一種電機(jī)冷卻散熱結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種電機(jī)冷卻散熱結(jié)構(gòu)，涉及直線電機(jī)和平面電機(jī)，主要應(yīng)用于電機(jī)功率較大、發(fā)熱量大且對(duì)電機(jī)溫度控制要求較高的各種高精度、高速度、高加速運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。該冷卻散熱結(jié)構(gòu)含有蓋板、骨架和毛細(xì)管陣列；蓋板上設(shè)有進(jìn)水口出水口，并加工有水道；在骨架上設(shè)有四周水道、線圈安裝槽和毛細(xì)管安裝孔，在毛細(xì)管的外層鍍有一層絕緣層；毛細(xì)管安裝孔可以為單排孔結(jié)構(gòu)，也可以為雙排孔結(jié)構(gòu)，雙排孔結(jié)構(gòu)相對(duì)散熱面積更大，散熱更充分。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在可形成對(duì)線圈六個(gè)面的全方位冷卻，且不會(huì)產(chǎn)生明顯電渦流效應(yīng)。
【專利說明】一種電機(jī)冷卻散熱結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型是一種電機(jī)線圈繞組的冷卻散熱結(jié)構(gòu)，涉及直線電機(jī)和平面電機(jī)，主要應(yīng)用于電機(jī)功率較大、發(fā)熱量大且對(duì)電機(jī)溫度控制要求較高的各種高精度、高速度、高加速運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著自動(dòng)控制技術(shù)及微型計(jì)算機(jī)的高速發(fā)展，對(duì)各類自動(dòng)控制系統(tǒng)的定位精度、運(yùn)動(dòng)速度、加速度、響應(yīng)速度提出了更高的要求，在這種情況下，傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)再加上一套變換機(jī)構(gòu)組成的直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代控制系統(tǒng)的要求，為此，許多國(guó)家都在研究、發(fā)展和應(yīng)用直線、平面電機(jī)。高精度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、精密數(shù)控機(jī)床、磁懸浮列車、直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)電梯等均采用了直線電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0003]在各種高精密運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合，出于自動(dòng)控制系統(tǒng)的需要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的溫度控制一般要求比較嚴(yán)格，直線、平面電機(jī)作為系統(tǒng)中重要的發(fā)熱部件，其溫升效果就成為一項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)。電機(jī)溫升過高不僅會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的控制精度，對(duì)電機(jī)本身的性能和壽命也會(huì)產(chǎn)生很大不利影響，因此，如何降低電機(jī)的溫升是直線、平面電機(jī)發(fā)展的重要研究方向。
[0004]降低電機(jī)損耗減小電機(jī)發(fā)熱和改善冷卻系統(tǒng)提高電機(jī)散熱能力是降低電機(jī)溫升的兩個(gè)主要措施。由于直線、平面電機(jī)為無接觸式傳遞力，電機(jī)損耗本身就較小，因此，改善冷卻系統(tǒng)對(duì)于降低溫升能起到更明顯的效果。
[0005]由于原理結(jié)構(gòu)所限，直線、平面電機(jī)線圈繞組與磁鋼間距離較小，在線圈繞組與磁鋼間布置的普通冷卻結(jié)構(gòu)，隨著動(dòng)子的運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生較大電渦流效應(yīng)，對(duì)電機(jī)運(yùn)動(dòng)形成較大的阻力和損耗，所以目前常用的直線、平面電機(jī)的冷卻系統(tǒng)多為單邊式，即在線圈繞組與磁鋼間不布置冷卻結(jié)構(gòu)而只布置在另一側(cè)，這在避免電渦流效應(yīng)的同時(shí)使得電機(jī)的散熱能力也明顯降低。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型旨在提供一種電機(jī)冷卻散熱結(jié)構(gòu)，對(duì)線圈繞組進(jìn)行高效充分的散熱，且不產(chǎn)生明顯電渦流效應(yīng)，在不增加損耗的情況下很好的提升直線、平面電機(jī)的散熱能力，降低電機(jī)溫升。提高直線、平面電機(jī)在高精密運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合的應(yīng)用性能。
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0008]本實(shí)用新型所述的一種電機(jī)冷卻散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于:該冷卻散熱結(jié)構(gòu)含有蓋板、骨架和毛細(xì)管陣列；所述的蓋板上設(shè)有進(jìn)水口和出水口，加工有上部水道；所述的骨架四側(cè)設(shè)有四周水道，在下方設(shè)有線圈安裝槽，線圈固定在安裝槽內(nèi)，并且設(shè)有毛細(xì)管安裝孔；所述的毛細(xì)管陣列為一排并列布置的毛細(xì)管，毛細(xì)管的兩端插在骨架上的毛細(xì)管安裝孔內(nèi)；毛細(xì)管為中空結(jié)構(gòu)，內(nèi)部的中空結(jié)構(gòu)形成毛細(xì)管水道；毛細(xì)管上鍍有一層絕緣層。
[0009]本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案中，其特征還在于:所述的毛細(xì)管的安裝孔交錯(cuò)布置成兩排，相鄰兩孔的中心距等于毛細(xì)管的直徑；所述的毛細(xì)管緊密相切布置。
[0010]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性的技術(shù)效果:本實(shí)用新型所述的一種電機(jī)冷卻散熱結(jié)構(gòu)，能夠在六面對(duì)線圈繞組進(jìn)行全方位式冷卻，散熱能力高效充分，同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生明顯電渦流效應(yīng)，不對(duì)電機(jī)運(yùn)動(dòng)造成附加的阻力；大大提高了電機(jī)的散熱能力，使其在聞速、聞精度運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合下性能明顯提聞。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)爆炸視圖(從上往下看)。
[0012]圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)爆炸視圖(從下往上看)。
[0013]圖3為本實(shí)用新型的正剖視圖。
[0014]圖4為本實(shí)用新型的側(cè)剖視圖。
[0015]圖5為本實(shí)用新型中的毛細(xì)管的外形圖。
[0016]圖6為本實(shí)用新型中單排毛細(xì)管安裝孔的示意圖。
[0017]圖7為本實(shí)用新型中毛細(xì)管呈間隙布置的示意圖。
[0018]圖8為本實(shí)用新型中雙排毛細(xì)管安裝孔的示意圖。
[0019]圖9為本實(shí)用新型中毛細(xì)管呈緊密相切布置的示意圖。
[0020]圖10為本實(shí)用新型中毛細(xì)管經(jīng)絕緣處理后產(chǎn)生電渦流效應(yīng)示意圖。
[0021]圖11為毛細(xì)管不經(jīng)絕緣處理產(chǎn)生的電潤(rùn)流效應(yīng)示意圖。
[0022]其中:1 一蓋板；2—骨架；3—線圈；4一毛細(xì)管陣列；5—線圈安裝槽；6—毛細(xì)管安裝孔；7—毛細(xì)管；8—絕緣層；11—進(jìn)水口 ；12—出水口 ；13—四周水道；14一上部水道；15—毛細(xì)管水道；21—局部電渦流效應(yīng)；22—整體電渦流效應(yīng)。

【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明。
[0024]圖1和圖2為本實(shí)用新型提供的一種電機(jī)冷卻散熱結(jié)構(gòu)的爆炸視圖，該結(jié)構(gòu)從上至下依次含有蓋板1、骨架2和毛細(xì)管陣列4 ;在所述的蓋板I上設(shè)有進(jìn)水口 11和出水口12，在蓋板下表面加工有上部水道14 ;(參見圖2、圖3和圖4);所述骨架2的周邊設(shè)有四周水道13，在骨架的下底面設(shè)有線圈安裝槽5，線圈放置在安裝槽內(nèi)；所述的毛細(xì)管陣列4由一排平行布置的毛細(xì)管7組成，每根毛細(xì)管兩端分別插入安裝孔后固定在骨架上，并且與線圈底面接觸；毛細(xì)管為中空結(jié)構(gòu)，形成毛細(xì)管水道15;然后將蓋板蓋在骨架上，形成一個(gè)封閉的冷卻循環(huán)系統(tǒng)。線圈3工作時(shí)發(fā)熱，該結(jié)構(gòu)對(duì)線圈進(jìn)行冷卻散熱，使其溫升不至過高；溫度較低的冷卻水經(jīng)進(jìn)水口 11進(jìn)入后，一部分進(jìn)入上部水道14，一部分進(jìn)入四周水道13，一部分進(jìn)入毛細(xì)管水道15 ;冷卻水在各部分水道內(nèi)與線圈發(fā)生熱交換，溫度升高，在出水口 12處匯總后流出，完成一個(gè)散熱循環(huán)。在冷卻過程中，上部水道14與線圈上表面接觸，毛細(xì)管水道15與線圈下表面接觸，四周水道13與線圈的四個(gè)側(cè)面接觸，共形成了對(duì)線圈六個(gè)面的全方位冷卻。
[0025]圖6為本實(shí)用新型中的單排毛細(xì)管安裝孔示意圖，由于鉆孔時(shí)相鄰兩孔應(yīng)存在一定間距，因此安裝后的相鄰毛細(xì)管間也存在間隙，如圖7所示。圖8為本實(shí)用新型中的雙排毛細(xì)管安裝孔示意圖，將安裝孔交錯(cuò)布置成兩排，相鄰兩孔的垂向中心距等于毛細(xì)管直徑，安裝后的毛細(xì)管緊密相切布置，如圖9所示；此方案布置的毛細(xì)管熱交換面積更充分，散熱效果更好。
[0026]每根毛細(xì)管7外表面上鍍有一層絕緣層8 (如圖5所示)，使毛細(xì)管與骨架，以及毛細(xì)管與毛細(xì)管間相互不導(dǎo)電，在毛細(xì)管上只形成較小的局部電渦流效應(yīng)21，如圖10所示。圖11為不經(jīng)絕緣處理的毛細(xì)管形成的整體電渦流效應(yīng)22，電渦流場(chǎng)較大，對(duì)電機(jī)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生很大的附加阻力，嚴(yán)重影響電機(jī)有效推力輸出。本例所述的鍍有絕緣層的毛細(xì)管明顯減弱了電渦流效應(yīng)，降低了其帶來無用損耗。
【權(quán)利要求】
1.一種電機(jī)冷卻散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于:該冷卻散熱結(jié)構(gòu)從上至下依次含有蓋板(I)、骨架(2)和毛細(xì)管陣列(4);所述的蓋板上設(shè)有進(jìn)水口(11)和出水口(12)，蓋板的下表面加工有上部水道(14);所述骨架(2)的周邊設(shè)有四周水道(13)，在下底面設(shè)有線圈安裝槽(5);所述的毛細(xì)管陣列(4)由一排平行布置的毛細(xì)管(7)組成，每根毛細(xì)管的兩端分別插入骨架兩側(cè)的毛細(xì)管安裝孔(6)內(nèi)，并固定在骨架(2)上；毛細(xì)管為中空結(jié)構(gòu)，內(nèi)部的中空結(jié)構(gòu)形成毛細(xì)管水道(15);所述的進(jìn)水口(11)、上部水道(14)、四周水道(13)、毛細(xì)管水道(15)和出水口(12)形成一個(gè)封閉的冷卻循環(huán)系統(tǒng)；在毛細(xì)管上鍍有一層絕緣層(8)。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種電機(jī)冷卻散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的毛細(xì)管安裝孔交錯(cuò)布置成兩排，相鄰兩孔垂向中心距等于毛細(xì)管的直徑，所述的毛細(xì)管緊密相切布置。
【文檔編號(hào)】H02K9/19GK203951320SQ201420305120
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月9日
【發(fā)明者】張鳴, 朱煜, 成榮, 楊開明, 張利, 王平安, 秦慧超, 趙彥坡, 胡清平, 田麗, 張金, 徐登峰, 尹文生, 穆海華, 胡金春 申請(qǐng)人:清華大學(xué), 北京華卓精科科技有限公司