CN101741167B - 通风系统及其电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种通风系统及其电机，所述电机包括定子、转子和风道，定子包括位于其两端的第一端盖和第二端盖，所述风道包括位于第一端盖的第一电刷(11)和第二电刷(12)之间的进风通道、定子和转子之间的空隙、设置在电机第二端盖的出风口，所述进风通道的进风口位于所述第一端盖，所述第一端盖还包括隔板(30)用于将进风口分成沿着电机转子的转动方向顺次排列的第一入口(21)和第二入口(22)，其中，第一入口的面积大于第二入口的面积。在本发明中，转动的转子把从第一入口进入的部分气流转移到第二入口附近，平衡了用于冷却该两个电刷的气流，进而降低了电刷之间的温差，缩短了两个电刷的使用寿命的差距并降低了电机的噪声。

Description

通风系统及其电机

【技术领域】

本发明涉及通风领域，尤其涉及一种通风系统及其电机。

【背景技术】

电机运行时，流过电机的电刷、换向器片以及线圈等导体的电流会产生热量，而电刷与换向器片的滑动摩擦也会产生热量。如果这些热量未能够及时排放出去，将影响电机的使用寿命和性能。

为了及时排放电机产生的热量，通常在电机内设置风道。现有的一种风道是在电机的前端盖、后端盖设置均匀通风口，这些通风口以及转子与定子之间的空隙构成风道，用来排放电机产生的热量。

现有的这种设计的一个缺陷在于，这种设计会导致电机的两个电刷之间的温差较大，降低了散热效果。因为温度高的电刷通常比温度低的电刷容易磨损，因此，现有的这种设计会导致其中的一个电刷寿命更短，缩短了电机的使用寿命。另外，业内一般使用弹簧等弹性件来推送电刷，使电刷与换向器片接触。如果其中的一个电刷磨损得更快，将会导致两个电刷受到的弹力不相同，进而导致这两个电刷对换向器之间的压力不同，增大了电机的噪音。

因此，亟需提供一种克服上述缺点的电机。

【发明内容】

一方面，本发明提供一种通风系统，所述通风系统包括风扇和通风管路，所述通风管路连接在风扇的出风端，所述风扇包括电机，其中：所述电机包括定子、转子和风道，所述定子包括位于其两端的第一端盖和第二端盖，所述风道包括位于第一端盖的第一电刷和第二电刷之间的进风通道、定子和转子之间的空隙、设置在电机第二端盖的出风口，所述进风通道的进风口位于所述第一端盖，所述第一端盖还包括隔板位于所述进风口，所述隔板将所述进风口分成沿着电机转子的转动方向顺次排列的第一入口和第二入口，所述第一入口的面积大于所述第二入口的面积；所述通风管路还包括至少两个分流支路，其中一个分流支路的输出端连通所述电机第一端盖的进风通道的进风口。

另一方面，本发明提供一种电机，所述电机包括定子、转子和风道，所述定子包括位于其两端的第一端盖和第二端盖，所述风道包括位于第一端盖的第一电刷和第二电刷之间的进风通道、定子和转子之间的空隙、设置在电机第二端盖的出风口，所述进风通道的进风口位于所述第一端盖，所述第一端盖还包括隔板位于所述进风口，所述隔板将所述进风口分成沿着电机转子的转动方向顺次排列的第一入口和第二入口，所述第一入口的面积大于所述第二入口的面积。

在一个优选的方案中，所述第一入口紧靠第一电刷，所述第二入口紧靠所述第二电刷；所述隔板与第一电刷的夹角大于所述隔板与第二电刷的夹角。

本发明所举实施例具有的有益效果是：通风系统的通风管路具有分流支路将部分气流导入电机内部的风道，以排放电机产生的热量；电机的进风通道的进风口包括沿着转子的转动方向顺次排列的第一入口和第二入口，第一入口大于第二入口，这样，虽然从第一入口进入的气流量大于从第二入口进入的气流量，但是由于转子的转动方向是从第一入口转到第二入口，使得从第一入口进入的一部分气流被转子转移到第二入口附近，从而平衡了用于冷却该两个电刷的气流，进而降低了该两个碳刷之间的温差。

【附图说明】

图1是本发明的实施例的电机的分解示意图；

图2是图1所示的后端盖的示意图；

图3是图1所示的后端盖的内部结构示意图；

图4是图1所示的定子和前端盖的内部结构示意图；

图5和图6是图4所示的定子和端盖的两个端视图；

图7是本发明的通风系统的结构框图。

【具体实施方式】

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了简洁，本说明书中，将靠近负载端的端盖称为“前端盖”，将背离负载端的端盖称为“后端盖”。本发明提供的电机的风道由位于后端盖的进风通道、转子和定子之间的空隙、位于前端盖的出风口组成。下面将结合附图对这三大组成部分进行阐述。

图1是本发明的实施例的电机的分解示意图。如图1所示，该电机包括定子3、安装在定子3两端的后端盖1和前端盖4、安装在定子3里面由前端盖4和后端盖1支承的转子2。

图2和图3分别是后端盖的外部和内部示意图。参阅图2和图3，该后端盖安装有第一电刷11和第二电刷12，第一电刷11和第二电刷12之间的设置有进风通道，进风通道的进风口安装有隔板30，隔板30将进风口分成第一入口21和第二入口22。第一入口21和第二入口22都位于后端盖的侧壁，第一入口21和第二入口22的分布顺序与转子的转向相同。也就是说，在本实施例中，电机转子的转动方向是从第一入口21到第二入口22。在本发明中，第一入口21的面积大于所述第二入口22的面积，这样，虽然从第一入口21进入的气流量大于从第二入口22进入的气流量，但是，转子会把一部分从第一入口21进入的气流量带到第二入口22附近，从而平衡这两个入口的气流量。

在本实施例中，第一入口21紧靠第一电刷11以便于排放第一电刷11的热量，第二入口22紧靠第二电刷12以便于排放第二电刷12的热量。第一电刷11和隔板30的夹角α大于第二电刷12和隔板30的夹角β。优选地，夹角α为第一电刷11和第二电刷12之间的夹角的50％-65％(不包括50％)，相应地，夹角β为第一电刷11和第二电刷12之间的夹角的35％-50％(不包括50％)。在本实施例中，第一电刷11和第二电刷12的夹角为90度，α取值范围是55度-58.5度(不包括55度)，β取值范围是41.5度-55度(不包括55度)。

作为一种改进方案，第一电刷11和第二电刷12的向外的端部可以逆着转子的转动方向倾斜，从而与电机的径向形成一个后倾角。这种“后倾”能改善电机的噪声。这种情况下，电刷与隔板的夹角可以理解为电刷靠隔板的侧边与隔板中心线的夹角。

此外，隔板1还起到导风板的作用。为了更好地导风，隔板1的朝外的表面中，中间部分相对于两侧边凸出形成流线型表面，以将空气导入所述第一入口21和第二入口22。因为第一入口21的面积大于第二入口22的面积，所以从第一入口21流入的空气量将大于从第二入口22流入的空气量。但是，由于转子是从第一入口21转向第二入口22，所以，从第一入口21进入的气流将会有一部分被转子带到第二入口22附近，与从第二入口22进来的气流混合，使得用于冷却第一电刷11的空气量和用于冷却第二电刷12的空气量大致相等，从而降低了该两个电刷的温差，缩短两个电刷的受用寿命的差距。此外，两个电刷的磨损程度大致相同，将会使得两个电刷受到的弹力大致相同，有助于降低电机的噪音。

本发明的风道的第二组成部分是转子和定子之间的空隙，这种空隙主要包括以下几种类型：转子与安装在定子内壁的磁铁之间的气隙；定子内壁相邻两块磁铁之间的间隙；转子的线圈槽。如图4和图5所示，为了引导气流流经电刷表面，磁铁41和磁铁42之间的的间隙51与第一电刷11对齐，磁铁42和磁铁43的间隙52与第二电刷12对齐。进一步地，为了更快地排放热量，间隙51与第一出风孔61基本对齐，间隙52与第二出风孔62基本对齐。

如图5和图6所示，在前端盖中，还设置有第三出风孔63、第四出风孔64、第五出风孔65，该五个出风口沿着转子的转向排列。在本实施例中，第一出风孔61和第二出风孔62的夹角是90度，第二出风孔62和第三出风孔63的夹角、第三出风孔63和第四出风孔64的夹角、第四出风孔64和第五出风孔65的夹角、第五出风孔65和第三出风孔63的夹角均相等，都是67.5度。设置多个出风口，有助于气流流过到电机内部的各个空间，以及时排掉电机内部各处的热量。

此外，参考图1所示的转子2，转子2可以采用斜槽。斜槽有助于把从第一入口21进入的部分气流带到第二入口22附近，使流经两个电刷的气流量大致相等。另外，如果转子铁芯的齿的靠进风通道的一端相对于靠出风口的一端沿着转子的转动方向前倾，将能够促使空气从后端盖的进风通道流入，以及促使空气从前端盖的出风口流出。在本发明中，空气从带有电刷的后端盖进入，先冷却电刷，再冷却换向器和线圈，具有较好的散热效果。因为电机运行时，电刷的温度通常高于换向器、线圈的温度，从后端盖进入的空气与与电刷之间存在足够大的温差，有助于及时快速地排放电刷的热量，能有效地降低电刷的温度，避免电机的局部温度过高。相反，如果空气是从前端盖进入，经过转子与定子之间的空隙之后，再从带有电刷的后端盖流出，因为流经转子与定子之间的空隙的空气已经被加热，导致空气与电刷的温差减小，从而不利于带走电刷的热量。

图7为本发明一个实施例的通风系统的框架示意图。如图7所示，该通风系统包括风扇6以及连接在风扇6的出风端的通风管路7，风扇包括电机，电机驱动风扇，给进入通风回路的空气提供动力，迫使空气在通风管路7中流动。诵风管路7包括若干分流干路，例如第一分流支路8和第二分流支路9。其中，分流干路8的输出端连通电机内部的风道，即，分流支路8一小部分气流回流到电机内部，用于排放电机内部的热量。如上所述，电机的风道包括设置在电机第一端盖的进风通道、电机定子和电机转子之间的空隙、设置在电机第二端盖的出风口。具体地，上述分流支路9的输出端连通到电机进风通道的进风口。

本发明提供的电机尤其适用于汽车的散热排风系统。因为目前的汽车散热排放系统都是模块化设计的，汽车的散热排放系统中只安排了一个分流支路向电机输送气流，且分流支路只有一个输出口。本发明的电机的进风通道的进风口可以与该分流支路的输出口连通，而进风通道的进风口处的隔板能够平衡流向两个电刷的气流，降低电刷之间的温差，从而提高电机的使用寿命和降低电机的噪声。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种电机，所述电机包括定子、转子和风道，所述定子包括位于其两端的第一端盖和第二端盖，所述风道包括位于第一端盖的第一电刷（11）和第二电刷（12）之间的进风通道、定子和转子之间的空隙、设置在电机第二端盖的出风口，其特征在于，所述进风通道的进风口位于所述第一端盖，所述第一端盖还包括隔板（30）位于所述进风口，所述隔板（30）将所述进风口分成沿着电机转子的转动方向顺次排列的第一入口（21）和第二入口（22），所述第一入口的面积大于所述第二入口的面积，所述第一入口（21）紧靠所述第一电刷（11），所述第二入口（22）紧靠所述第二电刷（12）。

2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述隔板与所述第一电刷的夹角和所述隔板与所述第二电刷的夹角之和小于180°。

3.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述第一入口（21）和第二入口（22）位于所述第一端盖的侧壁。

4.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述隔板（30）与第一电刷（11）的夹角大于所述隔板（30）与第二电刷（12）的夹角。

5.根据权利要求4所述的电机，其特征在于：所述隔板（30）与第一电刷（11）的夹角大于第一电刷（11）和第二电刷（12）的夹角的50%，小于或等于第一电刷（11）和第二电刷（12）的夹角的65%。

6.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述隔板（30）的朝外的表面中，中间部分相对于两侧边凸出形成流线型表面，用于将空气导入所述第一入口（11）和第二入口（12）。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的电机，其特征在于，所述第二端盖的出风口至少包括第一出风孔（61）和第二出风孔（62）；所述定子内安装有彼此间隔的磁铁，所述磁铁之间至少具有第一间隙（51）和第二间隙（52），所述第一间隙与第一出风孔对齐，所述第二间隙与第二出风孔对齐。

8.根据权利要求7所述的电机，其特征在于，所述第一间隙（51）与第一电刷（11）对齐，第二间隙（52）与第二电刷（12）对齐。

9.根据权利要求7所述的电机，其特征在于，所述转子的线圈槽为斜槽。

10.一种通风系统，包括风扇和通风管路，所述通风管路连接在风扇的出风端，所述风扇包括电机，其特征在于：

所述电机包括定子、转子和风道，所述定子包括位于其两端的第一端盖和第二端盖，所述风道包括设置在电机第一端盖的第一电刷（11）和第二电刷（12）之间的进风通道、电机定子和电机转子之间的空隙、设置在电机第二端盖的出风口，所述进风通道的进风口位于所述第一端盖，所述第一端盖还包括隔板（30）位于所述进风口，所述隔板（30）将所述进风口分成沿着电机转子的转动方向顺次排列的第一入口（21）和第二入口（22），所述第一入口的面积大于所述第二入口的面积，所述第一入口（21）紧靠所述第一电刷（11），所述第二入口（22）紧靠所述第二电刷（12）；

所述通风管路还包括至少两个分流支路，其中一个分流支路的输出端连通所述电机的进风通道的进风口。

11.根据权利要求10所述的通风系统，其特征在于：所述隔板（30）与第一电刷（11）的夹角大于所述隔板（30）与第二电刷（12）的夹角。

12.根据权利要求10或11所述的通风系统，其特征在于：所述第二端盖的出风口至少包括第一出风孔（61）和第二出风孔（62）；所述定子内安装有彼此间隔的磁铁，所述磁铁之间至少具有第一间隙（51）和第二间隙（52），所述第一间隙与第一出风孔对齐，所述第二间隙与第二出风孔对齐。

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