专利名称：电机的液体冷却系统的利记博彩app
技术领域：
本发明通常涉及电机。更具体地，本发明涉及一种用于电机的改进的液体 冷却系统。
背景技术：
当更高压和更高动力的电机使用在车辆和类似的设备上时，与这种电机产 生热量增加的事实有关的问题出现了 。必须消散过多的热量以保护电机的可靠 性和效率。在许多应用中，液体冷却系统用来消散来自于电机的热量是非常多 的。
现有的液体冷去係统j顿冷却套管与机器热接触，并且流体通过冷却套管 循环，以将热量从套管传递到流体，然后流体从7轴口套管被携带至U热消耗體。 一种冷却套管是双壁铸造铝冷却套管。铸造设计和加工的局限导致相当大厚度 的冷却套管。由于电机的总的鄉尺寸通常被可用空间例如糊限制，铸造的 冷却套管厚度是不利的，因为它限制了用于电机定子的可用空间，并且因此限 制了电机的性能。
第二种7转卩套管，即铜焊钢组件，已经樹顿以努力M^轻卩套管的厚度。 然而，铜焊接头具有较低的机械强度并且在振动冲击下易损，这将导致流体泄 漏并可能破坏电机。相较于必须更厚的铸造套管尺寸，冷却套管外表面的直径 尺寸较小，因此套管的内部具有减小的表面面积，所以铜焊冷却套管传热效率更低。另外，因为铜焊冷却套管的内壁比铸造冷却套管光滑，结果通过套管的 冷却流体产生更少的紊流，并因此导致更低效的7賴卩。
尽管普通系统确实能降低电机的运行温度，然而技术人员仍然乐意接受改 进^4P能力、斷氐所需占地面积、陶氐成本或^W命的替代结构和方法。
发明内容
本发明通过提供一种用于电机的液体冷却系统来解决上述问题，所述液体 冷却系统包括可热传导地连接到电机定子的框架。所述液体冷却系统还包括机 械地连接到框架并且与框架流体密封的盖子，盖子和框架在它们之间限定腔。 盖子包括至少一个在盖子和框架之间基本上延伸一段距离的凸出物。
本发明还提供了一种用于构造液体冷却系统的方法。所述方纟^括在盖子 上形成至少一个凸出物，并且将盖子结构上地附加到框架上。盖子流体密封到 框架上。
当参考附图时，本领域技术人员将从以下4鹏实施例的详细说明容易地理 解本发明，和其它优点，其中
图1是具有M的液体7賴卩系统的电机的横截面图； 图2是图1所示电机的液体^i係统的放大图； 图3是图2所示液体冷却系统的腔的轴向示意图； 图4是示出了凸出物结构的第一个例子的腔的平面图； 图5是示出了凸出物结构的第二个例子的腔的平面图； 图6是示出了凸出物结构的第三个例子的腔的平面图； 图7是示出了凸出物结构的第四个例子的腔的平面图； 图8是末端线圈增强传热的第一个例子的视图； 图9^^线圈增强传热的第二个例子的视图；及 图10 M端线圈增强传热的第三个例子的视图。
具体实施例方式
图1中示出的是流術賴(]电机10。图1示出的这禾中电机是皮带传动的交流
发电禾鹏动机(BAS)，但是可以预期本发明应用于其它电机，例如发电机和/或 交流发电机。电机10包括环绕轴14布置的转子12，该转子12随着轴14绕着 转子轴16旋转。髓转子轴16轴向延伸并且环绕转子12的是定子18。定子 18包括i午多布置在定，心(没有示出)上的导电线圈(没有示出)。在^轴 向末端封闭电机10的是端盖20，轴14贯穿其中的盖 L 22。
框架24完全环绕定子18的外表面安置，以使框架24和定子18之间的热 接触最大化。在一个实施例中，这Mil将框架24冷縮配合到定子18上实现， 但是在本发明范围内可以预料其它装置。然后盖子26附加到限定冷却套管28 的框架24上。在一个实施例中，盖子26包括前部盖子法兰30和后部盖子法兰 32，其向框架24内部延伸，由此当盖子26附加到框架24上时，在框架24和 盖子26之剛艮定腔34。在图2示出的实施例中，机械的或热固的结构附件装置 和流体密封装翻来将盖子26附加到框架24上。在一个实施例中，{顿焊接、 滚压和铜焊来将盖子26附加到框架24上以确保无泄漏的腔34。可以働军的是， 虽然特别指明了焊接、滚压和铜焊，但也可以省略焊接步骤。进一步地，焊接 可以由其它从密封装置有效除去机械应力的附加装置代替。而且，密封装置可 以并不^M:铜焊的，这也f親在本发明的范围内。框架24包括前部框架法兰 36和后部框架、 去兰38，其环乡^框架24环形i也延伸。现在参考图2，前部盖子法 兰30附加到框架24上，例如在前部分界面40通过焊接附加，并且类{姐也，后 部盖子法兰32附加到框架24上，例如在后部分界面42通过焊接附加。这种焊 接用于除去用于密封目的的零件结构性的拉紧，并可以完全地焊接或点焊接。 值得注意的是，由于还^ffl滚压或^ 斤工艺，可以预期仅仅点焊接是更经济的。 当然在一些实施例中，完全无需焊接。滚压或巻折操作类似于用于罐的商业上 的操作。更具体地说，前部框架法兰36完全滚压，折过前部盖子法兰30，并且后部框架法兰38完全滚压麟折过后部盖子法兰32。
另外，在盖子26和框架24的前部边缘44和后部ii^彖46之间形成流体密 封。为了实现流体密封的形成，在滚压或巻折操作的过程中，将加热激活或非 加热激活的铜焊料或其它密封材料方MS当位置。如果材料是加热激活的，则 应用加热。在一个实施例中，ffia感应加热设置^f共加热，以M^、冷却套管28 周围的加热。可以働军的是，iit彖44、 46的一个或另一个可以铜焊或两者都可 以铜焊。这种连接结构有助于确保在框架24和盖子26之间存在不漏的腔34。
在典型的实施例中，盖子26和框架24由钢制成，可以瓛军的是，尽管其 它材料可以代替。当^ffl钢时，可以增强例如弓驢和石 盼〖 而保持低成本。 在一些实施例中，钢可以表面镀耐腐蚀的物质，例如铝涂层以增强耐腐蚀性。 使用钢使徵令却套管28的厚度48大约比由铸铝制成的类似冷却套管的厚度小 50%。因为电机10的最大直径50可能ffi用中受限，所以使厚度48最小化使 得定子18的定子直径52最大化，其随后可以转化为增加由电机10产生的转矩。 例如，如果最大直径50是172mm，钢冷却套管28的厚度48将是大约6腿，其 容纳定子直径52是160mm的定子18。然而，铸铝套管将是大约14mm厚，其容 纳定子直径是144mm的定子18。使用钢冷却套管28，定子直径52上的这种差 异导致电机10的20-25%的转矩优势。
为了将7轴P流体引入腔34，入口连接54布置在盖子26的入口孔56处，并 且以与上面描述的相似方式附加到盖子26上。入口连接54的连接法兰58 M3i 例如焊接附加到入口孔凸起部60。另外，入口连接颈部62密封到入口？L法兰 64。在一个实施例中，入口连接颈部62铜焊到入口孑L法兰64。可以理解的使， 入口连接颈部62和入口孔法兰64的一个或另一个可以铜焊或两者者阿以铜焊。 如上所述，这种结构有助于保证在入口连接54和盖子26之间的连接是不泄漏 的。
驱动冷却流体舰入口连接54并JtA腔34，鹏腔34循环。当流体循环时，它从冷却套管28传导热，该冷却套管已经从定子18传导热，这是因为框 架24与定子18热接触。被加热的^i卩流体通过出口连接66排出腔34。如图3 所示，出口连接66类^U也布置并密封在盖子26的出口孔68处，并且在一个实 施例中周向地邻近入口连接54。出口连接66的连接法兰70 M例如焊接附力口 到出口孔凸起部72。另夕卜，在一个实施例中，出口连接颈部74铜焊到出口孔法 兰76。可以理解的是，出口连接颈部74和出口？L法兰76的一个或另一个可以 是例如铜焊的，或两者可以是铜焊的。在一个实施例中，阻挡板78布置在腔34 中，4A口孔56和出口孔68之间阻挡腔34，以f腿冷却流將绕腔34的圆周 360度流动。
在一些实施例中，布置在盖子26上的至少一个凸出物80基本上在盖子26 和框架24之间延伸一離巨离。在一些实施例中，凸出物80是拉制结构(drawn structure )，意思是当凸出物形成在框架或盖子的内表面，卜表面的一个上时， 凹陷形成在框架或盖子的内表面或外表面的另一个上。为简单起见，在本发明 这种应用的说明中，该结构将被称作凸出物。可以SI 这种类型的"凸出物" 可以^i^招可类型或其等效物。在图4-7所示的例子中，凸出物80限定了用 于通过腔34的冷却流術荒动的弯曲路径。凸出物80增加了用于从定子18散热 到流体的表MM积，并在腔34中增加了紊流，由此降低了赠荒阻碍。另外凸出 物80为盖子26 Jlf共了支撑结构，并增加盖子26的硬度以保护它不受可能的搬 运损坏。凸出物80可以从盖子26和框架24的一个或另一个延伸，或凸出物80 可以从盖子26和框架24两者延伸(尽管值得注意的是，如果凸出物不形ite 框架24上，那么可以增强用于固定框架24到定子18的冷縮配合，以便框架24 保留制造框架24的材料所掛共的最大张力完整性)，并且延伸至少部分地穿过 腔34。凸出物80可以形j^^子26和/g^i架24上，M31例如压模，或者通 过例如焊接将凸出物80附加到盖子26和/或框架24上。当如上戶;M地将盖子 26接着附加到框架24上时，在腔34中限定曲折的流动鹏，如图4-7所示。凸出物80结构的一个例子在图4中示出。这种结构的凸出物80是细长结 构布置的，使得延伸基本上是在入口孔56和出口孔68之间沿圆周方向，并且 延伸到腔34内。凸出物80可以在前部盖子法兰30和后部盖子法兰32之间在 轴向方向上成排地布置。
凸出物80结构的第二个例子在图5中示出。在第二个例子中，凸出物80 是细长结构布置的，使得延伸基本上是在前部盖子法兰30和后部盖子法兰32 之间沿轴向方向，并且延伸到腔34内。凸出物80交替地从前部盖子法兰30和 后部盖子法兰32延伸。这样得到7賴卩流体的曲折的流动鹏。
图6示出了凸出物80结构的第三个例子。在图6中，凸出物80包括设置 在腔34中基本上圆 面的阵列结构。图7示出了凸出物80布置的另一个例 子。在图7中，凸出物80是细长结构布置的，使得延伸基本上是在入口孔56 和出口孔68之间沿圆周方向，并且延伸至鹏34内。凸出物80交替地从阻挡板 78的两边延伸。这样形成通过环绕设置的凸出物80的7转卩流体的曲折的流动通 道。可以働率的是，不同于上面描述的凸出物80结构可以用于腔34中。
现在参考图8-10， 一些实施例包括增强定子末端线圈82到冷却套管28的 传热的特征。在图8中，末端线圈82封装在形成灌注层96的例如灌注混合物 或塑料或其它材料中。由导热材料例如钢或铝制造的环84安装到灌注层96上。 可以理解的是，对于环84可以〗顿其他材料。环84可以是波微卜形以更好地 酉己合灌注层96的开娥，因此基本上排出灌注层96与环84之间的所有空气，从 而增加环84和灌注层96之间的热接触。进一步地，环84可以包J刮夹槽或 L 86 以允许导线88 ^^似物伸出。{顿环84斷氐了所f顿的灌注混合物的数量， 并增加了M端线圈82到冷却套管28的有效热传导。
图9示出了第二个例子。在图9中，封駄端线圈82，产生灌注层96，并 且端盖20组装到灌注层96。端盖20可以是波微卜形以更好地配合灌注层96 的开邻，基本上排出端盖20与灌注层96之间的所有空气，因此增加端盖20和灌注层96之间的热，魏4。另外，热油脂、密封剂或其它导热混合物的层可以散 布在灌注层96和端盖20之间。
在图10中示出了第三个例子。在这刊列子中，如上戶;Mi魅寸装定子末端线
圈90和92。第一端盖94组装到第一灌注层96，并且环84组装到第二灌注层 96。第一端盖94和/或环84可以是波微卜形以与灌注层96增加热接触。
虽然上面已经描述了本发明的实施例，很清楚的是，本领域技术人员在现 在和将来可以完成各种改进和提高，其落入随后权利要求的范围内。这些权利 要求应i劾率释成保持对于本发明首先描述的^S的《尉户。
权利要求
1、一种用于电机的液体冷却系统，包括可热传导地连接到电机定子的框架；机械地连接到框架并且与框架流体密封的盖子，，盖子和框架在它们之间限定腔；和至少一个在盖子和框架之间基本上延伸一段距离的盖子上的凸出物。
2、 如权利要求1的液体7賴卩系统，其中，框架和盖子是薄壁结构。
3、 如权利要求1的液体7转卩系统，其中，戶腿至少一个凸出物增加腔中流 術繊勺紊流。
4、 如权利要求1的液体7转係统，其中，戶腿至少一个凸出物增加腔的表 酾积。
5、 如权利要求1的液体y转卩系统，其中，BWM少一个凸出物从盖子延伸 并连接到框架。
6、 如权禾腰求5的液体7賴卩系统，其中，戶腿至少一个凸出物通过焊驗 接到框架。
7、 如权利要求1的液術賴卩系统，其中，戶;f^M少一个凸出物是环形细长结构。
8、 如权利要求1的液体7賴卩系统，其中，戶腿至少一个凸出物是轴向细长 结构。
9、 如权利要求1的液体7賴瞎统，其中，戶脱液体冷却系统的厚度是大约6mm。
10、 如权利要求1的液体冷却系统，其中，戶腐定子包括封驗灌注层中 的末端线圈。
11、 如权利要求10的液術转卩系统，其中， 一个或多个传导环布置为与灌 注层和框架热撤虫以在它们之间掛共热传导。
12、 如权利要求10的液体7转隊统，其中，戶腿电机的端盖布置为与灌注 层和框架热接触以在它们之间掛共热传导。
13、 如权利要求1的液術賴瞎统，其中，戶腿液術賴瞎统是由钢构造的。
14、 如权利要求13的液体7賴口系统，其中，戶脱液体冷却系统包括涂层以 增加耐腐蚀性。
15、 如权利要求14的液体)ti卩系统，其中，戶舰涂层是铝涂层。
16、 一种为电机构造液体冷却系统的方法，包括 在盖子上形成至少一个凸出物；将盖子结构上地附加到框架上，框架和盖子在它们之间限定腔，至少一个 在盖子和框架之间基本上延伸一鄉巨离的凸出物；及 将盖子流体密封到框架上。
17、 如权利要求16的方法，其中，盖子M31铜焊流体密封妾鹏架上。
18、 如权利要求16的方法，其中，盖子舰滚压结构上地附加到框架上。
19、 如权利要求18的方法，其中，盖子进一步iikM31焊接结构上地附力倒 框架上。
20、 如权利要求19的方法，其中，所述焊接是点焊。
全文摘要
本发明公开了一种用于电机的液体冷却系统。该液体冷却系统包括可热传导地连接到电机定子的框架。液体冷却系统进一步包括机械地连接到框架并与框架流体密封的盖子，盖子和框架在它们之间限定腔。盖子包括至少一个在盖子和框架之间基本上延伸一段距离的凸出物。本发明还提供了一种用于构造液体冷却系统的方法。所述方法包括在盖子上形成至少一个凸出物，并将盖子结构上地附加到框架上。盖子流体密封到框架上。
文档编号H02K9/19GK101304200SQ20081009202
公开日2008年11月12日 申请日期2008年3月17日 优先权日2007年3月16日
发明者大卫·A·富尔顿, 帕维乌·泰特拉 申请人:雷米科技有限公司