CN201608593U - 一种集成有散热装置的永磁同步曳引机电机 - Google Patents

Abstract

一种集成有散热装置的永磁同步曳引机电机，其特征是通过电机本身的动力来驱动散热风扇，风扇扇叶或风扇的变速驱动机构被集成到电机转子上。风扇置于机壳内对电机铁心和绕组进行散热；风扇可与电机同轴同步旋转，也可通过齿轮啮合加速风扇旋转。优点是：该电机冷却方式属于强制风冷，散热效果好；驱动风扇的动力来自电机本身，无需外加驱动电路；风扇扇叶或风扇的变速驱动机构可集成到转子上，结构紧凑，节省空间。

Description

一种集成有散热装置的永磁同步曳引机电机

技术领域

本实用新型涉及一种电梯曳引机电机，尤其采取强制风冷的永磁同步曳引机电机。

背景技术

长期以来，电梯曳引机主要使用异步电机进行驱动，近年永磁同步电机因其效率较高和节能环保，在曳引机驱动领域得到广泛应用。新安装的电梯中使用永磁同步电机进行驱动的比例已超过使用异步电机的比例，使用永磁同步电机驱动将成为曳引机主流驱动类型。目前，公知的使用永磁同步电机驱动的曳引机有两种类型，分别是带有减速机构的有齿轮永磁同步曳引机和直驱式无齿轮永磁同步曳引机。

对于用来驱动曳引机，且属于永磁同步类型的电机而言，温升过高是影响其稳定性的主要因素之一，公知永磁同步电机的散热方式有两种，一种是自然风冷，即不采取任何用于加速散热的强制性措施，仅仅依靠机壳表面在自然状态下辐射散热；另一种是外加风扇进行强制风冷散热，风扇为独立结构的电驱动风扇。

带有减速机构的永磁同步曳引机是采用蜗轮蜗杆、斜齿轮或行星齿轮等减速机构进行变速，因减速机构成本过高，该类曳引机在电梯中应用较少。驱动该类曳引机的永磁同步电机都是采取自然风冷方式进行散热，电机结构中不存在针对电机散热而加装或改进的结构部件。

直驱式无齿轮永磁同步曳引机省去齿轮变速环节，使用低速大转矩的永磁同步电机直接驱动曳引钢丝绳，由于该类曳引机转速低，在转子上安装扇叶的散热方式效果不佳，故该类永磁同步电机大多采取自然风冷进行散热，散热效果差，此外，为增加散热表面积，导致电机体积较大，电机成本较高。

少量应用在高速大载重电梯中的直驱式无齿轮永磁同步曳引机电机使用风扇进行强制风冷散热，对于这类永磁同步曳引机电机，无论是在电机内对绕组进行散热，还是在机壳外对机壳进行散热，所使用的风扇都独立供电，需有单独的驱动电路控制风扇运行。这种散热方式的缺陷是风扇控制电路和风扇电磁驱动部件都易出故障，而且需要添加保护电路以防风扇故障所导致的电机绕组温度过高。

可见，公知的永磁同步曳引机电机，要么散热效果不好，要么散热结构零部件多，控制复杂，性能不稳定。

发明内容

本实用新型的目的是：提供结构紧凑，成本低，性能稳定，散热效果好的强制风冷永磁同步曳引机电机，既能有效地解决永磁同步曳引机电机的散热问题，又能充分集成电机结构中已有的结构件，节省空间和材料。

本实用新型的技术构思是：把电机动力直接或通过齿轮间接传递到散热风扇，并驱动风扇转动，从而对电机内部进行强制风冷散热。

本实用新型的技术方案，是提供一种集成有散热装置的永磁同步曳引机电机，包括电机定子、电机转子、转轴、机壳、端盖、散热风扇，其特征是电机转子上有永磁体，散热风扇置于机壳或端盖内侧，电机转轴的转动带动散热风扇的转动。

本技术方案中，给曳引机提供动力的电机是永磁同步电机，在电机壳体上开有通风口，风扇被置于机壳内，风扇扇叶固定在电机转子或转轴上并与其同轴同步旋转，或者，将驱动风扇的变速大齿轮固定在电机转子或转轴上，风扇的旋转与电机的旋转既不同轴又不同步。风扇旋转时能够加速机壳内铁心和绕组表面的空气流动，实现对电机铁心和绕组的散热。

本技术方案的一种实施形式是在转子端面上或在电机转轴上加装风扇扇叶并随电机转子同轴同步旋转，加速电机内部空气流动，从而对电机绕组和电机铁心进行散热，附图中图1和图2的实施例就是属于这种类型。尤其是，在高速永磁同步曳引机电机中应用本实施方式，其散热效果会更好。这种实施形式的一个特征是，扇叶被固定在转子端面上或在电机转轴上，省去了风扇本身的转轴结构。

本技术方案的另一种实施形式是在电机转子端面或转轴上加装与其同步旋转的大齿轮，在风扇的转轴处设计有与扇叶同轴同步旋转的小齿轮，所述的大齿轮与小齿轮相互啮合，使来自电机的动力通过齿轮变速传动传递到风扇，并使风扇的转速大于电机的转速，被风扇带动的气流对电机绕组和电机铁心进行散热，附图中图3至图5的实施例就是属于这种类型。尤其是，在低速永磁同步曳引机电机中应用本实施方式，其散热效果会更好。

本技术方案的实施例可兼有上述两种实施形式，电机转子结构类型涵盖内转子结构和外转子结构。本技术方案中散热风扇的数目是一个或多个，风扇及驱动风扇的变速齿轮的材质包括但不限于金属、塑料和高强度纤维材料。

本技术方案的永磁同步曳引机电机可用于自动扶梯、垂直升降电梯、工程卷扬机中。

本技术方案的有益效果是：

1、电机的风扇散热属于强制风冷，相比于自然风冷其散热效果明显提高。对于电机来说，散热效果好就意味着可以设计较高的电机热负荷，减小马达的体积和重量，提高电机的功率密度，降低成本。

2、本技术方案中的冷却方式属于自扇冷，驱动风扇扇叶转动的动力来自于电机转轴，不需要外加独立电路驱动风扇，避免了电驱风扇因外加电路故障所导致风扇停转的状况，因而风扇性能更稳定。

3、电机铁心的发热量随电机转速的增加而增加，对于带减速箱的有齿轮曳引机，电机的转速较高，铁心损耗在总损耗中占较大比例。本技术方案中电机转速增加时，风扇的转速也随之增加，即电机铁心的发热量较大时，与此同时风扇的驱风量也较大，能对铁心进行及时有效的散热。

4、可以把风扇扇叶集成到转子上，结构紧凑，节省空间。

5、风扇和驱动风扇的变速齿轮的材质可以是塑料和高强度纤维，既能节省成本，又能减小噪声。

附图说明

附图1是内置式直驱风扇的内转子电机结构图(局部剖视)

附图2是内转子与风扇扇叶一体化结构图

附图3是内置式变速驱动风扇的外转子电机结构图(局部剖视)

附图4是电机外转子与风扇及其驱动齿轮的结构图

附图5是电机机壳与风扇的结构图

图中的标号：1、电机机壳，2、电机端盖，3、通风孔，4、转轴或轴杆，5、风扇扇叶，6、风扇罩，7、风扇转轴，8、大齿轮，9、小齿轮，10、定子铁心，11、定子绕组，12、转子铁心，13、转子端板，14、轴承。

具体实施方式

通过下面实施例的说明，将有助于理解本实用新型的技术实质和技术效果，但不能以实施例来限制本实用新型。

附图是本技术方案的实施例，风扇置于电机机壳1内部，对电机定子铁心10和电机绕组11进行散热，电机壳体1上的通风孔3，是机壳内外空气交换的通道。

图1和图2是内转子电机的实施例，电机转子铁心12与风扇转轴7固定在一起，并能在定子铁心10的空腔中一起旋转；由定子铁心10和定子绕组11组成的定子组件置于转子铁心12的外部，并固定于电机机壳1内壁。散热风扇扇叶5固定在电机转子铁心12的端面上，并能随电机转子12一起转动。电机正常工作时，散热风扇扇叶5随电机转子铁心12一起转动，加速电机绕组11和定子铁心10表面的空气流动，机壳1内外的空气经通风孔3进行交换，加速电机绕组11和定子铁心10的热量散发。

图3至图5是悬臂式外转子电机的实施例，定子铁心10固定在电机的中心位置，并经由静止的支撑轴杆4固定在电机机壳1上，杯形转子铁心12经由轴承14固定在静止轴杆4上，电机机壳1在转子铁心12的外部。与图1和图2实施例所不同的是，在图3和图5实施例中散热风扇是独立结构的小风扇，其驱动力来自齿轮变速传动，本技术方案中散热风扇的数目可以是一个或多个，图3至图5实施例中的散热风扇都是四个。风扇罩6固定在电机端盖2上，在风扇转轴7处有与扇叶5同轴同步旋转的小齿轮9，在转子铁心12的端面上固定有大齿轮8，所述的大齿轮8与小齿轮9相互啮合。在电机正常工作时，大齿轮8随电机转子铁心12一起旋转，并带动风扇的小齿轮9转动，风扇扇叶5在小齿轮9动力的驱动下转动。由于小齿轮9的旋转半径小于大齿轮8的旋转半径，通过齿轮啮合后，风扇扇叶5的转速大于电机的转速，被风扇扇叶5带动的气流加速电机绕组11和定子铁心10表面的空气流动，机壳内外空气经通风孔3进行交换，加速电机绕组11和定子铁心10的热量散发。

以上所述之实施例只是本实用新型的几种较佳实施例，发明人例举这些实施例，旨在说明本技术方案的实施方式，并非以此限制本实用新型的实施范围，比如，转子结构、扇叶结构、聚风罩结构、风扇数目等都可以与上文例举的实施例有所不同，凡依本实用新型之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围内。

Claims (4)

1.一种集成有散热装置的永磁同步曳引机电机，包括电机定子、电机转子、转轴、机壳、端盖、散热风扇，其特征是电机转子上有永磁体，散热风扇置于机壳或端盖内侧，电机转轴的转动带动散热风扇的转动。

2.根据权利要求1所述的永磁同步曳引机电机，其特征是，在电机转子端面或转轴上有能与电机同轴同步旋转的扇叶结构件。

3.根据权利要求1所述的永磁同步曳引机电机，其特征是所述电机动力通过齿轮传递到散热风扇并使其转动，散热风扇的转速大于电机的转速，散热风扇与电机不共轴。

4.根据权利要求3所述的永磁同步曳引机电机，其特征是，在电机转子端面或转轴上设有同步旋转的大齿轮，在散热风扇的转轴处固定设有同步旋转的小齿轮，所述的大齿轮与风扇上的小齿轮相互啮合，电机动力通过该齿轮啮合传递到风扇使其转动。

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