具有过热保护机构的油冷电机制造技术

本发明专利技术公开了具有过热保护机构的油冷电机，涉及电机冷却技术领域，能够在降低油阻的同时降低电机局部热点，提高冷却效果。本发明专利技术包括：转子内壁和转轴外壁固定连接，定子安装在转子外侧，定子和转子之间有空隙，循油油路安装在定子外围，循油油路的出口连接淋油油路的进油口，油冷电机的底部设置回油油路。转轴一侧安装风扇，风扇风向朝向转子，淋油油路的出油口设置在风扇前方。在油冷电机远离风扇的一侧壳体上设置通风口，护罩通过齿轮设置在壳体外侧，高温安全阀设置在电机侧端盖，高温安全阀的作动弹簧底部连接齿条，齿条和齿轮啮合，高温安全阀闭合时，护罩覆盖在通风口外侧，高温安全阀打开时，护罩移开，通风口和电机外界环境连通。

【技术实现步骤摘要】
具有过热保护机构的油冷电机
本专利技术涉及电机冷却
，尤其涉及了具有过热保护机构的油冷电机。
技术介绍
航空电机在运行时不可避免的会产生损耗，这部分损耗将转化为热能引起电机温度上升，如果没有其他介质吸收这部分热量，将导致电机温度持续上升。过高的温度会造成不良的影响，包括：材料的机械强度变低、金属材料氧化速度加快、材料弹性变化、绕组电阻率变大，绕组绝缘材料寿命降低，严重时无法保证飞机系统的正常供电，有可能出现重大事故。航空电机由于运行环境的特殊性，对于重量较为敏感，一般直接采用空气或者自带的油作为冷却介质，而油具有比空气更高的比热容和更佳的导热性，因此采用油冷可以更加有效的带走电机产生的热量，使电机工作在安全温度以内。但是油的黏度非常大会产生较高的流阻，导致油泵所需的功率很高，这部分额外功率会从航空发动机中提取更多能量，增大了耗油、降低了飞机航程；虽然淋油冷却、喷油冷却直接接触发热源可以高效散热，但由于油在电机腔体空间分布不均，使得整体冷却效果有所折扣，电机存在局部热点的问题；当油冷电机内含有多个回油口时，各回油油路的流阻不等可能会导致部分回油口无法及时回油，将会导致腔体内存在积油，转子会搅油将产生额外机械损耗、降低电机系统效率。此外，航空电机的冷却介质一般都是来自于航空发动机滑油系统，由于结构复杂、管道输油、回油部件较多，发生故障可能性也更高，一旦供油、回油出现故障，电机的热量无法及时散出，将导致电机温度急剧上升，严重时会对整个飞机系统造成重大恶劣影响。
技术实现思路
>本专利技术提供具有过热保护机构的油冷电机，能够增大油与电机发热源的接触面积、提高整体冷却效果，并且在电机油冷功能出现故障时，及时切换到风冷状态，保障电机在油冷故障时也能安全、稳定运行。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：具有过热保护机构的油冷电机，包括：定子、转子、转轴、风扇、护罩、齿轮、齿条、高温安全阀、循油油路、淋油油路、回油油路。转子内壁和转轴外壁固定连接，定子安装在转子外侧，定子和转子之间有空隙，循油油路安装在定子外围，循油油路的出口连接淋油油路的进油口，油冷电机的底部设置回油油路。转轴一侧安装风扇，风扇风向朝向转子，淋油油路的出油口设置在风扇前方。在油冷电机远离风扇的一侧壳体上设置通风口，护罩通过齿轮设置在壳体外侧，高温安全阀设置在通风口上方，高温安全阀的作动弹簧底部连接齿条，齿条和齿轮啮合，高温安全阀闭合时，护罩覆盖在通风口外侧，高温安全阀打开时，护罩移开，通风口和电机外界环境连通。进一步的，循油油路包括进油口、循油管路、循油油路出口。循油管路由若干圆环形管路串联组成，循油管路顶端设置进油口，以进油口为入口，循油管路分为两路，分开的两路循油管路在定子外侧按圆环形环绕，最终在定子顶部汇合，汇合处连接循油油路出口。进一步的，循油油路、淋油油路、回油油路的拐角处均为倒角。进一步的，回油油路抽油口位于风扇与定子间空隙的正下方。进一步的，风扇通过柔性桨毂与转轴连接，柔性桨毂通过轻微形变缓冲电机急停/急转时对风扇的冲击。进一步的，风扇的叶片表面覆盖强化膜，强化膜采用凯夫拉或碳纤维材料，具有耐冲击、耐腐蚀的特性。进一步的，风扇叶片的宽度与半径成正比。进一步的，柔性桨毂的半径与叶片半径成正比。本专利技术的有益效果为：本专利技术的电机尾壳体端加装高温安全阀和通风口，如果温度过高，高温安全阀作动，将尾壳体处加装的活动护罩打开，电机腔体从封闭状态转为开放，冷却方式由油冷转为强迫风冷，起到应急冷却的作用；本专利技术中的循油油路多次分流，使得油路流阻较低，有效减小了油泵功率，降低了对航空发动机功率的提取；淋油油路和风扇的组合结构使得喷出的油直接接触到电机的发热源，冷却效率高，风扇进一步提高了油与发热源的接触面积和对流换热系数，从而可以降低局部热点，提高整体冷却效果；油在重力作用下流入位于电机底部的回油油路，回油油路相对于出油口两端对称、流阻相等，防止因回油油路流阻差异造成的电机腔体内的积油无法回收，从而杜绝了转子搅油现象的发生。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1是实施例的结构示意图；图2是油路的结构示意图；图3是循油油路的结构示意图；图4是淋油油路的结构示意图；图5是回油油路的结构示意图；图6是风扇的结构示意图；图7是电机端盖处高温安全阀的安装示意图；图8是高温安全阀作动原理图。1-定子、2-转子、3-尾壳体、4-轴承、5-机壳、6-转轴、7-循油油路、71-进油口、72-循油管路、73-循油油路出口、8-淋油油路、9-回油油路、91-回油口、92-回油管路、93-抽油口、10-风扇、11-叶片强化膜、12-通风口、13-护罩、14-齿轮、15-齿条、16-高温安全阀、17-风向。具体实施方式为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。具有过热保护机构的油冷电机，如图1所示。转子2内壁和转轴6外壁固定连接，定子1安装在转子2外侧，定子1和转子2之间留有空隙。循油油路7安装在机壳5的内侧，定子1的外围。循油油路7如图2、3所示，包括进油口71、循油管路72、循油油路出口73。循油管路72由若干圆环形管路串联组成，循油管路72左侧顶端设置进油口71，以进油口71为入口，循油管路72分为两路，两路管路以圆环形绕在定子1外侧，最终在定子1顶部汇合，汇合处连接循油油路出口73。在总流量不变的情况下，经过进油口71的分流，可以大幅度的降低流阻，减少了能量损失。流阻造成的能量损失与油路的管径、长度以及油自身特性相关，计算过程如下：上式中Q表示油流量，υ表示油速，S表示油路横截面积，l表示油路长度，g表示重力加速度，d表示油路当量直径，λ表示沿程阻力系数，ζ表示油路尺径、方向变化时的局部阻力系数，hf和hm分别表示沿程能量损失和局部能量损失。因此由上式可以得出能量损失与流量呈现出二次方的关系，在总流量不变的情况下，通过管道的分流可以起到降低流阻、减少能量损失的作用。为保持每条油路冷却效果均衡，防止出现局部热点，即油路的尺径应保持一致。转轴6一侧安装风扇10，风扇10的风向17朝向转子2，风扇10和转轴6固定连接，随着转轴6转动。淋油油路8为直角型油路，如图4所示，淋油油路8的进油口连接循油油路出口73，淋油油路8的出油口设置在风扇10前方。油从淋油油路8的出油口喷出，经过风扇10时受高速旋转的风扇叶片和扇叶周围的旋转气流影响，油沿圆周方向溅射，接触到定子1和转子2。由于风向与淋油油路8出口方向一致，会将溅射的油加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.具有过热保护机构的油冷电机，包括：定子、转子、转轴、风扇、护罩、齿轮、齿条、高温安全阀、循油油路、淋油油路、回油油路；/n转子内壁和转轴外壁固定连接，定子安装在转子外侧，定子和转子之间有空隙，其特征在于，循油油路安装在定子外围，循油油路的出口连接淋油油路的进油口，所述油冷电机的底部设置回油油路；/n转轴一侧安装风扇，风扇风向朝向转子，淋油油路的出油口设置在风扇前方；/n在所述油冷电机远离风扇的一侧壳体上设置通风口，护罩通过齿轮设置在壳体外侧，高温安全阀设置在通风口上方，高温安全阀的作动弹簧底部连接齿条，齿条和齿轮啮合，高温安全阀闭合时，护罩覆盖在通风口外侧，高温安全阀打开时，护罩移开，通风口和电机外界环境连通。/n

【技术特征摘要】
1.具有过热保护机构的油冷电机，包括：定子、转子、转轴、风扇、护罩、齿轮、齿条、高温安全阀、循油油路、淋油油路、回油油路；
转子内壁和转轴外壁固定连接，定子安装在转子外侧，定子和转子之间有空隙，其特征在于，循油油路安装在定子外围，循油油路的出口连接淋油油路的进油口，所述油冷电机的底部设置回油油路；
转轴一侧安装风扇，风扇风向朝向转子，淋油油路的出油口设置在风扇前方；
在所述油冷电机远离风扇的一侧壳体上设置通风口，护罩通过齿轮设置在壳体外侧，高温安全阀设置在通风口上方，高温安全阀的作动弹簧底部连接齿条，齿条和齿轮啮合，高温安全阀闭合时，护罩覆盖在通风口外侧，高温安全阀打开时，护罩移开，通风口和电机外界环境连通。


2.根据权利要求1所述的具有过热保护机构的油冷电机，其特征在于，所述循油油路包括进油口、循油管路、循油油路出口；
循油管路由若干圆环形管路串联组成，循油管路顶端设置进油口，以进油口为入口，循油管路分为两路，分开的两路循...

【专利技术属性】
技术研发人员：张卓然，李立强，李进才，李涵琪，石珩，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32