恭喜浙江大学;浙江大学先进电气装备创新中心史涔溦获国家专利权
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龙图腾网恭喜浙江大学;浙江大学先进电气装备创新中心申请的专利一种具有相变材料的高过载永磁伺服电机冷却结构及方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119675292B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-13发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510162770.4,技术领域涉及:H02K1/14;该发明授权一种具有相变材料的高过载永磁伺服电机冷却结构及方法是由史涔溦;娄群健;颜冬;史婷娜设计研发完成,并于2025-02-14向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种具有相变材料的高过载永磁伺服电机冷却结构及方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种具有相变材料的高过载永磁伺服电机冷却结构及方法。高过载永磁伺服电机冷却结构包括机壳、端盖、定子铁心、永磁体、转子铁心、转轴、转子端盖和定子绕组,在定子铁心的两个端面均设置有相变‑环氧树脂复合灌封材料。方法为选取初始的相变材料,然后分别对第二层的相变材料和第三层的环氧树脂材料进行划分得到复合材料层再构建热网络模型,得到定子绕组的端部温升,改变相变材料的选取,重复实验,得到最优的相变材料。本发明的结构避免了填充相变材料带来电机体积增大的影响,还有效抑制了高过载工况下定子绕组的端部温升,本发明的方法通过多次实验选取出适合本发明结构下最优的相变材料。
本发明授权一种具有相变材料的高过载永磁伺服电机冷却结构及方法在权利要求书中公布了:1.一种高过载永磁伺服电机冷却结构的相变材料选取方法,其特征在于,方法包括以下步骤:所述高过载永磁伺服电机冷却结构包括机壳(1)、端盖(2)、定子铁心(3)、永磁体(4)、转子铁心(5)、转轴(7)、转子端盖(8)和定子绕组(9);机壳(1)的两个端面分别固定安装有两个端盖(2),机壳(1)内部设置有永磁体(4)、转子铁心(5)、转轴(7)和定子绕组(9),转轴(7)的两端分别穿过两个端盖(2)后与两个端盖(2)同轴活动连接;所述转子铁心(5)同轴固定套装在转轴(7)上,转子铁心(5)的表面固定套装有多个周向布置且轴向贯通的永磁体(4),转子铁心(5)的两个端面上分别固定安装有两个转子端盖(8);机壳(1)的圆周内壁上紧密安装有定子铁心(3),定子铁心(3)沿周向开设有多个绕组轴向通槽,各个绕组轴向通槽中分别嵌装有对应的定子绕组(9);所述定子铁心(3)的两个端面均设置有相变-环氧树脂复合灌封材料;所述相变-环氧树脂复合灌封材料为三层灌封材料,三层灌封材料分别为第一层的环氧树脂材料(11)、第二层的相变材料(10)和第三层的环氧树脂材料(11);第一层的环氧树脂材料(11)灌封在定子铁心(3)的两个端面上,第二层的相变材料(10)灌封在每个定子绕组(9)两端的端部表面,每相邻两个定子绕组(9)端部表面灌封的相变材料(10)之间互不相连,第三层的环氧树脂材料(11)灌封在相变材料(10)的表面上,第三层的环氧树脂材料(11)填充在定子铁心(3)、机壳(1)和端盖(2)之间形成的空间内部并与定子铁心(3)、机壳(1)端盖(2)紧密接触;S1、选取初始的相变材料(10)并获取相变材料(10)的热导率;S2、分别对第二层的相变材料(10)和第三层的环氧树脂材料(11)进行划分得到复合材料层,根据复合材料层进行解析建模处理得到相变材料(10)的等效比热容;S3、根据相变材料(10)的热导率、复合材料层和相变材料(10)的等效比热容构建所述高过载永磁伺服电机冷却结构的热网络模型,所述高过载永磁伺服电机冷却结构不断运行直到过载工况终了时刻,根据热网络模型得到定子绕组(9)的端部温升;S4、改变相变材料(10)的选取,重复步骤S2-步骤S3,得到不同相变材料(10)下定子绕组(9)的端部温升,根据不同相变材料(10)下定子绕组(9)的端部温升处理得到最优的相变材料(10);所述步骤S2具体为:S21、将第二层的相变材料(10)按预设的划分比例划分为内相变材料层和外相变材料层,将第三层的环氧树脂材料(11)按预设的划分比例划分为内环氧树脂材料层和外环氧树脂材料层,将内环氧树脂材料层和外相变材料层合并等效为复合材料层;S22、根据复合材料层并利用等效热容法对第二层的相变材料(10)进行解析建模处理得到相变材料(10)的等效比热容;所述步骤S22中对相变材料(10)进行解析建模处理按以下公式进行设置: c p =cp-pcm,β=0or1 c p =1-βb1cp-pcm+LΔT+βb1cp-pcm,0βb1 c p =1-β-b1b2cp-pcm+LΔT+β-b1b2cp-pcm,b1β1 β=Tmax-TpcmT2-T1其中,cp为相变材料(10)的等效比热容,cp-pcm为相变材料(10)的比热容,β为相变材料(10)的液相分数,b1为内相变材料层占相变材料(10)的体积分数,b2为外相变材料层占相变材料(10)的体积分数,L为相变潜热,ΔT为单位质量相变材料(10)相变起始时刻与结束时刻温差,T1和T2分别为相变材料(10)的相变起始温度和相变结束温度,Tmax为相变材料(10)的最高温度,Tpcm为相变材料(10)的相变温度。
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