CN101411037B - 电机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有定子(4)和转子(3)的电机(1)，其中，所述转子(3)具有多个沿轴向布置的冷却通道(8)及第一端面(5a)和第二端面(5b)，每个端面上均布置有风扇单元(6)，所述风扇单元至少由两个风扇段(7)构成，其中，每个风扇段(7)分别对应于一个冷却通道(8)，并交替布置在所述第一端面(5a)和所述第二端面(5b)上，其中，所述风扇段(7)具有至少一个空气导引通道(7a)和至少一个空气导引壁(7b)。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有定子和转子的电机，其中，所述转子具有复数个沿轴向布置的冷却通道及第一和第二端面，每个端面上均布置有风扇单元，所述风扇单元至少由两个风扇段构成，其中，每个风扇段分别对应于一个冷却通道，并交替布置在所述第一端面和所述第二端面上。
背景技术
电机工作时会产生需要相应加以排放的损耗热。已知做法是为电机(特别是封闭式电机)配备内部冷却回路，通过补偿机器内腔中的温度差来进行相应冷却。
DE 42 42 132 A1中公开过一种封闭式电机，这种电机的转子的两个端面上分别布置有一个安装在转子轴上的内风扇，转子叠片组内设置有在转子叠片组的整个轴向长度上延伸的转子冷却通道。转子冷却通道内的冷却介质或者自驱动端朝输出端方向流动，或者自输出端朝驱动端方向流动，也就是说，转子冷却通道的通流以相反方向进行。内风扇建构为一体式径流式风扇，直接布置在转子轴上。
DE 616 902中公开过一种用于全封闭式电机的转子的冷却装置，其中，用于冷却转子的循环空气流由安装在转子端面上的风扇带动，并交替地沿不同方向从轴向通道中流过，所述电机的两个端面上均布置有风扇，这些风扇的毂部配有用于导引空气流的通道。
其缺点在于，这些风扇由于被建构为一体式组件而只能用于特定尺寸的电机。其他尺寸的电机须相应使用其他类型的风扇。
DE 470 020中公开过一种用于全封闭式转子的冷却装置，其中，冷却空气在安装在转子端面上的叶片的抽吸力的作用下，自驱动端朝输出端方向或以与此相反的方向从转子内的轴向通道中流过。
DE 199 08 246 A1中公开过一种表面冷却式旋转电机，其中，转子具有多个转子通道，一部分转子通道在转子的一端与径流式风扇相连。这个径流式风扇所采取的建构方式使得每两个转子通道中就有一个转子通道具有管接头，这个管接头插在转子通道上，可在转子旋转时引起抽吸式冷却介质输送。
发明内容
本发明的目的是对普通电机进行改进，使得上述风扇可对不同尺寸的电机进行内冷却。
本发明的电机具有一个定子和一个转子，所述转子具有复数个沿轴向布置的冷却通道。转子的两个端面上分别布置有一个风扇单元，所述风扇单元至少由两个风扇段构成，其中，每个风扇段分别对应于一个冷却通道。在两个端面上风扇段都是交替布置，也就是说，每一个端面上的风扇段与各个相隔的冷却通道相连。风扇段具有一个空气导引通道和两个空气导引壁，其中，所述这些空气导引壁在所述空气导引通道的两侧延伸，两个相邻风扇段的那些空气导引壁至少部分重叠或相邻接。
所述风扇单元至少由两个风扇段构成，也就是说，通过多个风扇段建构一个有效的风扇单元。每个风扇段分别对应于一个冷却通道，并在第一端面 和第二端面上交替布置，其结果是，在每一个端面上，风扇段分别与安装到每一相隔的冷却通道上。如果转子具有1至n(1-n)个冷却通道，第一端面上的风扇段就布置在奇数冷却通道上，第二端面上的风扇段则相应布置在偶数冷却通道上。举例而言，如果转子具有六个冷却通道，第一端面的风扇段就布置在第一、第三和第五冷却通道上，第二端面的风扇段就布置在第二、第四和第六冷却通道上。由此实现风扇段在两个端面上的交错布置。通过这种方式使冷却介质相应以相反方向(即自驱动端朝输出端方向或者自输出端朝驱动端方向)从冷却通道中流过。
所述风扇段由一空气导引通道和两个空气导引壁构成。空气导引通道用于输送冷却介质(例如空气)。因此，冷却通道垂直于转子轴的截面与空气导引通道的截面基本相符，这是因为空气由冷却通道吸入，随后由风扇段的空气导引通道排出。风扇段也可具有多个(例如两个)空气导引通道。
这些空气导引壁建构为，两个相邻风扇段的那些空气导引壁至少部分相互邻接或相互重叠。通过这些空气导引壁的这种至少部分重叠或邻接，空气流会明确地以下述方式从电机中流过：空气被第一端面的风扇单元(例如由三个风扇段构成)吸入后，从相应的冷却通道中流过，在总共存在六个冷却通道的情况下，空气相应从第一、第三和第五冷却通道中流过。在此之后，空气从三个风扇段的空气导引通道中流出，经过端部绕组朝电机的外壳壁流动，随后返回至转子的第二、第四和第六冷却通道，因为此时空气被第二端面的风扇单元吸入。
这些空气导引壁有利地以平行于第一或第二端面的方式布置在空气导引通道上。实现空气导引壁平行布置的方法是将风扇单元建构为(例如)径流式风扇。在此情况下，待排出空气基本偏转90°。也可将风扇单元建构为斜流式风扇，其中，空气导引壁不平行于第一或第二端面。在此情况下，可以一方式布置空气导引壁，使得空气导引壁与第一或第二端面之间的角度大致为45°。通过安装空气导引壁可使空气流以确定的方式在电机内部流动， 从而实现均衡冷却。
第二空气导引壁优选更靠近转子的第一或第二端面布置。通过空气导引壁的交错布置可使相邻风扇段的空气导引壁重叠。借此可使相邻风扇段具有一个稳固的共用空气导引壁，从而达到以确定的方式将空气流导入转子的相应冷却通道的目的。举例而言，第一风扇段的第二空气导引壁插在第二风扇段的第一空气导引壁的下面，这是因为这两个空气导引壁都交错地平行于转子端面布置。
所述风扇段优选用铝铸件制成。借此可实现低成本制备，尤其是在件数较大的情况下。也可用其他材料制备所述风扇段，例如塑料、钢或其他金属。
所述风扇段优选通过螺栓固定在转子端面上。在借助螺旋连接进行安装的情况下，通过安装垫圈可实现转子在螺栓上的平衡。当然也可采用其他固定方式。举例而言，可以通过卡锁连接将风扇段和转子的冷却通道紧固在一起。在采用卡锁连接的情况下，可利用材料(例如塑料或弹簧钢)的弹性来连接两个组件。如果风扇段上安装有钩形件，这些钩形件就会优选以可拆卸的方式卡入冷却通道。这样就可在维修时以简单的方式对风扇段予以更换。
所述风扇单元优选建构为径流式风扇或斜流式风扇。空气以平行于转子轴的方向(即沿轴向)被吸入冷却通道，这是因为在转子的旋转过程中，冷却通道内会产生负压。借此将空气吸入冷却通道，并将其输送至所述风扇单元(即所述风扇段)。随后，空气发生相应偏转，并沿径向(更确切地说是沿对角线)被排出。
通过将所述风扇单元实施为单个风扇段，可将这些风扇段应用于不同尺寸的电机。这一点主要取决于风扇段的空气导引壁的尺寸。通过各个空气导引壁的重叠所实现的可变性，使构造相同的风扇段可应用于一定直径范围的转子或空气导引通道。如果涉及的是转子直径较小的电机，空气导引壁的重叠程度就可大于转子直径较大时的重叠程度。
通过用风扇段代替一体式风扇，还可减少风扇的变量。此外，也无需对 风扇段进行附加的机械加工。传统风扇往往需要针对毂径、长度或外径进行车削加工。
附图说明
下面借助附图和实施例对本发明的其他特征和技术细节进行详细说明，具体变型方案中所说明的特征和关联原则上可用于所有实施例，其中：
图1为本发明的电机的纵向剖面图；
图2为本发明的电机的横向剖面图；
图3为第一实施方式中的风扇段；
图4为第二实施方式中的风扇段；以及
图5为图4所示的风扇段的俯视图。
具体实施方式
图1显示的是本发明的电机1的纵向剖面图。电机1具有一个定子4和一个转子3，定子4具有端部绕组9，转子3布置在转子轴2上。转子3的两个端面5a、5b上均布置有风扇单元6，所述风扇单元由复数个风扇段7构成。此外，转子3还具有复数个轴向冷却通道8。风扇段7交替布置在两个端面5a、5b上。冷却介质(特定而言为空气)被建构在两个端面5a、5b上的风扇单元6吸入后，从冷却通道8和风扇段7中流过，经过端部绕组9朝外壳10和端盖11的内壁流动，最后返回至冷却通道8。风扇单元6由多个风扇段7构成，由此形成有效的径流式风扇。
图2显示的是本发明电机1的第一转子端面5a一端的横向剖面图。附图清楚显示了转子3的冷却通道8，其中共设置有十六个冷却通道8。每个冷却通道8均配有一个风扇段7，其结果是，每个端面5a、5b上均布置有八个风扇段。此外，图中还显示了空气导引通道7a及空气导引壁7b和7c。空 气导引壁7b和7c平行于所示端面5a布置。如上文所述，空气导引壁7b和7c交错布置，且其布置方式使得第二空气导引壁7c更靠近端面5a。由此产生重叠结构12，这是因为风扇段7的第二空气导引壁7c插在相邻风扇段7的第一空气导引壁7b的下面。当然也可将第一空气导引壁插在第二空气导引壁的下面。这些空气导引壁也可以不重叠，而只是彼此邻接。除此之外，根据图2所示，空气导引壁7b和7c所采取的建构方式使得用于空气回输的空气导引通道8相应保持畅通，从而使得安装在转子3另一端的端面上的风扇单元(未作图示)所吸入的空气能自由进入空气导引通道8。
图3显示的是第一实施方式的风扇段7。风扇段7由一个空气导引通道7a和一个空气导引壁7b构成。空气导引通道7a用于输送和抽吸空气。空气导引壁7b以平行于其中一个端面5a或5b(此处未作图示)的方式布置在空气导引通道7a上。所述空气导引壁建构为，其至少部分与附图未作图示的相邻风扇段邻接或重叠。
图4显示的是第二实施方式的风扇段7。风扇段7具有一个空气导引通道7a和两个空气导引壁7b、7c，这两个空气导引壁在空气导引通道7a相对的两侧延伸。从图4中可以特别清楚地看到，空气导引壁7b和7c彼此交错布置，其中，空气导引壁7c更靠近附图未作图示的转子端面。借此可在安装风扇段7时实现重叠结构。
图5显示的是图4所示的风扇段7的俯视图。如图5所示，空气导引壁7b和7c并非在整个空气导引通道7a上延伸，而只是延伸至这样的程度，使未示出的用于空气回输的冷却通道保持畅通。
Claims (6)
1.一种具有定子(4)和转子(3)的电机(1)，其中，所述转子(3)具有多个沿轴向布置的冷却通道(8)及第一端面(5a)和第二端面(5b)，每个端面上均布置有风扇单元(6)，所述风扇单元至少由两个风扇段(7)构成，其中，每个风扇段(7)分别对应于一个冷却通道(8)，并交替布置在所述第一端面(5a)和所述第二端面(5b)上，
其特征在于，
所述风扇段(7)具有至少一个空气导引通道(7a)和两个空气导引壁(7b，7c)，其中，所述空气导引壁(7b，7c)在所述空气导引通道(7a)的两侧延伸，两个相邻风扇段(7)的空气导引壁(7b，7c)至少部分重叠或相互邻接。
2.根据权利要求1所述的电机(1)，其特征在于，
所述空气导引通道(7a)上的所述空气导引壁(7b，7c)以平行于所述转子的第一或第二端面(5a，5b)的方式布置。
3.根据权利要求1或2所述的电机(1)，其特征在于，
所述第二空气导引壁(7c)更靠近所述第一或第二端面(5a，5b)布置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电机(1)，其特征在于，
所述风扇段(7)用铝铸件制成。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电机(1)，其特征在于，
所述风扇段(7)通过螺栓固定在所述转子(3)的端面(5)上。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电机(1)，其特征在于，
所述风扇单元(6)建构为径流式风扇或斜流式风扇。
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