CN212462922U - 一种电机定子组件用绝缘骨架 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电机定子组件用绝缘骨架，绝缘骨架包括分别位于定子齿两侧的第一绝缘骨架单元和第二绝缘骨架单元，第一绝缘骨架单元和第二绝缘骨架单元卡接为一体，实现对定子齿与其对应绕组之间的绝缘防护；其中，第一绝缘骨架单元和第二绝缘骨架单元的侧面分别设有至少1个镂空槽；同时各绝缘骨架单元的上端面和下端面分别设置用于绕设绕组的绕组骨架本体；本实用新型通过镂空槽的设计可以显著提高电机绕组的有效导热面积，确保电机的散热效果。

Description

一种电机定子组件用绝缘骨架

技术领域

本实用新型属于电机技术领域，具体涉及一种电机定子组件用绝缘骨架。

背景技术

随着自动化、智能化在各个领域的深入应用发展，大功率电机越来越得到广泛应用，例如在压缩机等领域。然而，由于电机的功率较高，在使用过程中又因为不可避免地存在电机绕组及铁芯的损耗，因而电机容易产生大量的热量，而电机的发热会造成绕组绝缘层老化、功率下降、效率下降，严重的时候会造成电机烧毁，缩短电机使用寿命。

为了实现对螺杆压缩机的电机散热，当前技术采用在电机内部安装风扇，利用风扇产生的风强迫空气流动，带走发热面的热量，这种利用空气进行循环冷却的电机，往往需要开设与外界连通的进风口和出风口，进风口和出风口的设置必定会引入外界环境中的粉尘杂质甚至是水滴，加速电机的发热和损耗，因此，采用风扇散热冷却结构的电机只适用于使用环境较好的螺杆压缩机应用场合，但并不适合用于工厂车间、矿山等使用环境恶劣或者需要洁净压缩气体等使用要求较高的螺杆压缩机应用场合。为此，本申请人提出了在先申请CN111130256A的实用新型专利，具体提出了一种螺杆压缩机的电机壳，电机壳包括电机壳体，电机壳体形成用于安装定子和转子的内部安装空腔，电机壳体外周固定密封套设冷却套，冷却套的内表面设有冷却槽，冷却槽与电机壳体的外表面形成冷却通道，同时冷却通道两端分别连通用于注入冷却液且与冷却液体供给区连接的进液口和用于排出回收冷却液且与冷却液体回收区连接的出液口，有效提高了螺杆压缩机的电机散热能力和防护等级。

随着进一步应用，申请人发现尽管CN111130256A在电机壳体上设置了冷却通道实现了对电机整体的良好冷却效果，然而由于电机的热量是由电机绕组及铁芯的损耗而发生，冷却通道并不能实际改善电机内部的导热性能，因此，由于电机内部导热存在问题仍然会存在由于电机内部发热而导致绕组绝缘层老化、功率下降、效率下降的隐患。

现有用于电机内部散热控制温升的方法包括:在定子组件与转子组件设置通风结构或在定子组件端部封装尼龙树脂或导热更好的环氧树脂来实现内部导热，然而能实现到的导热效果仍然非常有限；因此，本申请人希望寻求技术方案来解决以上技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种电机定子组件用绝缘骨架，通过镂空槽的设计可以显著提高电机绕组的有效导热面积，确保电机的散热效果。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种电机定子组件用绝缘骨架，所述绝缘骨架包括分别位于定子齿两侧的第一绝缘骨架单元和第二绝缘骨架单元，所述第一绝缘骨架单元和第二绝缘骨架单元卡接为一体，实现对定子齿与其对应绕组之间的绝缘防护；其中，所述第一绝缘骨架单元和第二绝缘骨架单元的侧面分别设有至少1个镂空槽；同时各绝缘骨架单元的上端面和下端面分别设置用于绕设绕组的绕组骨架本体。

优选地，所述第一绝缘骨架单元和第二绝缘骨架单元分别采用注塑成型。

优选地，所述第一绝缘骨架单元的上端面和下端面分别与所述第二绝缘骨架单元的上端和下端对应进行左右齿槽卡接。

优选地，所述第一绝缘骨架单元的下端和上端分别设有第一卡接齿和第一卡接槽，所述第二绝缘骨架单元的下端和上端分别设有第二卡接槽和第二卡接齿；其中，所述第一卡接齿和所述第二卡接槽对应进行左右齿槽卡接，同时所述第一卡接槽和所述第二卡接齿对应进行左右齿槽卡接。

优选地，所述定子组件包括具有若干定子齿的定子铁芯，各定子齿分别通过绝缘骨架设有饶组；各绕组通过所述镂空槽与其对应的定子铁芯形成可填充导热填充物的第二间隙，在所述第二间隙内填充封装导热填充物。

优选地，所述镂空槽连接有用于所述导热填充物注入第二间隙内进行填充导向的导流槽。

优选地，所述绝缘骨架的侧面分别设有多个呈上下平行间隔分布的镂空槽，其中，各镂空槽分别连接有用于所述导热填充物注入第二间隙内进行填充导向的导流槽。

优选地，所述第一绝缘骨架单元和第二绝缘骨架单元的侧面分别向内侧相对延伸分别形成用于与其对应定子齿进行绝缘防护的防护延边，所述防护延边上设有至少1个形变槽，利于所述防护延边与定子齿之间的贴合接触效果。

优选地，所述镂空槽的面积之和至少占其对应绝缘骨架侧面总面积的1/2需要说明的是，本申请的冷却液可以为冷却油或冷却水，当然也可以采用其他合适的公知冷却液，本申请对其没有特别限定。

本申请具有如下积极技术效果：

1、本申请将定子组件设置在电机壳体内部，然后在电机壳体外周设置冷却通道，在定子组件内部设置与冷却通道导热连接的导热通道，导热通道具体包括：在各绕组之间的第一间隙内通过导热填充物进行填充封装，同时在各绕组与定子铁芯之间的第二间隙通过导热填充物进行填充封装，进一步优选地在绕组与电机壳体之间的第三间距通过导热填充物进行填充封装；在电机实际进行工作时，通过导热通道将绕组热量快速传导至电机壳体的冷却通道，最后通过冷却通道将绕组热量及时快速排出；通过该联动的导热通道和冷却通道实现了对电机的高效散热效果，有效提高了电机的功率，显著提升了电机的效率。

2、本申请还创造性地通过对绝缘骨架设置镂空槽，通过该镂空槽的结构设计在确保绝缘骨架对定子铁芯的绝缘防护效果基础上，同时巧妙地使得各绕组与其对应的定子铁芯形成可填充导热填充物的第二间隙，通过向第二间隙填充封装导热填充物，在电机内部形成了具有高效散热效果的导热通道；同时本申请镂空槽的结构还可以节约绝缘骨架的材料用量以及安装重量，进一步降低了电机的制造成本，以及提高了电机的工作效率。

3、本申请还具体优选地提出球状导热体和封装导热树脂组成的混合物作为导热填充物的原料，在实施时，可以先将固态状的球状导热体添加至第一间隙和第二间隙内，通过球状导热体在第一间隙内和第二间隙内形成导热链，然后灌注封装导热树脂将球状导热体之间的间隙，球状导热体与绕组之间的间隙以及球状导热体与定子铁芯之间的间隙进行填充封装，通过球状导热体的优异导热功能可以快速将绕组产生的热量传导并通过导热树脂的间隙封装结构高效传导至位于外部的冷却通道，提高本申请电机的散热效果。

4、本申请还提出由卡接为一体的第一绝缘骨架单元和第二绝缘骨架单元作为单个绝缘骨架结构，各绝缘骨架单元的上端面和下端面分别设置用于绕设绕组的绕组骨架本体，通过快速安装结构确保对定子齿与其对应绕组之间的绝缘防护基础上，同时在各绝缘骨架单元的侧面分别设置镂空槽，通过镂空槽的设计可以显著提高电机绕组的有效导热面积，确保电机的散热效果。

5、本申请创造性提出在电机壳体外周密封设置具有内部冷却槽的冷却套，通过冷却槽与电机壳体的外表面配合形成冷却通道，将该冷却通道两端分别连通用于注入冷却液的进液口和用于排出回收冷却液的出液口，可以对电机壳体进行快速且均匀的有效散热冷却，同时本申请提出电机壳的散热冷却结构均是在封闭式环境中进行冷却散热，因此可靠地避免现有技术采用风扇进行散热冷却需设置进风口和出风口，而进一步引入外界环境中的粉尘杂质甚至是水滴，导致加速电机的发热和损耗的技术问题，因此本申请可以有效提高电机的散热能力和防护等级；此外，本申请提出的电机壳体结构简单、加工成本低，易实现批量制造，适合规模推广应用；

6、本申请还进一步提出采用螺旋管形状的冷却槽，进而使得冷却通道的结构形成螺旋状冷却通道，该螺旋状冷却通道呈管道螺旋状一圈一圈的紧密位于电机壳体的外表面，在实际使用时，通过进液口向螺旋冷却通道内部通入冷却液，可以有效保证电机壳体外表面具有足够的冷却面积，进一步将来自导热通道的热量快速排出，且有力保障了电机实现快速且均匀的冷却效果。

附图说明

图1是本申请具体实施方式下电机的结构示意图；

图2是图1的剖视图；

图3是本申请具体实施方式下定子组件2的结构示意图；

图4是图3的俯视图；

图5是本申请具体实施方式下单个绝缘骨架23的安装结构示意图；

图6是图5的***结构图；

图7是图5中第一绝缘骨架单元23a的结构示意图；

图8是本申请具体实施方式下电机壳体1的结构示意图；

图9是图8的剖视图；

图10是本申请实施与对比实施例的电机效率对比曲线图。

具体实施方式

本实用新型实施例公开了一种电机定子组件用绝缘骨架，绝缘骨架包括分别位于定子齿两侧的第一绝缘骨架单元和第二绝缘骨架单元，第一绝缘骨架单元和第二绝缘骨架单元卡接为一体，实现对定子齿与其对应绕组之间的绝缘防护；其中，第一绝缘骨架单元和第二绝缘骨架单元的侧面分别设有至少1个镂空槽；同时各绝缘骨架单元的上端面和下端面分别设置用于绕设绕组的绕组骨架本体。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

请参见图1和图2所示，本实施例提出了一种电机，安装为一体的电机壳体1、包括磁耦合连接的转子组件(图未示出，可以采用公知的转子组件)和定子组件2，定子组件2位于电机壳体2内部，定子组件2位于转子组件的外周；定子组件2包括具有若干定子齿21的定子铁芯22，各定子齿21分别通过绝缘骨架23设有饶组24；优选地，在本实施方式中，定子铁芯22采用若干定子冲片叠压为一体，各定子铁芯22内周设有若干呈均匀间隔分布的定子齿21；

本实施例中的电机采用高效散热方法，包括：在电机壳体1外周设有冷却通道15；同时在定子组件2内部设置与冷却通道15导热连接的导热通道；其中，将各绕组24之间的第一间隙3a内通过导热填充物4填充封装；同时绝缘骨架23设有镂空槽51，通过该镂空槽51使得各绕组24与定子铁芯22之间的第二间隙3b被导热填充物(图未示出)填充封装，用于在定子组件2内部形成了具有高效散热效果的导热通道；通过导热通道将绕组热量传导至冷却通道15，然后通过冷却通道15将绕组热量排出；优选地，在本实施方式中，绕组24与电机壳体1之间的第三间距3c被导热填充物(图未示出)填充封装；同时本实施例中镂空槽51的结构还可以节约绝缘骨架23的材料用量以及安装重量，进一步降低了电机的制造成本，以及提高了电机的工作效率；

优选地，在本实施方式中，导热填充物4采用球状导热体4a和封装导热树脂(图未示出)的混合物；其中，通过球状导热体4a在第一间隙3a内和第二间隙3b内形成导热链，同时通过灌注封装导热树脂将球状导热体4a之间的间隙，球状导热体4a与绕组24之间的间隙以及球状导热体4a与定子铁芯22之间的间隙进行填充封装；进一步优选地，在本实施方式中，球状导热体4a的导热系数不小于5W/(m·K)，封装导热树脂的导热系数不小于5W/(m·K)；具体优选地，在本实施方式中，球状导热体4a采用陶瓷球或玻璃球或两者的混合而成球状导热体(可直接采购得到)；封装导热树脂采用环氧树脂；本实施例通过球状导热体4a的优异导热功能可以快速将绕组24产生的热量传导并通过环氧树脂的间隙封装结构高效传导至位于外部的冷却通道15，提高本申请电机的散热效果；

请进一步参见图3和图4所示，本实施例还提出了一种具有高效散热效果的优选定子组件2，各绕组24之间具有第一间隙3a，在第一间隙3a内填充封装导热填充物4；同时绝缘骨架23设有镂空槽51，使得各绕组24与其对应的定子铁芯22形成可填充导热填充物(图未示出)的第二间隙3b，在第二间隙3b内填充封装导热填充物(图未示出)，用于在定子组件2内部形成导热通道；

请进一步参见图5、图6和图7所示，本实施例还提出了一种优选的电机定子组件2用绝缘骨架23，绝缘骨架23与各定子齿21对应，包括分别位于定子齿21两侧的第一绝缘骨架单元23a和第二绝缘骨架单元23b，优选地，在本实施方式中，第一绝缘骨架单元23a和第二绝缘骨架单元23b分别采用注塑成型；

在本实施方式中，第一绝缘骨架单元23a和第二绝缘骨架单元23b卡接为一体，实现对定子齿21与其对应绕组24之间的绝缘防护；其中，第一绝缘骨架单元23a和第二绝缘骨架单元23b的侧面分别设有至少1个镂空槽51；同时各绝缘骨架单元23a，23b的上端面和下端面分别设置用于绕设绕组24的绕组骨架本体52；

优选地，在本实施方式中，第一绝缘骨架单元23a的上端面和下端面分别与第二绝缘骨架单元23b的上端和下端对应进行左右齿槽卡接；具体优选地，在本实施方式中，第一绝缘骨架单元23a的下端和上端分别设有第一卡接齿53a(数量可以采用2个或多个)和第一卡接槽53b(数量可以采用2个或多个)，第二绝缘骨架单元23b的下端和上端分别设有第二卡接槽54a和第二卡接齿54b；其中，第一卡接齿53a和第二卡接槽54a对应进行左右齿槽卡接，同时第一卡接槽53b和第二卡接齿54b对应进行左右齿槽卡接；

优选地，在本实施方式中，各绝缘骨架单元23a，23b的侧面分别设有多个呈上下平行间隔分布的镂空槽51，优选地，在本实施方式中，镂空槽51的面积之和至少占其对应绝缘骨架侧面总面积的1/2，可以显著提高电机绕组24的有效导热面积，确保电机的散热效果；具体地，在本实施方式中，每个绝缘骨架单元23a，23b侧面的镂空槽51数量为4个，镂空槽51的面积之和至少占其对应绝缘骨架侧面总面积约4/5；当然地，本领域技术人员可以根据本申请记载的实施方案来具体选择镂空槽51的形状以及分布面积，本实施例对其不做特别限定，对与镂空槽51的形状以及尺寸的变化均为本申请的等同替换实施例；

优选地，在本实施方式中，为了便于向第二间隙3b内快速灌注导热填充物4，提高导热效果，在本实施方式中，各镂空槽51分别连接有用于导热填充物4注入第二间隙3b内进行填充导向的导流槽55；

优选地，在本实施方式中，第一绝缘骨架单元23a和第二绝缘骨架单元23b的侧面分别向内侧相对延伸分别形成用于与其对应定子齿21进行绝缘防护的防护延边56，防护延边56上设有至少1个形变槽57(图7示出，每个防护延边56上分别设有3个形变槽57)，利于防护延边56与定子齿21之间的贴合接触效果，避免存在导热盲区；

请进一步参见图8和图9所示，优选地，在本实施方式中，电机壳体1外周固定密封套设冷却套13，冷却套13的内表面设有冷却槽14，具体优选地，为了确保电机壳体1与冷却套13之间的密封安装效果，在本实施方式中，冷却套13通过过盈压装方式固定密封套设在电机壳体1外周，冷却套13两端通过焊接固定密封套设在电机壳体1外周；

优选地，在本实施方式中，冷却槽14呈螺旋管形状，在实际加工时，冷却槽14的成型方式可以采用冲压成型或锻造成型或铸造成型；冷却槽14与电机壳体1的外表面形成螺旋状冷却通道15，同时螺旋状冷却通道15两端分别连通用于注入冷却液且与冷却液体供给区(图未示出)连接的进液口16和用于排出回收冷却液且与冷却液体回收区(图未示出)连接的出液口17；进一步优选地，为了实现对冷却液的高效循环回收利用，在本实施方式中，冷却液体供给区和冷却液体回收区之间连接压缩冷却装置(图未示出)，压缩冷却装置对冷却液体回收区输出的回收冷却液进行冷却后传送给冷却液体供给区冷却装置；冷却液供给区通过连接管与进液口16连通，冷却液体回收区通过连接管与出液口17连通，需要说明的是，冷却液体供给区、冷却液体回收区以及压缩冷却装置可以整体安装形成一个与外部压缩机的冷却液循环设备，可以从市场上直接采购得到，因此，本实施例对其不做进一步的展开说明；

需要说明的是，本申请在实施时，进液口16可以根据实际需要设置在冷却套13的上端或下端或中间部位，出液口17同样可以根据实际需要设置在冷却套13的上端或下端或中间部位，本申请对其没有特别限定之处，本领域技术人员可以根据实际需要进行具体选择；具体优选地，在本实施方式中，进液口16和出液口17均设置在冷却套13的上端，便于冷却液由于重力作用先充分包裹住电机壳体1外表面再从出液口排出，进一步提高散热冷却效果；

优选地，为了便于便捷且密封安装，在本实施方式中，冷却套13上分别密封安装有进液安装柱16a和出液安装柱17a，进液口16通过进液安装柱16a与螺旋状冷却通道15连通，出液口17通过出液安装柱17a与螺旋状冷却通道15连通。

本实施例将定子组件2设置在电机壳体1内部，然后在电机壳体1外周设置冷却通道15，在定子组件2内部设置与冷却通道15导热连接的导热通道，导热通道具体包括：在各绕组24之间的第一间隙3a内通过导热填充物4进行填充封装，同时在各绕组24与定子铁芯22之间的第二间隙3b通过导热填充物4进行填充封装，进一步优选地在绕组24与电机壳体1之间的第三间距3c通过导热填充物4进行填充封装；在电机实际进行工作时，通过导热通道将绕组热量快速传导至电机壳体1的冷却通道15，最后通过冷却通道15将绕组热量及时快速排出；通过该联动的导热通道和冷却通道15实现了对电机的高效散热效果，有效提高了电机的功率，显著提升了电机的效率；

本实施例在电机壳体1外周密封设置具有内部冷却槽14的冷却套13，通过冷却槽14与电机壳体1的外表面配合形成冷却通道15，将该冷却通道15两端分别连通用于注入冷却液的进液口16和用于排出回收冷却液的出液口17，可以对电机壳体1进行快速且均匀的有效散热冷却，同时本实施例提出电机壳1的散热冷却结构均是在封闭式环境中进行冷却散热，因此可靠地避免现有技术采用风扇进行散热冷却需设置进风口和出风口，而进一步引入外界环境中的粉尘杂质甚至是水滴，导致加速电机的发热和损耗的技术问题，因此本实施例可以有效提高电机的散热能力和防护等级；此外，本实施例提出的电机壳体1结构简单、加工成本低，易实现批量制造，适合规模推广应用；本实施例还进一步提出采用螺旋管形状的冷却槽14，进而使得冷却通道15的结构形成螺旋状冷却通道，该螺旋状冷却通道呈管道螺旋状一圈一圈的紧密位于电机壳体1的外表面，在实际使用时，通过进液口16向螺旋冷却通道内部通入冷却液，可以有效保证电机壳体1外表面具有足够的冷却面积，进一步将来自导热通道的热量快速排出，且有力保障了电机实现快速且均匀的冷却效果。

为了验证本实施例的散热效果，本申请人设置了如下对比实施例：

对比实施例：其余技术方案与上述实施例1相同，区别在于，绝缘骨架未设置镂空槽51结构。

分别对本实施例和以上对比实施例进行电机效率和电机温升的对比测试，测试结果如下表1和表2：

表1：本实施例与对比实施例1的电机效率对比

上表1对应的电机效率对比曲线请进一步参见图10。

表2：本实施例与对比实施例1的电机温升对比

通过上表1、图10以及表2的数据可看出，本实施例具有优异的散热效果，显著提高了电机的效率。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种电机定子组件用绝缘骨架，其特征在于，所述绝缘骨架包括分别位于定子齿两侧的第一绝缘骨架单元和第二绝缘骨架单元，所述第一绝缘骨架单元和第二绝缘骨架单元卡接为一体，实现对定子齿与其对应绕组之间的绝缘防护；其中，所述第一绝缘骨架单元和第二绝缘骨架单元的侧面分别设有至少1个镂空槽；同时各绝缘骨架单元的上端面和下端面分别设置用于绕设绕组的绕组骨架本体。

2.根据权利要求1所述的绝缘骨架，其特征在于，所述第一绝缘骨架单元和第二绝缘骨架单元分别采用注塑成型。

3.根据权利要求1所述的绝缘骨架，其特征在于，所述第一绝缘骨架单元的上端面和下端面分别与所述第二绝缘骨架单元的上端和下端对应进行左右齿槽卡接。

4.根据权利要求3所述的绝缘骨架，其特征在于，所述第一绝缘骨架单元的下端和上端分别设有第一卡接齿和第一卡接槽，所述第二绝缘骨架单元的下端和上端分别设有第二卡接槽和第二卡接齿；其中，所述第一卡接齿和所述第二卡接槽对应进行左右齿槽卡接，同时所述第一卡接槽和所述第二卡接齿对应进行左右齿槽卡接。

5.根据权利要求1所述的绝缘骨架，其特征在于，所述定子组件包括具有若干定子齿的定子铁芯，各定子齿分别通过绝缘骨架设有饶组；各绕组通过所述镂空槽与其对应的定子铁芯形成可填充导热填充物的第二间隙，在所述第二间隙内填充封装导热填充物。

6.根据权利要求5所述的绝缘骨架，其特征在于，所述镂空槽连接有用于所述导热填充物注入第二间隙内进行填充导向的导流槽。

7.根据权利要求5所述的绝缘骨架，其特征在于，所述绝缘骨架的侧面分别设有多个呈上下平行间隔分布的镂空槽，其中，各镂空槽分别连接有用于所述导热填充物注入第二间隙内进行填充导向的导流槽。

8.根据权利要求1所述的绝缘骨架，其特征在于，所述第一绝缘骨架单元和第二绝缘骨架单元的侧面分别向内侧相对延伸分别形成用于与其对应定子齿进行绝缘防护的防护延边，所述防护延边上设有至少1个形变槽，利于所述防护延边与定子齿之间的贴合接触效果。

9.根据权利要求1所述的绝缘骨架，其特征在于，所述镂空槽的面积之和至少占其对应绝缘骨架侧面总面积的1/2。

Images