一种基于T形压扁热管的直线电机的制作方法

一种基于t形压扁热管的直线电机
技术领域
1.本实用新型属于电机散热技术领域，具体涉及一种基于t形压扁热管的直线电机。


背景技术：

2.直线电机绕组绕组是直线电机的核心部件，能否实现动子绕组的有效散热是决定电机精度和体积大小的直接因素。直线电机通常用于数控加工设备，电机精度直接影响数控机床精度，而电机体积则是数控机床的支撑结构设计的主要考量因素。
3.现有技术的双动子直线电机包括并排设置的两个动子绕组，两个动子绕组之间留有缝隙。通常，直线电机的热量主要来源于动子绕组产生的欧姆热。根据当前直线电机动子结构，所产生热量需从绕组顶部传至底部，并通过绝缘层传至底座，最终底座将热量传至工作台以实现热量耗散，然而由于上述散热方式热阻较大，散热效率极低，电机长期运行时出现热量堆积，热量传至工作台会导致工作台出现热变形。这对于低精度机床而言没有太大影响，但对加工精度低于0.005的高精密机床却产生巨大影响。而高精密机床床身通常遵循“一米一度一丝”的热变形规律，温度变化对机床精度带来巨大挑战。因此，为防止电机长期运行时出现热量堆积甚至最终烧毁，现有技术的直线电机只能以较低的功率运行，严重限制了电机的工作效率。此外，动子绕组之间缝隙一直维持高温，严重影响了动子绕组的工作性能。
4.因此，有必要研发一种高效散热的直线电机。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是：提供一种基于t形压扁热管的直线电机，散热路径热阻极小，散热效率高，不容易产生热量堆积，传递至工作台的热量较少，不易使其发生热变形而影响系统的定位精度。
6.本实用新型目的通过以下技术方案实现：
7.一种基于t形压扁热管的直线电机，包括底座，底座上并排固定有两个动子绕组和扁平状热管，热管包括由热管两端分别弯折形成的两个弯折部，以及由两个弯折部之间对折形成的对折部，对折部开口朝向底座嵌设于两个动子绕组之间并与两个动子绕组紧密贴合；两个弯折部分别沿两个动子绕组底部弯折并嵌入于动子绕组与底座之间，底座设有液冷槽道，液冷槽道设于弯折部的一侧。
8.进一步，热管的对折部与弯折部之间的夹角为90
°
。
9.进一步，热管的纵截面为t形。
10.进一步，热管的对折部的高度与动子绕组相同。
11.进一步，两个动子绕组之间的热管数量为多个，多个热管依次排布且均与两个动子绕组紧密贴合。
12.进一步，动子绕组包括绕组主体和连接于绕组主体端部的绕组头，绕组主体与热管的对折部紧密贴合，底座设有凹槽，两个动子绕组的绕组头并排嵌入于底座的凹槽，液冷
槽道位于凹槽下方。
13.进一步，凹槽与动子绕组绕组头之间为面接触。
14.进一步，热管与动子绕组之间以及热管与底座之间均填充有导热界面材料。
15.进一步，导热界面材料包括导热硅脂、导热泥或导热胶。
16.进一步，液冷槽道数量有多个，多个液冷槽道分别设于弯折部下方。
17.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
18.充分利用两个动子绕组之间的狭小缝隙，在狭小缝隙中插入扁平状热管，不需要对直线电机的原有结构进行过多改进。扁平状热管增大了热管与两个动子绕组的接触面积，提升了导热效率。利用热管对折部与两个动子绕组紧密贴合，能够将两个动子绕组工作时产生的热量快速地引导至下方的弯折部，并通过弯折部进一步传递到底座，最后由底座的液冷槽道通入液冷介质快速散热。散热路径热阻极小，由于散热效率高，电机即使长期运行也不容易产生热量堆积，能够维持金属部件的强度、硬度等其他力学性能，延长绝缘和电机的使用寿命，提升了安全性，传递至工作台的热量较少，不易使其发生热变形而影响系统的定位精度。
附图说明
19.图1为本实用新型的扁平状t形热管的的立体结构示意图。
20.图2为本实用新型的扁平状t形热管与动子绕组配合的立体结构示意图。
21.图中：
22.1-热管，11-对折部，12-弯折部；
23.2-动子绕组，21-绕组主体，22-绕组头；
24.3-底座，31-液冷槽道。
具体实施方式
25.下面对本实用新型作进一步详细的描述。
26.如图1、图2所示，一种基于t形压扁热管的直线电机，包括底座3、扁平状的热管1和两个并排设置的动子绕组2。
27.底座3设有凹槽，凹槽下方设有液冷槽道31。
28.动子绕组2包括绕组主体21和连接于绕组主体21端部的绕组头22。
29.两个动子绕组2的绕组头22并排嵌入于底座3的凹槽，凹槽上端面和内侧面均为平面，凹槽与动子绕组2的绕组头22之间为面接触，两个动子绕组2的绕组主体21之间留有缝隙。
30.扁平状的热管1设于两个动子绕组2之间。热管1包括对折部11和分别连接于对折部11两端的弯折部12。
31.热管1对折后，开口朝向底座3方向，对折部11嵌入于两个动子绕组2之间，且两侧的扁平侧面分别与两个动子绕组2的绕组主体21紧密贴合，增大了对折部11与两个动子绕组2的接触面积，提升了导热效率。
32.优选地，对折部11的高度与动子绕组2相同，以获取更大的导热面积。
33.两个弯折部12位于对折部11的下方，分别沿两个动子绕组2的绕组头22弯折并嵌
入于绕组头22与底座3之间。
34.本实施例中，热管1的纵截面为t形。其中，对折部11为t形的竖划，两个弯折部12为t形的横划。
35.弯折部12分别与绕组头22与底座3的接触均为面接触，从而增大传热面积。
36.弯折部12能够将对折部11和绕组头22传递来的热量快速传递到底座3，并由底座3的液冷槽道31通入液冷介质实现快速散热。
37.液冷槽道31设有多个，多个液冷槽道31分别设于弯折部12下方，对弯折部12的散热效果更有效。
38.为了提升导热效率，对折部11的扁平侧面与绕组主体21之间以及弯折部12分别与底座3和绕组头22之间均填充有导热界面材料。
39.优选地，导热界面材料包括导热硅脂、导热泥或导热胶。
40.由于单个热管1的宽度有限，难以覆盖绕组主体21的侧面，因此，本实施例中，为了增加导热面积，两个动子绕组2之间的热管1数量为多个，多个热管1依次排布且均与两个动子绕组2的绕组主体21紧密贴合。
41.本实施例的制作过程如下：
42.1、采用模具将圆柱形热管1压扁，并通过折弯模具将压扁后的热管1对折后再折弯形成t形。t形热管1可针对不同尺寸的直线电机动子进行定制化设计与制造。
43.2、将t形热管1布置在两个动子绕组2之间，并在两个动子绕组2与t形热管1的接触面添加导热界面材料。使用耐高温胶带将两个动子绕组2和t形热管1紧固在一起。
44.3、采用铝型材挤压的方式加工动子底座3，动子底座3上开有用于液冷的液冷槽道31。
45.4、将t形热管1和两个动子绕组2组成的装配体放置在底座3上，并在配合表面添加导热界面材料。
46.5、采用夹具将动子底座3、两个动子绕组2、t形热管1组成的装配体进行固定，在装配体表面填入可固化导热胶进行定形。
47.工作时，两个动子绕组2产生的欧姆热会快速通过导热界面材料传递至t形热管1，依托t形热管1的超高导热率将热量传递至带有液冷槽道31的底座3，从而实现动子绕组2热量的高效自我耗散。
48.本实用新型充分利用两个动子绕组2之间的狭小缝隙，在缝隙中插入超高导热率的扁平状热管1，既增大了导热面积，又不影响直线电机原有结构，直接从直线电机内部进行高效导热，能够取得更好的控温效果，具有很好的应用前景。
49.上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。