CN219999182U - 一种装有水冷装置的外转子低速大扭矩永磁电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种装有水冷装置的外转子低速大扭矩永磁电机，包括：外转子；永磁体与外转子的内壁面连接，且沿外转子圆周方向均匀分布于外转子内壁面；转轴设于外转子内部，转轴的第一端与外转子端部内壁面相连接；定子支架组件设于转轴与永磁体之间，且沿转轴的轴向套设在转轴外部；定子组件设于定子支架组件与永磁体之间，且与定子支架组件相连接；水冷装置沿定子支架组件的径向设于定子支架组件的内部；水冷端盖与定子支架组件相连接，且与水冷装置相连接，使水冷装置通过水冷端盖固定在定子支架组件的内部。本实用新型在定子支架组件内部设置水冷装置，使水冷装置靠近发热的定子组件，使外转子永磁电机高效散热，且水冷装置便于拆装。

Description

一种装有水冷装置的外转子低速大扭矩永磁电机

技术领域

本实用新型涉及外转子低速大扭矩永磁电机领域，具体涉及一种装有水冷装置的外转子低速大扭矩永磁电机。

背景技术

外转子低速大扭矩永磁电机因其高效节能、低速性能好、起动转矩大、可靠性高，易实现电机-大扭矩负载一体化直驱设计等优点，广泛应用于冶金、石油、煤炭矿山等低速大扭矩负载领域。为了满足大型传动设备的重载启动和长时间低速重载运行的工况，外转子低速大扭矩永磁电机正朝着提高电机转矩密度的方向发展。然而，在进行高转矩密度设计时，势必要增大电磁负荷，而高电磁负荷会导致电机生热率的增大，进而使永磁电机出现发热严重的技术问题。

现有技术中的水冷装置在出现问题时只能将外转子永磁电机整机拆卸，这样才能实现水冷装置的维修或更换，水冷装置无法独立拆卸与安装，可能导致水冷装置内的冷却水泄漏，最终造成外转子永磁电机的损坏。

为此，针对上述技术问题还需进一步解决。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种装有水冷装置的外转子低速大扭矩永磁电机，通过在定子支架组件内部设置水冷装置，使得水冷装置靠近发热的定子组件，使外转子低速大扭矩永磁电机高效冷却，并且由于水冷端盖的设置使定子支架组件内部的水冷装置相对于外转子低速大扭矩永磁电机实现了独立拆卸与安装，为水冷装置的维修与更换提供了便利，有效防止了由于水冷装置的拆装导致水冷装置内的冷却水泄漏，最终造成永磁电机的损坏的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供如下技术方案：

本实用新型提供了一种装有水冷装置的外转子低速大扭矩永磁电机，包括：外转子；永磁体，与外转子的内壁面相连接，并且沿外转子的圆周方向均匀分布于外转子的内壁面；转轴，设置于外转子的内部，转轴的第一端与外转子的端部内壁面相连接；定子支架组件，设置于转轴与永磁体之间，并且沿转轴的轴向套设在转轴的外部；定子组件，设置于定子支架组件与永磁体之间，并且与定子支架组件相连接；水冷装置，沿定子支架组件的径向设置于定子支架组件的内部；水冷端盖，与定子支架组件相连接，并且与水冷装置相连接，使水冷装置通过水冷端盖固定在定子支架组件的内部。

可选地，第一轴承设置于转轴的第一端，并且通过定子支架组件与转轴的第一端相连接；第二轴承设置于转轴的第二端，并且通过定子支架组件与转轴的第二端相连接。

可选地，定子支架组件包括：第一轴承端盖，套设于转轴的第一端，与第一轴承相连接；第二轴承端盖，套设于转轴的第二端，与第二轴承相连接；架体，架体的第一端与第一轴承端盖相连接，使第一轴承与转轴的第一端相连接，架体的第二端与第二轴承端盖相连接，使第二轴承与转轴的第二端相连接。

可选地，出水口，设置于靠近架体的第二端侧的水冷装置上；进水口，设置于靠近架体的第二端侧的水冷装置上，并且与出水口相邻设置。

可选地，水冷端盖还包括：固定部，设置于朝向架体的内壁面的水冷端盖的侧壁，并且与水冷装置相连接；开口槽，设置于固定部上，进水口与出水口通过开口槽延伸至外转子的外部。

可选地，架体包括：凹槽，设于架体内部，凹槽的开口朝向水冷端盖，使水冷装置沿架体的径向设置于凹槽的内部，且水冷装置呈Z字型设置于凹槽的内部。

可选地，定子组件包括：定子铁心，与架体相连接；定子槽，沿定子铁心的圆周方向均匀开设于定子铁心的外壁；绝缘结构，与定子槽的内壁相连接；定子绕组，设置于定子槽的内部，并且与绝缘结构相连接；定子槽楔，与定子槽的位置相对应，并且与定子绕组相连接。

可选地，述水冷端盖与架体通过螺栓相连接。

相较于现有技术，本实用新型提供了一种装有水冷装置的外转子低速大扭矩永磁电机，通过在定子支架组件内部设置水冷装置，使得水冷装置靠近发热的定子组件，使外转子低速大扭矩永磁电机高效冷却。并且，由于水冷端盖的设置使定子支架组件内部的水冷装置相对于外转子低速大扭矩永磁电机实现了独立的拆卸与安装，为水冷装置的维修与更换提供了便利，有效防止了由于水冷装置的拆装导致水冷装置内的冷却水泄漏，最终造成永磁电机的损坏的技术问题。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本实用新型示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本实用新型的若干实施方式，相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：

图1为本实用新型的装有水冷装置的外转子低速大扭矩永磁电机的内部结构示意图；

图2为本实用新型的装有水冷装置的外转子低速大扭矩永磁电机的另一个内部结构示意图；

图3为本实用新型的装有水冷装置的外转子低速大扭矩永磁电机的外部结构示意图；

图4为本实用新型的水冷端盖的结构示意图；

图5为本实用新型的水冷装置的结构示意图。

附图标号说明：

1、外转子；2、永磁体；3、定子绕组；4、定子铁心；5、架体；6、水冷装置；7、进水口；8、出水口；9、第二轴承端盖；10、第二轴承；11、水冷端盖；12、螺栓；13、循环水道；14、第一轴承；15、第一轴承端盖；16、转轴；17、固定部；18、开口槽；19、凹槽。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。

需要注意的是，除非另有说明，本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。术语“连接”、“相连”等术语应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

如图1、图2、图3和图4所示，本实施例提供了一种装有水冷装置的外转子低速大扭矩永磁电机，包括外转子1、永磁体2、转轴16、定子支架组件、定子组件、水冷装置6和水冷端盖11。其中，永磁体2与外转子1的内壁面相连接，并且沿外转子1的圆周方向均匀分布于外转子1的内壁面；转轴16，设置于外转子1的内部，转轴16的第一端与外转子1的端部内壁面相连接；定子支架组件，设置于转轴16与永磁体2之间，并且沿转轴16的轴向套设在转轴16的外部；定子组件，设置于定子支架组件与永磁体2之间，并且与定子支架组件相连接；水冷装置6，沿定子支架组件的径向设置于定子支架组件的内部；水冷端盖11，与定子支架组件相连接，并且与水冷装置6相连接，使水冷装置6通过水冷端盖11固定在定子支架组件的内部。

示例性地，本实施例提供的一种装有水冷装置的外转子低速大扭矩永磁电机，通过在定子支架组件内部设置水冷装置6，且定子支架组件与发热的定子组件相互贴合，使得水冷装置6靠近发热的定子组件，并且由于水冷装置6沿定子支架组件的径向方向呈循环设置，进而使外转子1低速大扭矩永磁电机实现高效冷却散热。并且，由于水冷端盖11设置在架体5的端部，为水冷端盖11的拆装提供了充足的操作空间，使定子支架组件内部的水冷装置6相对于外转子1低速大扭矩永磁电机实现了独立的拆卸与安装，为水冷装置6的维修与更换提供了便利。这样设置，有效防止了由于水冷装置6的拆装导致水冷装置6内的冷却水泄漏，最终造成永磁电机的损坏的技术问题。

示例性地，外转子1设置在整个外转子低速大扭矩永磁电机的最外部，永磁体2的个数为多个，多个永磁体2固定在外转子1的内壁壁面上，并且多个永磁体2沿外转子1的圆周方向呈均匀分布，以保证外转子低速大扭矩永磁电机磁场的均匀分布。

在一种可能的实施例中，如图1和图2所示，第一轴承14设置于转轴16的第一端，并且通过定子支架组件与转轴16的第一端相连接；第二轴承10设置于转轴16的第二端，并且通过定子支架组件与转轴16的第二端相连接。

可选择地，第一轴承14套设在转轴16的第一端，第二轴承10套设在转轴16的第二端，且第一轴承14与第二轴承10的轴承尺寸相同，且第一轴承14的内圈、第二轴承10的内圈均与转轴16的尺寸相适配，进而使外转子1通过第一轴承14、第二轴承10实现了相对于定子组件的转动。

在一种可能的实施例中，如图1和图2所示，定子支架组件包括：第一轴承端盖15，套设于转轴16的第一端，与第一轴承14相连接；第二轴承端盖9，套设于转轴16的第二端，与第二轴承10相连接；架体5，架体5的第一端与第一轴承端盖15相连接，使第一轴承14与转轴16的第一端相连接，架体5的第二端与第二轴承端盖9相连接，使第二轴承10与转轴16的第二端相连接。

可选择地，第一轴承端盖15与架体5的第一端通过螺栓12连接，使第一轴承14转动连接于转轴16的第一端。第二轴承端盖9与架体5的第二端通过螺栓12连接，使第二轴承10转动连接于转轴16的第二端。这样螺栓12连接，既保证了在外转子1转动过程中第一轴承14与第二轴承10的转动稳定性，又便于在第一轴承14或第二轴承10出现故障时的维修与更换。

在一种可能的实施例中，如图1、图2、图3和图4所示，出水口8，设置于靠近架体5的第二端侧的水冷装置6上；进水口7，设置于靠近架体5的第二端侧的水冷装置6上，并且与出水口8相邻设置。

示例性地，水冷装置6的最下端设有进水口7和出水口8，也就是在靠近架体5第二端的一侧，水冷装置6设有进水口7和出水口8，方便与外部的水泵连接，进而实现水冷装置6冷却水的循环。

在一种可能的实施例中，如图1、图2、图3和图4所示，水冷端盖11还包括：固定部17，设置于朝向架体5的内壁面的水冷端盖11的侧壁，并且与水冷装置6相连接；开口槽18，设置于固定部17上，进水口7与出水口8通过开口槽18延伸至外转子1的外部。

示例性地，水冷装置6的进水口7和出水口8均通过水冷端盖11上的开口槽18延伸到外转子1的外部，方便与外部水泵相连接。这样设置充分利用了水的比热容和导热系数远大于空气的特点，使外转子低速大扭矩永磁电机通过水冷装置6实现高效散热。

示例性地，开口槽18为圆弧开口，与水冷端盖11的外形相适配，便于水冷装置6的进水口7与出水口8伸出外转子1，实现与外部的水泵相连接。

在一种可能的实施例中，如图1、图2和图5所示，架体5包括：凹槽19，设于架体5内部，凹槽19的开口朝向水冷端盖11，使水冷装置6沿架体5的径向设置于凹槽19的内部，且水冷装置6呈Z字型设置于凹槽19的内部。

可选择地，架体5内部设计的凹槽19直通永磁电机的底部，这样设置使得水冷装置6一端位于外转子永磁电机的底部，同时，水冷装置6的另一端靠近所述架体5的第二端，使得水冷装置6的换热面积最大化。这样设置，一方面实现了永磁电机的高效散热，另一方面，又在永磁电机的底部完成了冷却水的内外循环。同时，通过沿架体5的径向设置Z字型的循环水道13结构既实现了外转子低速大扭矩永磁电机高效散热的均匀性，又使外转子低速大扭矩永磁电机在自身底部即可完成冷却水的交换循环。

示例性地，循环水道13的数目为7，进水口7与出水口8均在外转子永磁电机的底部，冷却水在水冷装置6内自上而下循环，进而保证外转子永磁电机的圆周方向温度分布的均匀性，有利于提高散热效率。

在一种可能的实施例中，如图1所示，定子组件包括：定子铁心4，与架体5相连接；定子槽，沿定子铁心4的圆周方向均匀开设于定子铁心4的外壁；绝缘结构，与定子槽的内壁相连接；定子绕组3，设置于定子槽的内部，并且与绝缘结构相连接；定子槽楔，与定子槽的位置相对应，并且与定子绕组3相连接。

示例性地，定子铁心4由多片硅钢片叠压而成，并且定子铁心4的内壁面与架体5相互贴合，便于架体5内部的水冷装置6靠近发热的定子铁心4，有利于提高外转子低速大扭矩永磁电机的冷却散热效率。

示例性地，定子铁心4与外转子1之间存在气隙，以保证外转子1相对于定子组件的正常转动。

在一种可能的实施例中，如图1和图2所示，述水冷端盖11与架体5通过螺栓12相连接。

示例性地，螺栓12连接的水冷端盖11与架体5将水冷装置6固定在架体5的内部，且由于螺栓12连接既保证了水冷装置6安装的稳定性，又便于水冷装置6的拆卸与安装，为水冷装置6的维修与更换提供了便利。这样设置，在水冷装置6出现堵塞和泄漏等问题时，首先不会影响永磁电机的安全性。其次，不需要对外转子低速大扭矩永磁电机进行整机拆卸，只需拆开水冷装置6的水冷端盖11更换同型号的水冷装置6即可完成维修。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种装有水冷装置的外转子低速大扭矩永磁电机，其特征在于，包括：

外转子；

永磁体，与所述外转子的内壁面相连接，并且沿所述外转子的圆周方向均匀分布于所述外转子的内壁面；

转轴，设置于所述外转子的内部，所述转轴的第一端与所述外转子的端部内壁面相连接；

定子支架组件，设置于所述转轴与所述永磁体之间，并且沿所述转轴的轴向套设在所述转轴的外部；

定子组件，设置于所述定子支架组件与所述永磁体之间，并且与所述定子支架组件相连接；

水冷装置，沿所述定子支架组件的径向设置于所述定子支架组件的内部；

水冷端盖，与所述定子支架组件相连接，并且与所述水冷装置相连接，使所述水冷装置通过所述水冷端盖固定在所述定子支架组件的内部。

2.根据权利要求1所述的装有水冷装置的外转子低速大扭矩永磁电机，其特征在于，还包括：

第一轴承，设置于所述转轴的第一端，并且通过所述定子支架组件与所述转轴的第一端相连接；

第二轴承，设置于所述转轴的第二端，并且通过所述定子支架组件与所述转轴的第二端相连接。

3.根据权利要求2所述的装有水冷装置的外转子低速大扭矩永磁电机，其特征在于，所述定子支架组件包括：

第一轴承端盖，套设于所述转轴的第一端，与所述第一轴承相连接；

第二轴承端盖，套设于所述转轴的第二端，与所述第二轴承相连接；

架体，所述架体的第一端与所述第一轴承端盖相连接，使所述第一轴承与所述转轴的第一端相连接，所述架体的第二端与所述第二轴承端盖相连接，使所述第二轴承与所述转轴的第二端相连接。

4.根据权利要求3所述的装有水冷装置的外转子低速大扭矩永磁电机，其特征在于，所述水冷装置还包括：

出水口，设置于靠近所述架体的第二端侧的所述水冷装置上；

进水口，设置于靠近所述架体的第二端侧的所述水冷装置上，并且与所述出水口相邻设置。

5.根据权利要求4所述的装有水冷装置的外转子低速大扭矩永磁电机，其特征在于，所述水冷端盖还包括：

固定部，设置于朝向所述架体的内壁面的所述水冷端盖的侧壁，并且与所述水冷装置相连接；

开口槽，设置于所述固定部上，所述进水口与所述出水口通过所述开口槽延伸至所述外转子的外部。

6.根据权利要求3所述的装有水冷装置的外转子低速大扭矩永磁电机，其特征在于，所述架体包括：

凹槽，设于所述架体内部，所述凹槽的开口朝向所述水冷端盖，使所述水冷装置沿所述架体的径向设置于所述凹槽的内部，且所述水冷装置呈Z字型设置于所述凹槽的内部。

7.根据权利要求3项所述的装有水冷装置的外转子低速大扭矩永磁电机，其特征在于，所述定子组件包括：

定子铁心，与所述架体相连接；

定子槽，沿所述定子铁心的圆周方向均匀开设于所述定子铁心的外壁；

绝缘结构，与所述定子槽的内壁相连接；

定子绕组，设置于所述定子槽的内部，并且与所述绝缘结构相连接；

定子槽楔，与所述定子槽的位置相对应，并且与所述定子绕组相连接。

8.根据权利要求3至7任一项所述的装有水冷装置的外转子低速大扭矩永磁电机，其特征在于，还包括：

所述水冷端盖与所述架体通过螺栓相连接。