CN112688447A

CN112688447A - 一种易散热电机及制备方法

Info

Publication number: CN112688447A
Application number: CN202011525766.3A
Authority: CN
Inventors: 白贺冰; 段洣恒; 邢进川; 刘献刚; 白蕙境
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-12-22
Filing date: 2020-12-22
Publication date: 2021-04-20

Abstract

本发明公开了一种易散热电机及制备方法，包括中心定子、外转子，其中，中心定子包括环状铁心、绕组，环状铁心包括若干个相互间隔的铁心单元，相邻的两个铁心单元之间设置有间隙，间隙用于形成散热气体的流通通道。本发明易散热电机，通过在环状铁心上设置用于气体流动散热的间隙，极大的提高了电机的内部散热，适用于各类电机的散热解决方案，本发明结构简单，并可降低成本，提高电机工作效率。

Description

一种易散热电机及制备方法

技术领域

本发明涉及一种电机，尤其是一种易散热电机及制备方法。

背景技术

温升是电机的重要性能指标，电机运行时是一个发热体，为了保持性能的稳定性，电机需要散热而达到最终的平衡。电机通常带有风扇，通过空气对流的形式来达到散热的目的，

在电机中，定子、绕组或其他发热部件中产生的热量都是由流过这些部件的某一或某些表面的冷却空气所带走。当冷却空气作层流运动时，仅有平行于固体表面的流动，即冷却空气会带走定子、绕组表面的热量，而定子、绕组内部的热量只能通过自身给的热传导扩散至其表面后来散发，这就造成了电机中普遍存在的散热难的问题。

尤其是针对体积小、高功率的电机，散热难是待以解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种能够有效解决散热问题的易散热电机，本发明的另一个目的是提供一种上述易散热电机的制备方法。

为实现上述目的，本发明一种易散热电机，包括中心定子、外转子，其中，中心定子包括环状铁心、绕组，环状铁心包括若干个相互间隔的铁心单元，相邻的两个铁心单元之间设置有间隙，间隙用于形成散热气体的流通通道。

进一步，每一个所述铁心单元均由若干个钢片压合而成。

进一步，所述钢片厚度为0.1-0.5mm，所述铁心单元的厚度为0.6-6mm，所述间隙的厚度为1.5mm-3mm。

进一步，若干个所述铁心单元的内侧壁均与加强筋焊接固定，从而使得若干个铁心单元整体形成环状铁心。

进一步，所述绕组安装到环状铁心后，所述间隙可以直接达到环状铁心与绕组的交界处，使得绕组最内部的高温区域能够直接接触到散热气体来进行散热。

进一步，所述外转子由圆筒状磁极安装座、磁极、中心轴套构成，若干对磁极沿周向均匀固定在安装座的内圆周面上，中心轴套位于磁极安装座内并与其同心，二者轴向外侧齐平并通过连接盘一体制成。

进一步，所述连接盘上设置有若干个通风孔，所述磁极安装座的外圆周面上还设置有若干道散热用环槽。

一种易散热电机的制备方法，该制备方法具体为：

1)加工规格相同的钢片和绝缘片；

2)设定数量的若钢片叠加形成一个铁心单元；

3)若干个铁心单元相互叠加，并且相邻两个铁心单元之间均设置有绝缘片；

4)上述设置好的铁心单元和绝缘片整体进行压合，形成初始铁心；

5)将初始铁心与圆筒状支撑套、加强筋固定连接；

6)取出绝缘片，在初始铁心形成用于散热的间隙，从而形成环状铁心；

7)在环状铁心上设置绕组来形成中心定子，中心定子与外转子组装形成电机主体。

进一步，所述绝缘片7的厚度为1.5mm-3mm。

进一步，所述步骤5)完成后，用机械加工的手段，直接去掉所述绝缘片，绝缘片原始的部位形成间隙。

本发明易散热电机，通过在环状铁心上设置用于气体流动散热的间隙，极大的提高了电机的内部散热，适用于各类电机的散热解决方案，本发明结构简单，并可降低成本，提高电机工作效率。

附图说明

图1为本发明易散热电机安装结构示意图；

图2为中心定子主视图；

图3为图2中A-A剖面图；

图4为制造中心定子时，带有绝缘片的结构示意图；

图5为制造中心定子时，去掉绝缘片的结构示意图；

图6为外转子部分剖视图；

图7为外转子仰视图；

图8为图3中B部放大图；

图9为图4中C部放大图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

如图1所示，本发明一种易散热电机，包括中心定子31、外转子32，外转子32从中心定子31轴向外侧套装在中心定子31上，并通过其中心轴套支撑在轴11上，螺钉4将外转子32、中心定子31与轴11相连接。

如图2、图3所示，中心定子31包括圆筒状支撑套311、环状铁心1、绕组312，环状铁心1连同其上的绕组312套装固定在支撑套311上。支撑套311轴向侧一端的径向内侧设置有安装法兰，该安装法兰上设置有用于定位的环状凸台315。

中心定子31通过所述安装法兰固定在外部单元2上，并通过环状凸台315与外部单元2上的设置的相应的环状凹槽相匹配，从而使环状铁心1及其绕组312与外部单元2的轴11同心。支撑套311轴向里侧一端的安装法兰上除了设置有4个供安装螺钉5穿过的安装孔314外，还设置有若干个散热孔313，另外，为了保证支撑套311的刚性，其内表面上还设置有若干道加强筋316。

如图3、图4、图5所示，环状铁心1包括若干个相互间隔的铁心单元3，每一个铁心单元3均由若干个钢片压合而成，相邻的两个铁心单元3之间设置有间隙6，间隙6用于散热气体的流通通道。钢片厚度为0.1-0.5mm，铁心单元3的厚度为0.6-6mm，间隙6的厚度为1.5mm-3mm。

若干个铁心单元3的内侧壁均与加强筋316焊接固定，从而使得若干个铁心单元3整体形成环状铁心1。绕组312安装到环状铁心1后，间隙6可以直接达到环状铁心1与绕组312的交界处，即使得绕组312最内部的高温区域能够直接接触到散热气体。

电机内部热量主要集中于中心定子31上，中心定子31上温度的最高部分主要在环状铁心1与绕组312的交界处，其产生的热量难以有效的散热，现有技术中，环状铁心1与绕组312的内部热量只能通过其固定材料由内向外导热，再通过其表面向外散热，这种散热效率极低，从而造成了现有电机散热难的问题，限制了电机的应用场景。

本发明突破了现有技术中环状铁心1与绕组312的散热难题，将现有技术中的固体热传导改进为高效的气体对流散热。散热气体吹入本发明易散热电机内部后，不仅能够直接带走环状铁心1内表面的热量，散热气体还能够通过若干个间隙6直接抵达环状铁心1与绕组312的交界处，直接带走绕组312的热量，从而能够直接给绕组312进行散热，整体达到高效的散热目的。

外转子32由圆筒状磁极安装座321、磁极322、中心轴套323构成，若干对磁极322沿周向均匀固定在安装座321的内圆周面上，中心轴套323位于磁极安装座321内并与其同心，二者轴向外侧齐平并通过连接盘327一体制成，连接盘327上设置有6个通风孔324，磁极安装座321的外圆周面上还设置有若干道散热用环槽325，当然，该散热用环槽325也可由环状翅片来代替。中心轴套323的里孔为与轴11相匹配的锥孔。

本发明还提供一种易散热电机的制备方法，该制备方法具体为：

8)加工规格相同的钢片和绝缘片7；

9)设定数量的若钢片叠加形成一个铁心单元3；

10)若干个铁心单元3相互叠加，并且相邻两个铁心单元之间均设置有绝缘片7；

11)上述设置好的铁心单元3和绝缘片7整体进行压合，形成初始铁心；

12)将初始铁心与圆筒状支撑套、加强筋固定连接；

13)取出绝缘片7，在初始铁心形成用于散热的间隙，从而形成环状铁心1；

14)在环状铁心1上设置绕组来形成中心定子，中心定子与外转子组装形成电机主体。

绝缘片7的厚度为1.5mm-3mm，步骤5)完成后，用机械加工或其他手段，直接去掉绝缘片7，绝缘片7原始的部位即形成间隙6。

本发明上述实施例只是一个优选的具体实施，除此之外，本发明还可有多种实施方式，如：上述中心定子31中的支撑套311除了采用圆筒形结构外，也可由其他形式的支撑结构来代替，并且其轴向里侧一端的安装法兰还可通过若干根支撑筋与支撑套相连；外转子上的中心轴套323与磁极安装座321之间也同样可通过若干根支撑筋相互连接成一体；这些不同的实施方式都在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种易散热电机，其特征在于，包括中心定子、外转子，其中，中心定子包括环状铁心、绕组，环状铁心包括若干个相互间隔的铁心单元，相邻的两个铁心单元之间设置有间隙，该间隙用于形成散热气体的流通通道。

2.如权利要求1所述的易散热电机，其特征在于，每一个所述铁心单元均由若干个钢片压合而成。

3.如权利要求1所述的易散热电机，其特征在于，所述钢片厚度为0.1-0.5mm，所述铁心单元的厚度为0.6-6mm，所述间隙的厚度为1.5mm-3mm。

4.如权利要求1所述的易散热电机，其特征在于，若干个所述铁心单元的内侧壁均与加强筋焊接固定，从而使得若干个铁心单元整体形成环状铁心。

5.如权利要求1所述的易散热电机，其特征在于，所述绕组安装到环状铁心后，所述间隙可以直接达到环状铁心与绕组的交界处，使得绕组最内部的高温区域能够直接接触到散热气体来进行散热。

6.如权利要求1所述的易散热电机，其特征在于，所述外转子由圆筒状磁极安装座、磁极、中心轴套构成，若干对磁极沿周向均匀固定在安装座的内圆周面上，中心轴套位于磁极安装座内并与其同心，二者轴向外侧齐平并通过连接盘一体制成。

7.如权利要求6所述的易散热电机，其特征在于，所述连接盘上设置有若干个通风孔，所述磁极安装座的外圆周面上还设置有若干道散热用环槽。

8.一种易散热电机的制备方法，其特征在于，该制备方法具体为：

1)加工规格相同的钢片和绝缘片；

2)设定数量的若钢片叠加形成一个铁心单元；

5)将初始铁心与圆筒状支撑套、加强筋固定连接；

9.如权利要求8所述的易散热电机的制备方法，其特征在于，所述绝缘片7的厚度为1.5mm-3mm。

10.如权利要求8所述的易散热电机的制备方法，其特征在于，所述步骤5)完成后，用机械加工的手段，直接去掉所述绝缘片，绝缘片原始的部位形成间隙。