CN208174379U - 冷却塔风扇用直流无刷电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种冷却塔风扇用直流无刷电机，包括壳体、转子和由若干铁芯层叠而成的定子，所述铁芯为一体成型而成，其上设有若干扇形槽，相邻两个扇形槽之间的间隔宽度尺寸与所述定子直径尺寸比例大于5％，小于9％。本实用新型的优点是：结构简单，无需变速，整体重量轻，具有较高的运行效率和高性价比，维护容易，使用安全可靠。本实用新型的优点是：结构简单，无需变速，整体重量轻，具有较高的运行效率和高性价比，维护容易，使用安全可靠。本冷却塔风扇用直流无刷电机，可以根据客户的要求，设定早、午、晚三种不同转速，也可以根据冷却塔的出水温度，自动调整电机的转速。

Description

冷却塔风扇用直流无刷电机

技术领域

本实用新型涉及暖通空调冷却塔用技术领域，尤其是涉及冷却塔风扇用直流无刷电机。

背景技术

目前，暖通空调冷却水***的散热设备冷却塔的冷却风扇***，如图1中所示，采用交流电动机1通过皮带6驱动风扇5的方式，其中在支架3上垂直设置减速箱4，风扇5设置在减速箱4上，交流电机1的转轴朝下安装设置在支架3上，并驱动主动轮2，主动轮2通过皮带6驱动减速箱4，经过减速箱4实现驱动风扇5转动的目的。

冷却塔的风扇运行要求转速一般在200-350r/min之间，交流电机的转速通常在720-1440r/min之间，因此需要通过皮带传动减速的方式才能使用交流电机驱动风扇运行，达到使用要求。这样一来，必须设置主动轮、减速箱等必备设备，整体重量较大，占用的体积较多，整个冷却塔的结构都要考虑满足电机和减速机构的重量而进行针对性的加固，从而增加了冷却塔的成本。而且由于受力大，运行环境处于高温高湿状态，皮带的使用寿命较短，需要频繁维护和更换，传动效率也不高。如果采用齿轮箱减速机构，同样存在设备重量大且维护保养频繁的缺点。

交流电机可以通过增加变频器实现转速的调节，但是受制与交流电的特性，其传动效率不高，长期使用的能耗高。而直流无刷电机的能耗小，传动效率高，但其转速相对较高，无法通过变频实现200-350r/min的低转速调节要求，在冷却塔风机***中的使用受到了限制。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种冷却塔风扇用直流无刷电机，可以实现低转速运行，且具有较高的运行效率和性价比，维护方便，使用寿命长。

本实用新型的技术解决方案是：一种冷却塔风扇用直流无刷电机，包括壳体、转子和由若干铁芯层叠而成的定子，所述铁芯为一体成型而成，其上设有若干扇形槽，相邻两个扇形槽之间的间隔宽度尺寸与所述定子直径尺寸比例大于5％，小于9％。

通过设置定子铁芯的结构，设置扇形槽的形状参数，控制两个扇形槽间的间隔宽度与定子直径尺寸比例范围，从而在满足低转速的同时，尽可能提高效率，符合驱动冷却塔风扇所需大扭矩、低转速的要求。一体成型定子铁芯，结构简单，损耗小，加工方便，绕线容易。采用直流无刷电机的冷却塔风扇可以预先设定不同天气情况下的不同转速，也可以根据冷却塔的出水温度对直流无刷电机的转速进行调节。

所述硅钢片上相邻扇形槽的间隔宽度尺寸与所述定子直径尺寸比例为7％。

所述壳体内设有上端盖和下端盖，上端盖上设有穿孔，所述转子的底端设置在下端盖上，顶端穿过上端盖的穿孔延伸至所述壳体外，在穿孔处的所述转子外套设有阶梯状的防尘挡水盖。在转子外套设阶梯型的防尘挡水盖，可以、防止滴落的水滴进入电机内部，提高其防水能力，方便电机竖直安装在风扇下方。

在所述防尘挡水盖内的所述转子外套设有阶梯状的收水器。进一步提高穿孔处的防水效果。

在所述下端盖处的所述转子底端外套设有深沟球轴承。深沟球轴承可以支承轴向重力，并保证转子转动的稳定性，符合竖直安装的风扇电机使用要求。

所述转子底端与所述下端盖顶部之间设有钢球和弹簧片，其中弹簧片设置在所述下端盖上，钢球设置在弹簧片和所述转子底端面之间。在转子底部设置弹簧片和钢球，可以承托较大的轴向重力，完全符合支承风机及反风作用受力的要求，钢球可以充分将运行时产生的冲击力传导至弹簧片上，提高电机运行的稳定性。

在所述下端盖外的所述壳体上设有接线连接盒。方便在盒内进行接线，提高密封性能，在高湿环境下使用更安全。

在所述上端盖处的壳体外设有法兰盘。方便将壳体竖直连接在支架上。

本实用新型的优点是：结构简单，无需变速，整体重量轻，具有较高的运行效率和高性价比，维护容易，使用安全可靠。本冷却塔风扇用直流无刷电机，可以根据客户的要求，设定早、午、晚三种不同转速，也可以根据冷却塔的出水温度，自动调整电机的转速。

附图说明

附图1为现有技术中冷却塔冷却风扇***的结构示意图；

附图2为本实用新型实施例中冷却塔冷却风扇***的结构示意图；

附图3为本实用新型实施例中定子铁片的结构示意图；

附图4为图3中A部放大图；

附图5为本实用新型实施例中直流无刷电机的结构示意图；

附图6为本实用新型实施例中直流无刷电机上端盖处的局部结构放大图；

附图7为本实用新型实施例中直流无刷电机下端盖处的局部结构放大图；

1、交流电机，2、主动轮，3、支架，4、减速箱，5、风扇，6、皮带，7、直流电机，8、壳体，9、定子，10、铁芯，11、扇形槽，12、间隔，13、转子，14、上端盖，15、下端盖，16、穿孔，17、防尘挡水盖，18、收水器，19、深沟球轴承，20、钢球，21、弹簧片，22、接线连接盒，23、法兰盘。

具体实施方式

实施例：

参阅图2-7，为一种冷却塔风扇用直流无刷电机，其中直流电机7竖直固定在支架3上，风扇5直接连接在直流电机7的转子上。直流电机7包括壳体8、转子13和由若干铁芯10层叠而成的定子9，铁芯10为一体成型而成，其上设有若干扇形槽11，参阅图3-4，铁芯10上环绕设置有十五个扇形槽11，相邻两个扇形槽11之间的间隔12宽度尺寸L1与定子9直径尺寸比例大于5％，小于9％，优选比例为7％。在上端盖14处的壳体8外设有法兰盘23。在下端盖15外的壳体8上设有接线连接盒22。

参阅图6，在壳体8内设有上端盖14和下端盖15，上端盖14上设有穿孔16，转子13的底端设置在下端盖15上，顶端穿过上端盖14的穿孔16延伸至壳体8外，在穿孔16处的转子13外套设有阶梯状的防尘挡水盖17。在防尘挡水盖17内的转子13外套设有阶梯状的收水器18。

参阅图7，在所述下端盖处的所述转子底端外套设有深沟球轴承。转子13底端与下端盖15顶部之间设有钢球20和弹簧片21，其中弹簧片21设置在下端盖15上，钢球20设置在弹簧片21和转子13底端面之间。

冷却塔风扇用驱动电机的要求是低速大功率，转速在200-500rpm，功率在5-35KW。目前通常用于风扇驱动的交流电机如果需要达到上述低速大功率的要求，需采用磁极6-14P，槽数24-90Z，定子直径为260-500mm的交流电机，或者使用带减速箱的装置，这样的驱动电机增加了整体重量，增加了安装及维修的难度。现有的直流无刷电机转速通常高于500rpm，且功率不能满足5-35KW的要求，而且大功率直流无刷电机的定子铁芯采用插件式或连条式，虽然可以减少材料损耗，但结构复杂，松散，安装难度增加，配合精度难以确保。

本实用新型实施例的直流无刷电机的转速可以根据天气情况预先设定早、午、晚三种不同转速，也可以根据冷却塔的出水温度，自动调整电机的转速。

本实用新型实施例中，选取的直流无刷电机定子尺寸如下：

1、5-15KW，定子铁芯尺寸：外径260mm，内径180mm；槽数15Z，磁极14P，槽满率63.29％，效率81.96-90.72％；

2、20-35KW，定子铁芯尺寸：外径368mm，内径260mm，槽数18Z，磁极22P，槽满率64.86％，效率78.25-88.79％。

以下通过对比试验说明定子铁芯及绕组的优化：

以5KW电机为例，转速200rpm，一次只改变一个参数，对比效率变化：

1、扇形高度Hs2:

由24mm→22mm,效率81.96→81.73％；

由24mm→26mm,效率81.96→81.66％。

2、扇形上宽度Bs2:

由33.8mm→31.8mm,效率81.96→81.94％；

由33.8mm→35.8mm,效率81.96→81.76％。

3、扇形下宽度Bs1:

由24.7mm→22.7mm,效率81.96→81.94％。

由24.7mm→26.7mm,效率81.96→81.50％。

4、扇形出口Hs0:

由2.8mm→2.6mm,效率81.96→81.89％；

由2.8mm→3.0mm,效率81.96→81.86％。

5、槽数Z:

由15Z→12Z,效率81.96→80.47％；

由15Z→18Z,效率81.96→4.04％。

以下是冷却塔应用交流电机与直流无刷电机的配置重量对比

从以上对比可以看出，应用直流无刷电机传动只有交流电机传动重量的20％，这样就大大减轻了重量，而冷却塔传动机构通常安装在顶部位置，故应用交流电机动力机构时，由于各部件的重量较大，所以必须用足够强度的五金架构件承托，这样会增加冷却塔的成本；而应用直流无刷电机传动机构就可以相应减少五金架构件的材料，从而降低了冷却塔的成本。

上列详细说明是针对本实用新型之一可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (8)

1.一种冷却塔风扇用直流无刷电机，包括壳体、由若干铁芯层叠而成的定子和转子，其特征在于：所述铁芯为一体成型而成，其上设有若干扇形槽，相邻两个扇形槽之间的间隔宽度尺寸与所述定子直径尺寸比例大于5％，小于9％。

2.根据权利要求1所述的冷却塔风扇用直流无刷电机，其特征在于：所述铁芯上相邻扇形槽的间隔宽度尺寸与所述定子直径尺寸比例为7％。

3.根据权利要求1或2所述的冷却塔风扇用直流无刷电机，其特征在于：所述壳体内设有上端盖和下端盖，上端盖上设有穿孔，所述转子的底端设置在下端盖上，顶端穿过上端盖的穿孔延伸至所述壳体外，在穿孔处的所述转子外套设有阶梯状的防尘挡水盖。

4.根据权利要求3所述的冷却塔风扇用直流无刷电机，其特征在于：在所述防尘挡水盖内的所述转子外套设有阶梯状的收水器。

5.根据权利要求3所述的冷却塔风扇用直流无刷电机，其特征在于：在所述下端盖处的所述转子底端外套设有深沟球轴承。

6.根据权利要求5所述的冷却塔风扇用直流无刷电机，其特征在于：所述转子底端与所述下端盖顶部之间设有钢球和弹簧片，其中弹簧片设置在所述下端盖上，钢球设置在弹簧片和所述转子底端面之间。

7.根据权利要求3所述的冷却塔风扇用直流无刷电机，其特征在于：在所述下端盖外的所述壳体上设有接线连接盒。

8.根据权利要求3所述的冷却塔风扇用直流无刷电机，其特征在于：在所述上端盖处的壳体外设有法兰盘。