果，但该转子轴和转子之间并未设置冷却道，通过转子轴的中空孔进行转子上的热传递冷却且该转子的热传递效果逐渐减弱，该转子的冷却效果较差，无法有效地将转子上的热量通过热传递的方式进行导走，从而影响到电机工作的可靠性，使用功率低，使用寿命短。


技术实现要素：

5.本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种结构简单、通过热传递的方式能有效的降低电机内的转子、定子两者的温度，冷却效果较好，避免电机因高温而损坏的水冷电机。
6.本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种水冷电机，包括两端均为开口的圆筒状的电机外壳体和用于封闭电机外壳体两端的前端盖、后端盖，所述的电机外壳体内设置有定子、转子和电机轴，所述的电机轴的前端伸出所述的前端盖且该前端盖和电机轴之间设置有前轴承，所述的电机轴的后端伸出所述的后端盖且该后端盖和电机轴之间设置有后轴承，所述的转子与电机轴在圆周方向固定配合，所述的定子固定在电机外壳体的内壁上并处于转子的外侧与转子存在间隙，其特征在于，所述的电机轴和转子之间设置有用于冷却转子的内水冷通道，所述的电机外壳体上设置有用于冷却定子的外水冷通道，所述的内水冷通道和外水冷通道连通用于电机的内、外冷却。
7.本水冷电机针对电机内的电机轴、转子和定子设置冷却的流道，该电机轴、转子两者内循环一次设置内水冷通道，定子外循环一次设置外水冷通道，通过内水冷通道和外水冷通道相连进行循环冷却，该内水冷通道在电机轴和转子之间设置，不但针对电机轴的冷
却，而且还对转子进行有效的冷却，电机轴、转子同时进行热传递冷却，水冷流动冷却覆盖面较广，无局部死水，避免了电机局部过热，冷却效果较好。
8.在上述的一种水冷电机中，所述的内水冷通道包括均设置在后端盖上的第一进水管接头、第一出水管接头，所述的电机轴上具有轴向贯穿电机轴的后端的冷却槽，所述的电机轴的冷却槽的槽底具有轴向向前延伸设置的冷却盲孔，所述的电机轴的冷却盲孔的前端具有径向前连通孔，所述的电机轴的冷却盲孔的后端具有径向后连通孔，所述的转子的内壁上设置有内冷却水流道，所述的内冷却水流道通过径向前连通孔和冷却盲孔径向连通，所述的内冷却水流道通过径向后连通孔和冷却槽径向连通，所述的冷却槽通过第一出水管接头出水，所述的电机轴的冷却槽中具有同轴向设置的隔离管，该隔离管和冷却盲孔轴向连通，所述的隔离管通过第一进水管接头进水。电机轴上的冷却槽、冷却盲孔用于针对冷却电机轴，转子的内壁上的内冷却水流道用于针对冷却转子，该内冷却水流道设置在转子的内壁上，该内冷却水流道在转子的内壁上的具体设置方式为，转子的内壁周向间隔分布有呈轴向设置的流道槽，相邻的流道槽前、后错位连通形成循环的内冷却水流道，这样设置的目的是增加转子的冷却面积，提高转子的有效冷却，冷却效果较好。
9.在上述的一种水冷电机中，所述的电机轴的冷却槽的槽口同一轴向穿设有压紧接头，所述的隔离管的后端伸进压紧接头内，该隔离管通过压紧接头和电机轴的冷却槽进行密封装配，所述的隔离管的前端伸进冷却盲孔内与冷却盲孔轴向连通。压紧接头的作用为：第一是用来保证隔离管在电机轴上装配的轴心度，能有效防止隔离管在电机轴的冷却槽中存在径向窜动的情况，确保隔离管在电机轴上装配的稳定性；第二是用于隔离冷却槽和隔离管内的冷却流道，防止冷却槽和隔离管内相互窜流而破坏电机轴和转子之间的内冷却水流道的循环冷却，结构稳定。
10.在上述的一种水冷电机中，所述的后端盖的中部位置具有外凸设置的筒状的连接座，所述的连接座的端部具有与连接座密封对接固连的油封座，所述的电机轴的后端轴向延伸至连接座、油封座之间，所述的第一进水管接头固设在所述的油封座上，该第一进水管接头和隔离管同一轴向相对，所述的第一出水管接头固设在连接座上，该第一出水管接头和冷却槽径向连通。这样设置的目的是对第一进水管接头、第一出水管接头进行冷却的循环隔离，确保两者相对独立进行冷却循环，结构稳定。
11.在上述的一种水冷电机中，所述的连接座和电机轴之间设置有第一油封，所述的油封座和电机轴之间设置有第二油封，所述的第一油封和第二油封轴向间隔配合形成环形通道，位于第一油封、第二油封之间的电机轴上周向间隔分布有呈径向设置的贯通孔，所述的冷却槽通过贯通孔、环形通道和第一出水管接头连通。这样设置的目的是使电机轴在旋转的状态下始终具有相对封闭的环形通道，该电机轴上的贯通孔始终和环形通道进行径向连通，冷却流道的对接的结构稳定。
12.在上述的一种水冷电机中，所述的外水冷通道包括均设置在电机外壳体上的第二进水管接头、第二出水管接头，所述的定子上套设有与电机外壳体密封配合的内衬套，所述的内衬套和电机外壳体之间设置有外冷却水流道，该外冷却水流道的进水口和第二进水管接头连通，该外冷却水流道的出水口和第二出水管接头连通。在实际制造时，该内衬套中间的尺寸较薄，该内衬套两端的尺寸较厚，这样设置的目的是：内衬套用于形成水隔层，中间薄传热快，易变形，在水压作用下贴紧定子表面，提高定子的传热效果；两端厚，强度大不易
变形，和电机外壳体两端密封接触，密封可靠；在实际装配时，该电机外壳体和内衬套过盈配合，装配时，定位准，在内衬套出现较小变形时，水隔层不会漏水。
13.在上述的一种水冷电机中，所述的第一出水管接头和第二进水管接头之间设置有冷却水管，所述的内冷却水流道和外冷却水流道通过冷却水管连通用于电机的内、外冷却。冷却水管外置进行水冷循环，便于拆卸，便于检修，使用方便。
14.在上述的一种水冷电机中，所述的定子的两端的电机外壳体内分别设置有用于支撑于内衬套两端的环氧树脂，所述的前端盖、后端盖和对应的环氧树脂贴靠配合。两端环氧树脂增强内衬套的强度，确保水隔层不漏水，同时有利于定子两端外露线圈的固定与热传导。
15.在上述的一种水冷电机中，所述的前端盖上设置有单向阀，该单向阀用于与负压管子连接。电机外壳体内通过单向阀和负压管子连接，通过负压管子将电机外壳体内抽真空处理，致使定子和内衬套充分贴靠配合。
16.在上述的一种水冷电机中，所述的后端盖上设置有放气孔，所述的放气孔中封堵有放气堵头。该放气堵头的作用是用于拆机时破坏电机内的真空，方便拆机，使用方便。
17.与现有技术相比，本水冷电机的优点为：具有结构设计合理、简单，电机轴、转子、定子共用一体化的冷却，特别针对电机的电机轴、转子的第一次内循环冷却做出了较大的结构改进，能把转子因涡流损耗产生的热量带走，有效降低转子的温度，进而避免电机在高温的环境下出现热退磁的现象，保证电机的安全可靠运行；电机的使用功率高，使用寿命长。
附图说明
18.图1是本水冷电机的剖视结构示意图。
19.图2是本水冷电机的左视结构示意图。
20.图中，1、电机外壳体；2、前端盖；3、后端盖；4、定子；5、转子；6、电机轴；7、前轴承；8、后轴承；9、第一进水管接头；10、第一出水管接头；11、冷却槽；12、冷却盲孔；13、径向前连通孔；14、径向后连通孔；15、内冷却水流道；16、隔离管；17、压紧接头；18、连接座；19、油封座；20、第一油封；21、第二油封；22、环形通道；23、贯通孔；24、第二进水管接头；25、第二出水管接头；26、内衬套；27、外冷却水流道；28、冷却水管；29、环氧树脂；30、单向阀；31、放气堵头。
具体实施方式
21.以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
22.如图1和图2所示，本水冷电机主要由两端均为开口的圆筒状的电机外壳体1组成，该电机外壳体1上固连有前端盖2、后端盖3，该前端盖2、后端盖3用于封闭电机外壳体1的前、后两端，电机外壳体1内设置有定子4、转子5和电机轴6，电机轴6的前端伸出所述的前端盖2且该前端盖2和电机轴6之间设置有前轴承7，电机轴6的后端伸出所述的后端盖3且该后端盖3和电机轴6之间设置有后轴承8，转子5与电机轴6在圆周方向固定配合，定子4固定在电机外壳体1的内壁上并处于转子5的外侧与转子5存在间隙，电机轴6和转子5之间设置有
用于冷却转子5的内水冷通道，电机外壳体1上设置有用于冷却定子4的外水冷通道，内水冷通道和外水冷通道连通用于电机的内、外冷却。
23.在实际制造时，该内水冷通道包括均设置在后端盖3上的第一进水管接头9、第一出水管接头10，电机轴6上具有轴向贯穿电机轴6的后端的冷却槽11，电机轴6的冷却槽11的槽底具有轴向向前延伸设置的冷却盲孔12，电机轴6的冷却盲孔12的前端具有径向前连通孔13，电机轴6的冷却盲孔12的后端具有径向后连通孔14，转子5的内壁上设置有内冷却水流道15，内冷却水流道15通过径向前连通孔13和冷却盲孔12径向连通，内冷却水流道15通过径向后连通孔14和冷却槽11径向连通，冷却槽11通过第一出水管接头10出水，电机轴6的冷却槽11中具有同轴向设置的隔离管16，该隔离管16和冷却盲孔12轴向连通，隔离管16通过第一进水管接头9进水；在实际制造时，该电机轴6的冷却槽11的槽口同一轴向穿设有压紧接头17，隔离管16的后端伸进压紧接头17内，该隔离管16通过压紧接头17和电机轴6的冷却槽11进行密封装配，隔离管16的前端伸进冷却盲孔12内与冷却盲孔12轴向连通。
24.在实际制造时，该后端盖3的中部位置具有外凸设置的筒状的连接座18，连接座18的端部具有与连接座18密封对接固连的油封座19，电机轴6的后端轴向延伸至连接座18、油封座19之间，第一进水管接头9固设在所述的油封座19上，该第一进水管接头9和隔离管16同一轴向相对，第一出水管接头10固设在连接座18上，该第一出水管接头10和冷却槽11径向连通；该连接座18和电机轴6之间设置有第一油封20，油封座19和电机轴6之间设置有第二油封21，第一油封20和第二油封21轴向间隔配合形成环形通道22，位于第一油封20、第二油封21之间的电机轴6上周向间隔分布有呈径向设置的贯通孔23，冷却槽11通过贯通孔23、环形通道22和第一出水管接头10连通。
25.内水冷通道的冷却循环为：从第一进水管接头9进入冷却水，冷却水流向隔离管16内，隔离管16和冷却盲孔12轴向流通，冷却水流向冷却盲孔12，该冷却盲孔12通过径向后连通孔14和内冷却水流道15连通，冷却水进入内冷却水流道15，该内冷却水流道15通过径向前连通孔13和冷却槽11连通，冷却水进入冷却槽11，该冷却槽11通过贯通孔23、环形通道22和第一出水管接头10连通，冷却水从第一出水管接头10流出。
26.在实际制造时，该外水冷通道主要由均设置在电机外壳体1上的第二进水管接头24、第二出水管接头25组成，定子4上套设有与电机外壳体1密封配合的内衬套26，内衬套26和电机外壳体1之间设置有外冷却水流道27，该外冷却水流道27的进水口和第二进水管接头24连通，该外冷却水流道27的出水口和第二出水管接头25连通；第一出水管接头10和第二进水管接头24之间设置有冷却水管28，内冷却水流道15和外冷却水流道27通过冷却水管28连通用于电机的内、外冷却；在实际制造时，该定子4的两端的电机外壳体1内分别设置有用于支撑于内衬套26两端的环氧树脂29，前端盖2、后端盖3和对应的环氧树脂29贴靠配合。
27.在实际制造时，该前端盖2上设置有单向阀30，该单向阀30用于与负压管子连接，电机外壳体1内通过单向阀30和负压管子连接，通过负压管子将电机外壳体1内抽真空处理，致使定子4和内衬套26充分贴靠配合；后端盖3上设置有放气孔，所述的放气孔中封堵有放气堵头31。
28.本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏
离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。