CN107086713A - 一种高效散热的风冷定转子电机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效散热的风冷定转子电机，包括机壳和设于机壳两端的电机端盖，所述机壳内设置有定子和转子，所述定子与转子之间留有气隙，所述转子中心设有转轴，所述机壳的壳体内设有若干机壳定子散热风流道，且机壳一端还设有一电机风罩，用于通入外部的冷风；所述转子内设有若干转子散热风流道；所述转子两端均设有一转子风罩，且所述转子风罩与转轴之间存有通气流道；所述转子风罩与转轴之间的通气流道和转子内的转子散热风流道共同形成转子散热风道；所述定子内设有若干定子散热风流道；所述电机端盖开有通气孔，且所述通气孔和机壳定子散热风流道之间共同形成机壳定子散热风道。本发明节能降耗，散热高效，结构简单，使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及电机领域，尤其涉及一种高效散热的风冷定转子电机。
背景技术
目前电机散热是国内外十分关注的技术主题，如果电机在运行过程中不能进行有效散热，会大大降低它的使用寿命，尤其对于异步电机来讲，高温转子会造成电机转子绕组电阻增大从而增加了电机转子的励磁损耗降低电机效率；对于永磁同步电机来讲，高温转子会造成电机磁体磁性能下降，甚至直接导致磁体退磁，这对于永磁电机来讲是一致命威胁。
当今国内外有部分电机采用开放式散热方式（将空气直接吹入转子与定子缝隙中），这样的散热方法虽然能够更有效的散热电机定转子，但对工作环境有很高的要求，电机长期在潮湿粉尘污染的坏境下工作易造成电机电枢寿命短及堵塞气隙影响电机正常工作。
国内外也有一些厂家在电机定转子中同时通入液体，这样的结构虽说也能够有效的散热电机，此定转子结构存在密封不可靠，在电机高速运转时定转子内循环回路中极易发生渗漏造成烧毁电机，安全性较差。同时还会增加制造工艺难度使电机成本上升。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种高效散热的风冷定转子电机，它节能降耗，散热高效，整体结构简单，性能优良，使用寿命长。
本发明采用的技术方案如下：
一种高效散热的风冷定转子电机，包括机壳和设于机壳两端的电机端盖，所述机壳内设置有定子和转子，所述定子与转子之间留有气隙，所述转子中心设有转轴，所述机壳的壳体内设有若干机壳定子散热风流道，且机壳一端还设有一电机风罩，用于通入外部的冷风；所述转子内设有若干转子散热风流道；所述转子两端均设有一转子风罩，且所述转子风罩与转轴之间存有通气流道；所述转子风罩与转轴之间的通气流道和转子内的转子散热风流道共同形成转子散热风道；所述定子内设有若干定子散热风流道；所述电机端盖开有通气孔，且所述通气孔和机壳定子散热风流道之间共同形成机壳定子散热风道。
本发明中，在电机机壳内部及转子都留有散热风道，在通入外部冷风后，转子散热风道和机壳定子散热风道能够有效对电机整体进行散热；而转子风罩的设置使转子散热风流道与气隙形成两个完全独立的空间，有效的阻止冷却气体中粉尘杂物堵塞气隙的可能性。
进一步地，还包括还包括轴承，所述轴承装配在转子风罩与电机端盖之间。
进一步地，所述转子风罩包括一体成型的夹轴部和喇叭部，所述夹轴部用于供转轴穿过，且外部套有轴承，所述喇叭部开口较大的一端与转子外表面接触；所述转子风罩采用的材料具有导热性，且转子风罩内壁均匀分布设置有若干风叶。
本发明中，所述转子风罩采用的材料具有导热性，而轴承装配在电机转子转子风罩与电机端盖之间，由于转子风罩材料是具有一定导热性能材料加工而成，本身就具有一定的散热功能，所以在冷却电机转子的同时可以顺便冷却电机两端轴承，从而可以提高电机使用寿命。
进一步地，所述转子内设有围成闭合圈的多个磁体，且它们形成的闭合圈将转子分为转子外区域和转子内区域，所述转子外区域和转子内区域内均呈圆周式均匀设有若干转子散热风流道；所述转子内区域内设置的转子散热风流道朝定子方向的壁上设有散热筋。
本发明中，在转子外区域和转子内区域内可以设置均设置转子散热风流道，可以根据实际需要仅单层设置转子散热风流道。同时在流道内壁设置散热筋可以更加有效发挥散热作用。
进一步地，所述散热筋设有多条，且分布结构呈齿状。
本发明中，转子散热风流道朝定子方向的壁上设置的散热筋呈齿状是由于转子相对定子转动，转子朝向定子方向的热量相对较大，故设置齿状既能够增大散热面积，同时增强转子整体的耐损度。
进一步地，所述转子外区域内设置的转子散热风流道呈条状形设置。
进一步地，所述机壳定子散热风流道内设有散热筋。
进一步地，若干所述定子散热风流道呈圆周式均匀设置。
进一步地，所述转子外区域有四个，每个均设有多条转子散热风流道，所述转子内区域内设置的转子散热风流道有8条。
进一步地，所述转子散热风道和机壳定子散热风道均进行防锈防水处理。
本发明中，转子散热风道和机壳定子散热风道做防水防锈处理且通道截面积较大，所以散热过程中吹进电机的风可省去过滤水分与风尘处理，即便是有风尘堵塞通道的现象发生可用压缩空气直接清理，方法简单便捷。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果：
1、电机机壳内部、转子内部均设有散热通道和散热筋，由于内外同时散热有较短的散热途径，因此具有散热迅速高效的优点；
2、设置转子风罩能够有效阻止冷却气体中粉尘杂物堵塞气隙的可能性，避免电机损坏；
3、在对转子进行冷却同时能够对轴承进行冷却，提高其使用寿命；
4、此散热结构由于电机转子有多条散热风道，可减轻电机本身重量；
5、对于永磁电机来讲，此结构可在不影响磁路环境下在转子永磁正面及背面开通风道，具有稳定永磁工作温度的作用，可大大提升永磁特性、寿命及能量转换效率；
6、对于感应电机来讲，转子上开通散热通道可降低转子电枢温度，从而提高电机效率。
附图说明
图1：本发明的结构示意图；
图2：本发明定转子风道横截面示意图；
图3：本发明转子风罩的结构示意图一；
图4：本发明转子风罩的结构示意图二。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例：
如图1和图2所示，一种高效散热的风冷定转子电机，包括机壳1和设于机壳1两端的电机端盖8，所述机壳内设置有定子2和转子3，所述定子与转子之间留有气隙9，所述转子3中心设有转轴5，所述机壳1的壳体内设有若干机壳定子散热风流道10，且机壳1一端还设有一电机风罩6，用于通入外部的冷风；所述转子3内设有若干转子散热风流道11；所述转子3两端均设有一转子风罩4，且所述转子风罩4与转轴5之间存有通气流道12；所述转子风罩4与转轴5之间的通气流道12和转子3内的转子散热风流道11共同形成转子散热风道001；所述电机端盖8开有通气孔13，且所述通气孔13和机壳定子散热风流道10之间共同形成机壳定子散热风道002。
还包括还包括轴承7，所述轴承7装配在转子风罩4与电机端盖8之间。
所述转子3内设有围成闭合圈的多个磁体31，且它们形成的闭合圈将转子分为四个转子外区域32和一个转子内区域33，所述转子外区域32和转子内区域33内均呈圆周式均匀设有8条转子散热风流道；所述转子内区域内33设置的转子散热风流道朝定子方向的壁上设有多条散热筋34，且分布结构呈齿状。
所述转子外区域32内设置的转子散热风流道呈条状形设置。
所述机壳定子散热风流道10内设有散热筋101。
所述转子散热风道001和机壳定子散热风道002均进行防锈防水处理。
如图3和图4所示，所述转子风罩4包括一体成型的夹轴部41和喇叭部42，所述夹轴部41用于供转轴5穿过，且外部套有轴承7，所述喇叭部42开口较大的一端与转子3外表面接触；所述转子风罩4采用的材料具有导热性，且转子风罩4内壁均匀分布设置有8片风叶43。当电机转子高速转动时，可加快空气对流更加快速有效冷却电机转子。
本实施例中，整个转子风罩内壁呈“喇叭口”状。当对流气体从窄口流入广口时会产生流体附壁效应使广口端气压明显降低带动窄口端周围更多的空气自然流向广口端；同时降压的同时可吸走流道热量使冷却效率提高。当对流气体从广口流向窄口时，由于对流气体受到压缩可以有效吸收流道内气体摩擦声。
如图2箭头方向所示，散热空气（压缩空气可代替）+水雾从电机尾部进入，途经定子、机壳与转子预留的散热通道将电机内部产生的热量快速流经机壳定子散热风道002（e→f）与转子散热风道001（m→n）两个风道同时带走从而有效低成本的散热电机。
由于该结构采用内外双层散热结构，使得电机温升较低，在设计电机时可适当增加电机功率密度，比同级别的异步电机降低2-3个机座号，比同级别的同步电机降低1个机座号。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高效散热的风冷定转子电机，包括机壳和设于机壳两端的电机端盖，所述机壳内设置有定子和转子，所述定子与转子之间留有气隙，所述转子中心设有转轴，其特征在于，所述机壳的壳体内设有若干机壳定子散热风流道，且机壳一端还设有一电机风罩，用于通入外部的冷风；所述转子内设有若干转子散热风流道；所述转子两端均设有一转子风罩，且所述转子风罩与转轴之间存有通气流道；所述转子风罩与转轴之间的通气流道和转子内的转子散热风流道共同形成转子散热风道；所述定子内设有若干定子散热风流道；所述电机端盖开有通气孔，且所述通气孔和机壳定子散热风流道之间共同形成机壳定子散热风道。
2.根据权利要求1所述的高效散热的风冷定转子电机，其特征在于，还包括还包括轴承，所述轴承装配在转子风罩与电机端盖之间。
3.根据权利要求1或2所述的高效散热的风冷定转子电机，其特征在于，所述转子风罩包括一体成型的夹轴部和喇叭部，所述夹轴部用于供转轴穿过，且外部套有轴承，所述喇叭部开口较大的一端与转子外表面接触；所述转子风罩采用的材料具有导热性，且转子风罩内壁均匀分布设置有若干风叶。
4.根据权利要求1所述的高效散热的风冷定转子电机，其特征在于，所述转子内设有围成闭合圈的多个磁体，且它们形成的闭合圈将转子分为转子外区域和转子内区域，所述转子外区域和转子内区域内均呈圆周式均匀设有若干转子散热风流道；所述转子内区域内设置的转子散热风流道朝定子方向的壁上设有散热筋。
5.根据权利要求4所述的高效散热的风冷定转子电机，其特征在于，所述散热筋设有多条，且分布结构呈齿状。
6.根据权利要求4所述的高效散热的风冷定转子电机，其特征在于，所述转子外区域内设置的转子散热风流道呈条状形设置。
7.根据权利要求4所述的高效散热的风冷定转子电机，其特征在于，所述转子外区域有四个，每个均设有多条转子散热风流道，所述转子内区域内设置的转子散热风流道有8条。
8.根据权利要求1所述的高效散热的风冷定转子电机，其特征在于，所述机壳定子散热风流道内设有散热筋。
9.根据权利要求1所述的高效散热的风冷定转子电机，其特征在于，若干所述定子散热风流道呈圆周式均匀设置。
10.根据权利要求1所述的高效散热的风冷定转子电机，其特征在于，所述转子散热风道和机壳定子散热风道均进行防锈防水处理。
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