一种电机转子冷却系统
阅读说明：本技术 一种电机转子冷却系统 (Motor rotor cooling system ) 是由 裴瑞琳 何祥延 于 2021-10-20 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种电机转子冷却系统,其涉及电机领域。其技术方案要点包括电机轴,所述电机轴的一端向内延伸设置有冷却通道,所述冷却通道的开口端嵌设有固定架,所述固定架包括固定轴；所述固定轴上套设有能够转动的驱动叶轮,以及与所述驱动叶轮接触的弹性件；所述固定轴上分别设置有将所述驱动叶轮和弹性件夹于其中的第一限位环和第二限位环,且所述弹性件呈压缩状态。本发明能够限制驱动叶轮的最高转速,从而在满足电机冷却需求的情况下来降低能耗。(The invention discloses a motor rotor cooling system, and relates to the field of motors. The technical scheme is characterized by comprising a motor shaft, wherein a cooling channel is arranged at one end of the motor shaft in an inward extending mode, a fixing frame is embedded into the opening end of the cooling channel and comprises a fixing shaft; the fixed shaft is sleeved with a driving impeller capable of rotating and an elastic piece contacted with the driving impeller; the fixed shaft is respectively provided with a first limiting ring and a second limiting ring which clamp the driving impeller and the elastic piece, and the elastic piece is in a compressed state. The invention can limit the highest rotating speed of the driving impeller, thereby reducing energy consumption under the condition of meeting the cooling requirement of the motor.)
技术领域
本发明涉及电机领域，更具体地说，它涉及一种电机转子冷却系统。
背景技术
对于永磁同步电机而言，磁钢退磁将直接导致电机失效。由于磁钢布置于电机转子上，润滑油难进进入电机转子内部，导致磁钢退磁的风险较大。
为了降低磁钢退磁的风险，需要将冷却油导入电机转子内部对电机转子进行冷却。现有的冷却方案主要有两个，第一个方案是在电机轴或者电机壳体上布置高压油封，高压油封的一侧与电机壳体接触，另一侧与电机轴接触，使得电机壳体上的油路与电机转子内部的油路连通，使冷却油可以进入电机转子内部。第二个方案是设计一根细长的空心轴深入电机轴内部，在电机轴内部设置阶梯孔，内侧孔径大，外侧孔径小，在电机轴内部形成油池对电机轴进行冷却。
第一个方案的缺点是高压油封会产生额外的摩擦阻力，而且高压油封会磨损导致失效。第二个方案的优点是无高压油封，其缺点是细长轴很难加工，电机轴内部的阶梯孔很难加工，而且电机振动大的时候细长轴容易与电机轴接触并磨损。
现有公开号为CN113036968A的中国专利，公开了一种转子内部油路冷却结构，其包括中空转轴，中空转轴的外侧端设置有转子轭部，转子轭部内部开设有转子轭部径向流道和转子轭部轴向流道；中空转轴的一侧开设有孔洞，孔洞的一侧设置有轴承室，轴承室的外壁设置有进油口，和进油口相对的出油口设置在机壳的底部。
但是，上述专利中仅依靠转子转动产生的离心力来使得冷却油流动，会导致冷却油的循环流动性较差，影响冷却效果。
现有公开号为CN112737181A的中国专利，公开了一种电机转子冷却结构及电机，其包括转轴，转轴内部具有沿轴向延伸的通道；转轴的第一端连通设置有第一叶轮，第一叶轮随着转轴转动时，在第一叶轮的带动下，冷却介质由转轴的第二端进入通道，流经通道，由转轴的第一端流出。
但是，上述专利中第一叶轮的转速与转轴的转速相同，在一些电机工况下，会导致冷却功率超出电机的冷却需求，造成能耗浪费。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种电机转子冷却系统，其能够限制驱动叶轮的最高转速，从而在满足电机冷却需求的情况下来降低能耗。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种电机转子冷却系统，包括电机轴，所述电机轴的一端向内延伸设置有冷却通道，所述冷却通道的开口端嵌设有固定架，所述固定架包括固定轴；所述固定轴上套设有能够转动的驱动叶轮，以及与所述驱动叶轮接触的弹性件；所述固定轴上分别设置有将所述驱动叶轮和弹性件夹于其中的第一限位环和第二限位环，且所述弹性件呈压缩状态。
进一步地，所述固定架还包括固定套，以及设置于所述固定套与固定轴之间的导通连接部。
进一步地，所述导通连接部为单向导通连接部，其位于所述驱动叶轮内侧。
进一步地，所述单向导通连接部为导流叶轮。
进一步地，所述第一限位环与弹性件分别位于所述驱动叶轮两侧，所述第一限位环与固定轴为一体成型。
进一步地，所述弹性件的一端与所述驱动叶轮固定连接，或者与所述第一限位环固定连接，或者与所述第二限位环固定连接。
进一步地，所述弹性件包括螺旋弹簧、波形弹簧或者碟簧。
进一步地，所述电机转子冷却系统还包括位于所述电机轴端部的油池端罩，所述油池端罩内形成有与所述冷却通道连通的油腔；所述油池端罩上设置有与所述驱动叶轮配合的导流套。
进一步地，所述电机轴外侧壁开设有与所述冷却通道连通的排流通道。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、通过弹性力与摩擦力配合来带动驱动叶轮转动，能够限制驱动叶轮的最高转速，在满足电机冷却需求的情况下能够减少能耗，避免浪费；
2、将导通连接部设计为单向导通连接部，且位于驱动叶轮内侧，能够阻碍冷却介质的反向流动，使得驱动叶轮能够顺利工作，并促进冷却介质的循环流动，提高冷却效率。
附图说明
图1为实施例中一种电机转子冷却系统的结构示意图；
图2为图1中A部分的放大示意图。
图中：1、电机轴；11、冷却通道；12、排流通道；21、第一端盖；22、壳体；23、第二端盖；3、定子组件；4、油池端罩；41、导流套；51、固定套；52、导流叶轮；53、固定轴；54、第一限位环；55、第二限位环；6、驱动叶轮；7、弹性件。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
实施例：
一种电机转子冷却系统，参照图1和图2，其包括电机轴1，电机轴1的一端向内延伸设置有冷却通道11，冷却通道11的开口端嵌设有固定架，固定架包括固定轴53；固定轴53上套设有能够转动的驱动叶轮6，以及与驱动叶轮6接触的弹性件7；固定轴53上分别设置有将驱动叶轮6和弹性件7夹于其中的第一限位环54和第二限位环55，且弹性件7呈压缩状态；呈压缩状态的弹性件7对驱动叶轮6施加弹性力，使得驱动叶轮6与固定架之间存在沿轴向的压力，则驱动叶轮6与固定架之间存在静摩擦力；电机轴1转动时带动固定架转动，而固定架通过静摩擦力带动驱动叶轮6转动，而驱动叶轮6转动后即可带动冷却介质流动；驱动叶轮6同样受到来自于冷却介质的反向作用力，若反向作用力过大，则固定架与驱动叶轮6之间的静摩擦力就会变成动摩擦力，即固定架无法继续带动驱动叶轮6进行转动，使得驱动叶轮6的转速无法继续提高；故本实施例中通过弹性力与摩擦力配合来带动驱动叶轮6转动，能够限制驱动叶轮6的最高转速，在满足电机冷却需求的情况下能够减少能耗，避免浪费；而通过调节弹性件7的预紧力，或者更换不同规格的弹性件7，可以调节驱动叶轮6的最高转速，从而满足不同的设计需求。
参照图2，具体地，本实施例中驱动叶轮6包括驱动内环以及固定设置于驱动内环外侧壁的驱动叶片；驱动内环与固定轴53之间为间隙配合，使得驱动叶轮6能够转动；本实施例中第一限位环54与驱动内环的内侧端接触，弹性件7与驱动内环的外侧端接触，而第二限位环55与弹性件7的外侧端接触，则驱动叶轮6与固定架之间的静摩擦力产生于第一限位环54与驱动内环之间；当然，在其他可选的实施例中，也可以将弹性件7设置于驱动叶轮6内侧，在此不作限制。
参照图2，具体地，本实施例中第一限位环54与固定轴53一体成型，从而能够减少零件数量，并保证尺寸精度；当然，在其他可选的实施例中，第一限位环54与固定轴53也可以通过过盈配合或者焊接实现固定连接，同时，第一限位环54也可以由多个不连续的限位凸起构成，在此不作限制；本实施例中将驱动叶轮6和弹性件7套设在固定轴53上，再将第二限位环55安装在固定轴53上；第二限位环55与固定轴53之间可以通过螺纹进行连接，或者通过过盈配合进行固定连接，或者通过焊接进行固定连接，在此不作限制。
参照图2，本实施例中弹性件7的外侧端与第二限位环55固定连接，从而能够延长弹性件7的使用寿命；当然，在其他可选的实施例中，也可以将弹性件7的内侧端与驱动叶轮6固定连接，或者将弹性件7的内侧端与第一限位环54固定连接，在此不作限制；本实施例中弹性件7为螺旋弹簧，在其他可选的实施例中，弹性件7也可以采用波形弹簧或者碟簧，在此不作限制。
参照图1和图2，具体地，本实施例中固定架还包括固定套51，以及设置于固定套51与固定轴53之间的导通连接部；本实施例中固定套51与冷却通道11之间通过过盈配合实现固定连接，使得电机轴1与固定架能够沿周向联动；在其他可选的实施例中，固定套51与电机轴1之间也可以通过其它方式或者结构实现固定连接，例如焊接，在此不作限制。
参照图2，本实施例中导通连接部为单向导通连接部，其位于驱动叶轮6内侧；电机轴1转动时，其冷却通道11内的部分冷却介质在离心力的作用下会流向开口端，不仅会影响冷却介质的循环流动，还会影响驱动叶轮6的工作；本实施例中将导通连接部设计为单向导通连接部，且位于驱动叶轮6内侧，能够阻碍冷却介质的反向流动，使得驱动叶轮6能够顺利工作，并促进冷却介质的循环流动，提高冷却效率。
参照图2，具体地，本实施例中单向导通连接部为导流叶轮52，导流叶轮52包括多个导流叶片，即固定套51与固定轴53之间通过多个导流叶片进行连接；本实施例中导流叶轮的主要作用在于阻碍冷却介质反向流动，实现单向流通的功能，而导流叶轮对冷却介质的促进流动作用很小；当然，在其他可选的实施例中，单向导通连接部也可以是开设有导流孔的导流板，在此不作限制；本实施例中固定套51、导流叶轮52以及固定轴53为一体成型，从而能够减少装配，并保证尺寸精度。
参照图1和图2，本实施例中电机转子冷却系统还包括位于电机轴1端部的油池端罩4，油池端罩4内形成有与冷却通道11连通的油腔；油腔内设置有冷却油，而驱动叶轮6用于将油腔内的冷却油导入至冷却通道11内，实现对电机轴1的直接冷却；优选地，油池端罩4上设置有与驱动叶轮6配合的导流套41，本实施例中导流套41内侧端伸入至固定套51内；导流套41与驱动叶轮6之间为间隙配合，而导流套41与固定轴53之间形成带导流通道，油腔内的冷却油进入导流通道后，在驱动叶轮6的作用下继续流动，从而能够提高驱动叶轮6的驱动效果。
参照图1和图2，本实施例中电机还包括壳体22，以及分别连接于壳体22两端的第一端盖21和第二端盖23；壳体22内侧壁设置有定子组件3，而第一端盖21、壳体22、第二端盖23以及电机轴1之间形成电机内部冷却腔；本实施例中电机轴1外侧壁开设有与冷却通道11连通的排流通道12，即冷却通道11内的冷却油通过排流通道12流至电机内部冷却腔中，实现对定子组件3和磁钢的冷却，并实现冷却油的循环流动；本实施例中电机轴1上设置有两组排流通道12，两组排流通道12的排出口分别位于磁钢的两侧；当然，在其他可选的实施例中，也可以将排流通道12直接连通至磁钢内部，在此不作限制。
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