ОХЛАЖДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПОСТОЯННОГО МАГНИТА В ДВИГАТЕЛЕ С ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ Российский патент 2020 года по МПК H02K1/20 H02K1/32 H02K9/06 

Область техники

[0001] Данное изобретение относится к области технологии электродвигателей с постоянными магнитами и к охлаждающему устройству для снижения температуры постоянного магнита в двигателе с постоянными магнитами.

Уровень техники

[0002] Двигатель постоянного магнита, особенно твердые роторные двигатели с постоянными магнитами, в процессе работы в магнитном поле воздушного зазора имеется много гармоник, в постоянном магните ротора генерируется большое количество потерь вихревых токов, в то же время двигатель с постоянными магнитами имеет высокую плотность мощности. Двигатель небольшой, условия рассеивания тепла относительно плохие, температура окружающей среды использования сильно меняется, сделать постоянный магнит в двигателе риском необратимого размагничивания, в результате снижения производительности двигателя с постоянными магнитами, даже полностью потеряла способность к приводу.

[0003] Поэтому, как эффективно подавлять температуру двигателя и уменьшать температуру постоянного магнита, в центре внимания текущих исследований.

Техническая задача

[0004] Вариант осуществления настоящего изобретения обеспечивает охлаждающее устройство, которое уменьшает температуру постоянного магнита в двигателе с постоянными магнитами для достижения эффективного снижения температуры постоянного магнита в двигателе с постоянными магнитами.

Раскрытие сущности изобретения

[0005] Для достижения вышеуказанной цели настоящее изобретение принимает следующие технические решения.

[0006] Устройство охлаждения для снижения температуры постоянного магнита в двигателе с постоянными магнитами, включает:

[0007] статор двигателя, ротор двигателя, статор двигателя установлен за пределами ротора двигателя, статор двигателя включает в себя сердечник статора, обмотку статора, осевую вентиляционную канавку статора и радиальную вентиляционную канавку статора; ротор двигателя включает в себя сердечник ротора, радиальную вентиляционную канавку ротора, пусковую клетку, сталь постоянного магнита, магнитное изолирующее кольцо, рамочный и производный клин, осевое вентиляционное отверстие клиновидного клина.

[0008] Сердечник статора имеет N радиальных вентиляционных канавок статора, расположенных в осевом направлении, N осевых вентиляционных канавок статора, расположенных по окружности; сердечник ротора имеет радиальную вентиляционную канавку ротора.

[0009] Пусковая клетка и пазовый клин встроены в сердечник ротора, пазовый клин имеет осевое вентиляционное отверстие пазового клина.

[0010] Пазовый клин представляет собой рамочную или трапециевидную конструкцию, или конструкцию в виде перевернутой буквы «Т», сталь постоянного магнита встроена в клин; клиновой материал представляет собой немагнитный непроводящий материал.

[0011] Радиальная вентиляционная канавка ротора имеет взаимно однозначное соответствие с радиальной вентиляционной канавкой статора.

[0012] Пазовый клин представляет собой полую конструкцию;

[0013] Оба конца сердечника ротора снабжены нажимной пластиной ротора;

[0014] Нажимная пластина ротора имеет вентиляционное отверстие, соответствующее размеру осевого вентиляционного отверстия пазового клина.

[0015] Вращающийся вал предусмотрен во внутренней полости ротора двигателя, вращающийся вал имеет осевой вентилятор.

[0016] Из технических решений, представленных в вариантах осуществления настоящего изобретения, описанных выше, можно видеть, что охлаждающее устройство для снижения температуры постоянного магнита в двигателе с постоянными магнитами, обеспечиваемое в соответствии с вариантом осуществления изобретения, находится под действием осевого вентилятора или центробежного вентилятора, может эффективно снизить температуру сердечника статора и постоянных магнитов, повысить эффективность охлаждения двигателя.

[0017] Дополнительные аспекты и преимущества изобретения будут изложены частично в последующем описании, как будет видно из приведенного ниже описания или понято из осуществления настоящего изобретения.

Технический результат

[0018] Охлаждающее устройство для снижения температуры постоянного магнита в двигателе с постоянными магнитами, обеспечиваемое вариантом осуществления настоящего изобретения, находится под действием осевого вентилятора или центробежного вентилятора, может эффективно снизить температуру сердечника статора и постоянных магнитов, повысить эффективность охлаждения двигателя.

[0019] Охлаждающее устройство для снижения температуры постоянного магнита в двигателе с постоянными магнитами, обеспечиваемое в соответствии с вариантом осуществления изобретения, предусмотрено на предпосылке обеспечения начальных и рабочих характеристик двигателя, в соответствии с предпосылкой обеспечения стартовой и ходовой производительности двигателя, изменяя структуру воздушного тракта двигателя, подавление температуры двигателя, повышение надежности работы двигателя.

Краткое описание чертежей

[0020] Чтобы более четко проиллюстрировать техническое решение варианта осуществления настоящего изобретения, чертежи, которые будут использоваться в описании вариантов осуществления, будут кратко описаны ниже, очевидно, что чертежи в следующем описании являются только некоторыми вариантами осуществления изобретения, для специалистов в данной области техники без творческого труда на чертежах также можно получить другие чертежи.

[0021] Фигура 1 – схематическое изображение конструкции охлаждающего устройства для снижения температуры постоянного магнита в двигателе с постоянными магнитами в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

[0022] Фигура 2 – схема вентиляции для снижения температуры постоянных магнитов в двигателе с постоянным магнитом, представленная в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

[0023] Фигура 3 – принципиальная схема деления пазового клина ротора в охлаждающем устройстве для снижения температуры постоянного магнита в двигателе с постоянными магнитами, представленная в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

[0024] Фигура 4 – принципиальная схема деления пазового клина ротора в охлаждающем устройстве для снижения температуры постоянного магнита в двигателе с постоянными магнитами, представленная в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

[0025] Фигура 5 – принципиальная схема деления пазового клина ротора в охлаждающем устройстве для снижения температуры постоянного магнита в двигателе с постоянными магнитами, представленная в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

[0026] На фигурах: сердечник 1 статора, статорная обмотка 2, осевая вентиляционная канавка 3 статора, радиальная вентиляционная канавка 4 статора, боковой зазор 5, роторный сердечник 6, пусковая клетка 7, сталь постоянного магнита 8, магнитное изолирующее кольцо 9, пазовый клин 10, осевое вентиляционное отверстие 11 пазового клина, радиальная вентиляционная канавка 12 ротора, вращающийся вал 13, осевой вентилятор 14.

Осуществление изобретения

[0027] Введите здесь описание предпочтительного варианта осуществления изобретения.

Вариант осуществления настоящего изобретения

[0028] Подробное описание варианта осуществления настоящего изобретения ниже, примеры описанных вариантов осуществления показаны на чертежах, те же самые или подобные ссылочные позиции используются для обозначения тех же или похожих элементов или элементов, имеющих одинаковые или подобные функции. Варианты осуществления, описанные ниже со ссылкой на чертежи, являются примерными, предназначены только для иллюстрации и не ограничивают изобретение.

[0029] Специалисты в данной области техники могут понять, что грамматическая форма единственного числа, используемая здесь, если специально не указано иное, также может включать множественное число. Следует также понимать, что слово «содержащий», используемое в описании изобретения, означает, что присутствуют признаки, целые числа, этапы, операции, компоненты и / или компоненты, однако не исключено, что присутствуют одна или несколько других функций, целых чисел, этапов, операций, компонентов, компонентов и / или их групп. Понятно, что когда элемент называется «соединенный» или «соединенный» с другим элементом, он может быть непосредственно связан или связан с другим элементом. Кроме того, «подключенный» или «связанный», как используется здесь, может включать в себя беспроводное соединение или соединение. Используемая здесь фраза «и / или» включает в себя любые и все комбинации одного или нескольких из перечисленных в списке.

[0030] Специалисты в данной области техники могут понять, что если специально не указано иное, все термины (включая технические и научные термины), используемые здесь, имеют то же значение, которое обычно понимается специалистом в данной области техники, к которому относится настоящее изобретение. Следует также понимать, что термины, такие как те, которые определены в общем словаре, следует понимать как имеющие смысл, соответствующий значению в контексте предшествующего уровня техники, и если не определено как здесь, это не будет интерпретироваться в идеализированном или чрезмерно формальном значении.

[0031] Чтобы облегчить понимание вариантов осуществления изобретения, дальнейшее объяснение будет дано ниже, взяв несколько конкретных вариантов осуществления в качестве примера со ссылкой на прилагаемые чертежи. Различные варианты осуществления не представляют собой ограничение вариантов осуществления изобретения.

[0032] Охлаждающее устройство для снижения температуры постоянного магнита в двигателе с постоянными магнитами, обеспечиваемое вариантом осуществления настоящего изобретения, находится под действием осевого вентилятора или центробежного вентилятора, может эффективно снизить температуру сердечника статора и постоянных магнитов, повысить эффективность охлаждения двигателя.

[0033] Устройство охлаждения для снижения температуры постоянного магнита в двигателе с постоянными магнитами включает в себя статор двигателя, ротор двигателя, статор двигателя установлен за пределами ротора двигателя, статор двигателя включает в себя сердечник статора, обмотку статора, осевую вентиляционную канавку статора и радиальную вентиляционную канавку статора; ротор двигателя включает в себя сердечник ротора, радиальную вентиляционную канавку ротора, пусковую клетку, сталь постоянного магнита, магнитное изолирующее кольцо, пазовый клин, осевое вентиляционное отверстие пазового клина.

[0034] Сердечник статора имеет N радиальных вентиляционных канавок статора, расположенных в осевом направлении, N осевых вентиляционных канавок статора, расположенных по окружности; сердечник ротора имеет радиальную вентиляционную канавку ротора.

[0035] Пазовый клин представляет собой рамочную или трапециевидную конструкцию, или конструкцию в виде перевернутой буквы «Т», сталь постоянного магнита встроена в клин; клиновой материал представляет собой немагнитный непроводящий материал.

[0036] Радиальная вентиляционная канавка ротора имеет взаимно однозначное соответствие с радиальной вентиляционной канавкой статора.

[0037] Роторный валик удерживает вентиляционное отверстие, которое соответствует осевому вентиляционному отверстию клина.

[0038] Вращающийся вал предусмотрен во внутренней полости ротора двигателя, вращающийся вал имеет осевой вентилятор.

[0039] Фигура 1 – схематическое изображение конструкции охлаждающего устройства для снижения температуры постоянного магнита в двигателе с постоянными магнитами в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, фигура 2 – схема вентиляции в соответствии с настоящим изобретением. Варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны ниже со ссылкой на фигуры 1 и 2. Охлаждающее устройство для снижения температуры постоянного магнита в двигателе с постоянными магнитами согласно варианту осуществления настоящего изобретения включает в себя сердечник 1 статора, статорную обмотку 2, осевую вентиляционную канавку 3 статора, радиальную вентиляционную канавку 4 статора, боковой зазор 5, роторный сердечник 6, пусковую клетку 7, сталь постоянного магнита 8, магнитное изолирующее кольцо 9, пазовый клин 10, осевое вентиляционное отверстие 11 пазового клина, радиальную вентиляционную канавку 12 ротора, вращающийся вал 13, осевой вентилятор 14. В этом случае в сердечнике 1 статора по окружности проходит осевая вентиляционная канавка статора, в осевом направлении проходит радиальная вентиляционная канавка 4 статора. В сочетании с чертежом 1, пусковая клетка 7 встроена в сердечник 6 ротора, пазовый клин 10 представляет собой рамочную конструкцию. Сталь постоянного магнита 8 встроена в пазовый клин 10, пазовый клин 10 снабжен осевым вентиляционным отверстием 11 пазового клина, радиальные отверстия 12 ротора, пазовый клин 10 представляют собой полую конструкцию.

[0040] В соответствии с фигурой 2, под действием осевого вентилятора 14, охлаждающий воздух за пределами двигателя вдоль воздушного зазора 5, осевая вентиляционная канавка статора 3, осевое вентиляционное отверстие 11 клина входит внутрь двигателя. Часть воздуха в осевом вентиляционном отверстии 11 клина проходит в осевом направлении к концу вала двигателя, другая часть находится под действием центробежной силы ротора, вращающейся с высокой скоростью, вводят радиальную вентиляционную канавку 3 статора и радиальное вентиляционное отверстие 12 ротора.

[0041] Вышеупомянутое охлаждающее устройство для снижения температуры постоянного магнита в двигателе с постоянным магнитом полностью использует радиальную вентиляционную структуру вала для снижения температуры двигателя, в частности, полая конструкция рамочного пазового клина, сердечник ротора можно изолировать для переноса тепла на сталь постоянного магнита, теплота поверхности стали постоянного магнита отводится через осевое и радиальное отверстие рамочного пазового клина, эффективно снизит температуру стали постоянного магнита.

[0042] Фигуры 3, 4 и 5 представляют собой схематические диаграммы устройства охлаждения производного типа кадра для снижения температуры постоянного магнита в двигателе с постоянным магнитом, принцип работы аналогичен устройству, показанному на чертеже 1.

[0043] Различие между устройством, показанным на фигурах 3, 4 и 5, и устройством, показанным на фигуре 1, в основном состоит в том, что отличается конструкция клина 10, пазовый клин 10 на фигуре 1 представляет собой рамочную конструкцию, клин рамочной конструкции имеет осевую канавку паза внутри; пазовый клин 10 на фигуре 3 имеет трапециевидную структуру, ширина нижней части клина совпадает с шириной постоянного магнита; пазовый клин 10 на фигуре 4 имеет трапециевидную структуру, ширина дна клина больше ширины постоянного магнита; пазовый клин 10 на фигуре 5 представляет собой перевернутую Т-образную конструкцию, в пазовом клине проходит паз осевой вентиляционной канавки внутри.

[0044] Таким образом, охлаждающее устройство для снижения температуры постоянного магнита в двигателе с постоянными магнитами, обеспечиваемое вариантом осуществления настоящего изобретения, находится под действием осевого вентилятора или центробежного вентилятора, может эффективно снизить температуру сердечника статора и постоянных магнитов, повысить эффективность охлаждения двигателя.

[0045] Охлаждающее устройство для снижения температуры постоянного магнита в двигателе с постоянными магнитами, предусмотренное в соответствии с вариантом осуществления изобретения, предусмотрено на предпосылке обеспечения начальных и рабочих характеристик двигателя, изменяя структуру воздушного тракта двигателя, подавление температуры двигателя, повышение надежности работы двигателя.

[0046] Специалист в данной области техники поймет, что: чертежи представляют собой только схематические изображения одного варианта осуществления, модули или процессы на чертежах необязательно необходимы для осуществления изобретения.

[0047] Специалист в данной области техники поймет, что: компоненты в устройстве в вариантах осуществления могут быть распределены в устройстве по варианту осуществления, как описано в варианте осуществления, также соответствующие изменения могут быть выполнены в одном или нескольких устройствах, отличных от настоящего варианта осуществления, компоненты вышеуказанных вариантов осуществления могут быть объединены в один компонент или могут быть дополнительно разделены на множество подкомпонентов.

[0048] Как упоминалось выше, это только предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения, однако объем защиты настоящего изобретения не ограничивается этим. Любой специалист в данной области находится в техническом объеме настоящего раскрытия. Очевидные изменения должны охватываться объемом настоящего изобретения. Следовательно объем защиты настоящего изобретения должен определяться объемом формулы изобретения.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат – улучшение охлаждения. Двигатель содержит статор и ротор. Статор установлен за пределами ротора и включает в себя сердечник, обмотку, осевую вентиляционную канавку и радиальную вентиляционную канавку. Ротор двигателя включает в себя сердечник, радиальную вентиляционную канавку, пусковую клетку, сталь постоянного магнита, магнитное изолирующее кольцо, пазовый клин, осевое вентиляционное отверстие пазового клина. При этом сердечник статора имеет N радиальных вентиляционных канавок статора, расположенных в осевом направлении, N осевых вентиляционных канавок, расположенных по окружности. Сердечник ротора имеет радиальную вентиляционную канавку ротора, при этом пусковая клетка и пазовый клин встроены в сердечник ротора, а пазовый клин имеет осевое вентиляционное отверстие пазового клина. Кроме того, пазовый клин представляет собой рамочную конструкцию, или трапециевидную конструкцию, или конструкцию в виде перевернутой буквы «Т». Сталь постоянного магнита встроена в пазовый клин. Материал клина представляет собой немагнитный непроводящий материал. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство охлаждения для снижения температуры постоянного магнита в двигателе с постоянными магнитами, характеризующееся тем, что оно содержит:

статор двигателя, ротор двигателя, статор двигателя установлен за пределами ротора двигателя, статор двигателя включает в себя сердечник статора, обмотку статора, осевую вентиляционную канавку статора и радиальную вентиляционную канавку статора; ротор двигателя включает в себя сердечник ротора, радиальную вентиляционную канавку ротора, пусковую клетку, сталь постоянного магнита, магнитное изолирующее кольцо, пазовый клин, осевое вентиляционное отверстие пазового клина, причем

сердечник статора имеет N радиальных вентиляционных канавок статора, расположенных в осевом направлении, N осевых вентиляционных канавок статора, расположенных по окружности; сердечник ротора имеет радиальную вентиляционную канавку ротора;

пусковая клетка и пазовый клин встроены в сердечник ротора, пазовый клин имеет осевое вентиляционное отверстие пазового клина; и

пазовый клин представляет собой рамочную конструкцию, или трапециевидную конструкцию, или конструкцию в виде перевернутой буквы «Т», сталь постоянного магнита встроена в пазовый клин; клиновой материал представляет собой немагнитный непроводящий материал.

2. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что радиальная вентиляционная канавка ротора имеет взаимно однозначное соответствие с радиальной вентиляционной канавкой статора.

3. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что пазовый клин представляет собой полую конструкцию.

4. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что оба конца сердечника ротора снабжены нажимной пластиной ротора.

5. Устройство по п. 4, характеризующееся тем, что нажимная пластина ротора имеет вентиляционное отверстие, соответствующее размеру осевого вентиляционного отверстия пазового клина.

6. Устройство по п. 5, характеризующееся тем, что вращающийся вал предусмотрен во внутренней полости ротора двигателя, вращающийся вал имеет осевой вентилятор.