CN101651376B - 一种电机定子绕组散热方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种电机定子绕组散热方法及装置，采用两层电机主极绕结构，且主极绕组二层是分别进行包绝缘后，再直接贴合在一起的；为了加强导热，在电机主极绕组二层之间设有铝合金散热板；同时在电机主极绕组二层线圈叠合后所形成的三角形区域也塞有铝合金散热条，且三角形区域的铝合金散热条与电机主极绕组二层之间的铝合金散热板是连接在一起的，通过三角形区域的铝合金散热条与电机主极绕组二层之间的铝合金散热板形成一个整体的导热装置，加强定子主极绕组散热。电机工作时，定子主极绕组通电产生的热量，很大部分能传导到该铝合金板上，而铝合金热传导的热阻小，能有效将热量传导至三角形的外表面，从而将热量传导到冷却风中。

Description

一种电机定子绕组散热方法及装置
技术领域
本发明涉及一种电机定子散热方法及结构，具体说是一种电机定子绝缘绕组散热方法及结构。适合在绕组发热参数高的直流电机中使用。
背景技术
电机主要分为转子和定子，在转子和定子内都镶嵌或安装有绝缘线圈。这些绝缘线圈的绝缘性和散热性对电机的整体性能有很大的影响。尤其是对于高转矩、大电流的油田直流电机，电机体积小、功率大、转矩和电流都大，电机的发热参数高，所以这类电机更需要优良的散热性和绝缘性。目前这类直流电机的定子主极绕组都是分为二层平绕，上下层间有层间绝缘，在定子线圈的三角形区域用填充泥塞满，再整体外包绝缘(见图1)。这种电机定子主极绕组结构在应用于高转矩、大电流油田直流电机时，发现电机定子绕组温升严重超标(250K＞180K限值)。不能满足实际工作的需要，必须对此加以改进。
发明内容
本发明的目的，就是为了克服现有高发热参数的直流电机的定子主极绕组结构的不足，提出一种散热效果更好的直流电机的定子主极绕组散热方法及结构。该散热方法及结构可以在不增加电机体积，也不增加电机冷却风量的情况下，进一步提高直流电机的定子主极绕组的散热性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种直流电机的定子主极绕组散热方法，采用两层电机主极绕结构，且主极绕组二层是分别进行包绝缘后，再直接贴合在一起的；为了加强导热，在电机主极绕组二层之间设有铝合金散热板；同时在电机主极绕组二层线圈叠合后所形成的三角形区域也塞有铝合金散热条，且三角形区域的铝合金散热条与电机主极绕组二层之间的铝合金散热板是连接在一起的，通过三角形区域的铝合金散热条与电机主极绕组二层之间的铝合金散热板形成一个整体的导热装置，加强定子主极绕组散热。
根据上述定子主极绕组散热方法所提出的定子主极绕组散热结构是：一种定子主极绕组散热装置，包括电机机座、定子主极绕组和主极铁心、定子附极绕组和附极铁心。主极绕组被主极铁心通过螺栓固定在机座上，附极绕组被附极铁心通过螺栓也固定在机座上，它们共同组成电机的定子。电机主极绕组与附极绕组紧密相邻，中间的空隙即为电机定子的通风截面。电机定子主极绕组为二层结构，其特点是：主极绕组二层是分别进行包绝缘后，再直接贴合在一起的；为了加强导热，在电机主极绕组二层之间设有铝合金散热板；同时在电机主极绕组二层线圈叠合后所形成的三角形区域也塞有铝合金散热条。三角形区域的铝合金散热条与电机主极绕组二层之间的铝合金散热板是连接在一起的，形成一个整体的导热装置。电机工作时，定子主极绕组通电产生的热量，很大部分能传导到该铝合金板上，而铝合金热传导的热阻小，能有效将热量传导至三角形的外表面，从而将热量传导到冷却风中。
对比说明材料的热导率：目前所用的云母和聚酰亚胺等绝缘材料50℃导热系数为0.13～0.4W/(mK)，而铝合金为203W/(mK)
本发明的有益效果是：本发明能显著减小发热绕组至冷却风的散热支路的热阻，从而显著减小绕组温升。电机试验结果，采用此改进方案后，电机定子主极绕组温升由250K降到160K，满足了低于180K的设计要求。改进方案的散热条填补原三角形区域，不改变电机定子的通风截面，因此也不改变电机定转子的通风风量的分配，从而不会使电机转子的温升增加。
附图说明
图1是传统的定子主极绕组结构示意图。
图2是本发明定子主极线圈绕组结构示意图。
图3是本发明整个电机结构横剖面示意图。
图中：1、转子；2、主极铁心；3、主极绕组；4、紧固螺栓；5、机座；6、三角形区域；7、定子通风截面；8、紧固螺栓；9、附极绕组；10、附极铁心；11、铝合金散热板；12、铝合金散热条。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图2给出了本发明的一种结构实施例，从附图中可以看出，本发明为一种直流电机的定子主极绕组结构，定子主极绕组3采用两层电机主极绕结构，且定子主极绕组3二层是分别进行包绝缘后，再直接贴合在一起的；为了加强导热，在定子主极绕组3二层之间设有铝合金散热板11；同时在电机主极绕组3二层线圈叠合后所形成的三角形区域也塞有铝合金散热条12，且三角形区域的铝合金散热条12与电机主极绕组二层之间的铝合金散热板11是连接在一起的，通过三角形区域的铝合金散热条12与电机主极绕组二层之间的铝合金散热板11形成一个整体的导热装置，加强定子主极绕组散热。
所述的直流电机的定子主极绕组散热装置结构包括电机机座5、定子主极绕组3、主极铁心2、定子附极绕组9和附极铁心10，定子主极绕组3由主极铁心2通过螺栓4固定在机座5上，定子附极绕组9被附极铁心10通过螺栓8也固定在机座5上，它们共同组成电机的定子。电机主极绕组3与定子附极绕组9紧密相邻。中间的空隙7即为电机定子冷却风的通风截面。
所述的电机定子主极绕组3为二层结构，且电机的定子主极线圈绕组3的二层是分别进行包绝缘后，再直接贴合在一起的；为了加强导热，在电机的定子主极线圈绕组3二层之间设有铝合金散热板11；同时在电机的定子主极线圈绕组3二层线圈叠合后所形成的三角形区域6也塞有铝合金散热条12。三角形区域6的铝合金散热条12与电机定子主极线圈绕组3二层之间的铝合金散热板11是连接在一起的，形成一个整体的导热装置。电机工作时，定子主极绕组通电产生的热量，很大部分能传导到该铝合金板上，而铝合金热传导的热阻小，能有效将热量传导至三角形的外表面，从而将热量散到冷却风中。
图3为整个电机结构横剖面示意图。从附图可以看出本发明的电机定子有四个绕组，每一个绕组均为附图2所示的结构。

Claims (2)

1.一种电机定子绕组散热方法，采用两层电机主极绕结构，且主极绕组二层是分别进行包绝缘后，再直接贴合在一起的；为了加强导热，在电机主极绕组二层之间设有铝合金散热板；同时在电机主极绕组二层线圈叠合后所形成的三角形区域也塞有铝合金散热条，且三角形区域的铝合金散热条与电机主极绕组二层之间的铝合金散热板是连接在一起的，通过三角形区域的铝合金散热条与电机主极绕组二层之间的铝合金散热板形成一个整体的导热装置，加强定子主极绕组散热；电机工作时，定子主极绕组通电产生的热量，传导到铝合金散热板上，而铝合金热传导的热阻小，能有效将热量传导至三角形的铝合金散热条外表面，从而将热量传导到冷却风中。
2.一种电机定子绕组散热装置，包括电机机座、定子主极绕组和主极铁心、定子附极绕组和附极铁心；主极绕组被主极铁心通过螺栓固定在机座上，附极绕组被附极铁心通过螺栓也固定在机座上，它们共同组成电机的定子。电机主极绕组与附极绕组紧密相邻，中间的空隙即为电机定子的通风截面；电机定子主极绕组为二层结构，其特征在于：主极绕组二层是分别进行包绝缘后，再直接贴合在一起的；在电机主极绕组二层之间设有铝合金散热板；同时在电机主极绕组二层线圈叠合后所形成的三角形区域也塞有铝合金散热条；且三角形区域的铝合金散热条与电机主极绕组二层之间的铝合金散热板是连接在一起的，形成一个整体的导热装置。
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