CN102857027A - 一种封闭循环的外转子风扇电机通风系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种封闭循环的外转子风扇电机通风系统，属于电机冷却技术领域。本发明中，机座作为电机底座支撑，转轴通过轴承活动连接于机座中心；机座上固定有定子支撑架，定子支撑架上套装定子铁芯形成定子；转子支架与转轴通过锥孔配合固定，转子支架与机座形成密闭空间，风扇叶片焊接于转子支架外壁，在转子支架的内壁上套装转子铁芯，转子铁芯与定子铁芯相对，转子支架、转子铁芯和风扇叶片组成外转子，该外转子可相对定子作旋转运动；在转子支架的内壁上设置有支撑筋板，电机转轴转动时，支撑筋板随转子支架以电机转轴为中心转动，驱动电机内部空气形成内循环。本发明散热效果好，减少定子轭部厚度，提高电机的电磁性能。

Description

一种封闭循环的外转子风扇电机通风系统

技术领域

本发明涉及电机冷却技术，尤其是一种外转子风扇电机的冷却系统。

背景技术

目前，绝大多数电机都是以空气为冷却介质的通风冷却系统，电机通风冷却系统方式大约有以下几种：自扇冷、他扇冷、管道通风冷却、自由循环冷却、封闭循环冷却等；其中的封闭循环冷却，是通过安装在电机两端的风扇的扇风作用，推动空气在电机内部运动，通过冷却管、机座壁、散热筋等结构将热量带走。

现有电机的内循环通道基本都是由定、转子铁芯上的通风孔以及定、转子铁芯两端的空间组成。其存在的缺陷是：1.一般封闭循环冷却方式是通过专门安装在电机内部的风扇驱动空气循环，专门的风扇结构占用较大空间，且需专门设计，也较为复杂。2.电机空气内循环通道一般都是利用在定子冲片上开设的通风孔形成，这样就使得定子铁芯轭部磁路较为紧张，通常采用加厚轭部的方法来缓解轭部磁路。就现有的电机具体通风冷却方式而言，都不太适用于外转子风扇电机，因为该电机的高度受限，不能在电机内部安装专门的冷却风扇来驱动空气，另外，该电机为立式安装，并且定子冲片不开设通风孔，在定转子铁芯之间不能形成有效的内部循环通道。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种结构简单，成本低廉，且散热效果好，节省空间的封闭循环的外转子风扇电机通风系统，有效提高了电机的电磁性能，减小定子轭部厚度。

本发明采用的技术方案如下：

本发明的封闭循环的外转子风扇电机通风系统，它包括电机转轴、定子支撑架、定子铁芯、转子铁芯、风扇叶片、转子支架和机座；其中机座套于电机转轴外，所述电机转轴可相对于机座转动；所述机座上固定有定子支撑架，所述定子支撑架上设置有定子铁芯形成定子；所述电机转轴上固定套装有转子支架，所述转子支架与机座配合形成密闭空间，在转子支架的外壁上固定有风扇叶片，在转子支架的内壁上固定有转子铁芯，所述转子铁芯与定子铁芯相对，所述转子支架、转子铁芯、和风扇叶片组成外转子，该外转子可相对于定子作旋转运动；在转子支架的内壁上设置有支撑筋板，电机转转动时，支撑筋板随转子支架以电机转轴为中心转动，驱动电机内部空气形成内循环。

由于采用了上述结构，传统的电机的壳体都是整体式结构，且电机的壳体都是固定不定的，因此传统的电机都需要另外设置风扇装置对电机内部进行冷却。因此本发明在现有技术的基础上，将支撑筋板设计为类似风扇的叶片，从而驱动电机内的空气循环，且本发明中，将传统电机拆分成为转子支架和机座，且转子支架和机座相互配合，使得其内部形成密封空间，便于容纳定子和外转子，同时转子支架固定套于电机转轴上，能够随电机转轴转动，而机座套于电机转轴上，且电机转轴可相对于机座转动，因此使得转子支架与机座之间能够相对转动，同时转子支架和机座之间相互密封，使得壳体内部形成密闭的结构，外转子与定子的位置相对，使得外转子和定子能相对转动，外转子固定于转子支架内壁，能够随电机转轴转动，而定子通过定子支撑架固定于机座上，外转子能够相对于定子转动，同时在转子支架的内壁上设置有支撑筋板，该支撑筋板一方面到筋板的作用，固定壳体，另外一方面其能够随电机转轴转动，形成类似于风扇的结构，其中支撑筋板为风扇叶片，当电机转轴转动时，支撑筋板随转子支架以电机转轴为中心转动，起到风扇的作用，驱动电机内部空气形成内循环，将定子与外转子相对转动产生的热量进行带至壳体上，进行冷却，利用电机转子内部的支撑筋板作为风扇驱动空气，不用专门设计风扇然后安装在电机内部，节省空间，减少电机体积，并且充分利用外转子风扇带动外部空气对电机外壳起到的冷却作用，迅速地把电机内部空气循环带给电机外壳的热量带走，散热效果好。

本发明的封闭循环的外转子风扇电机通风系统，所述转子支架可相对于机座转动，同时转子支架与机座之间密封形成动密封结构。

由于采用了上述结构，通过定子支撑架，能够使得定子固定安装于机座上，因此电机转子转动时，定子与转子之间能够产生相对转动，机座与转子支架之间采用动密封配合，也即转子支架与机座之间可相对转动的同时，机座与转子支架之间具有很好的密封效果，互不干涉，既能相对转动又具有好的密封，从而保证转子支架和机座配合形成密闭空间。

本发明的封闭循环的外转子风扇电机通风系统，所述转子铁芯由转子冲片叠合而成，所述定子支撑架和转子冲片上分别开设通风孔；电机转轴带动外转子转动时，支撑筋板驱动电机内部空气，经转子冲片上的通风孔、定子支撑架上的通风孔、转子支架内腔、以及定子铁芯与转子铁芯两端的空间形成内循环通道。

由于采用了上述结构，转子铁芯由转子冲片叠合而成，且转子铁芯热套于转子支架的内壁，在转子支架内壁焊接固定支撑筋板，使得转子支架结构更加的稳靠，壳体的结构更加牢固，并且在定子支撑架和转子冲片上均开设通风孔，使得定子支撑架上的通风孔、转子冲片上的通风孔、转子支架内腔以及定转子铁芯两端的空间可以通风，因此当电机转轴转动时，支撑筋板与转子支架形成类似于风扇的结构，支撑筋板类似于叶片，能够驱动电机内部的空气流动，且该支撑筋板可以设置于转子冲片的通风孔旁，因此支撑筋板转动时，通过转子冲片通风孔，电机内的空气能够从转子铁芯的一端进入，从另一端流出，再从定子支撑架下方的通风孔进入到定子支撑架内，从定子支撑架上方通风孔流出，再从转子支架一端的通风孔进入转子支架内腔，通过转子支架内腔，从转子支架另一端通风孔流出，使得空气在电机内形成循环的通路，也即支撑筋板驱动电机内部空气形成内循环通道，将电机运行时定子与外转子产生的热量，经过内循环通道直接转子支架上壁将热传递出，或通过转子铁芯再传递到转子支架外壁从而将热量传递出，从而起到冷却散热的作用。支撑筋板作为风扇驱动空气，不用专门设计风扇安装在电机内部，从而减少电机体积，节省空间。本发明的封闭循环的外转子风扇电机通风系统，在定子支撑结构上开设通风孔形成风路，对定子进行冷却，代替在定子冲片上开设通风孔，减少了定子轭部厚度，使得定子轭部磁路更加宽裕，有效提高了电机的电磁性能。

本发明的封闭循环的外转子风扇电机通风系统，所述支撑筋板为三角形结构，所述支撑筋板垂直于转子支架的内壁上，同时支撑筋板的方向与转子冲片垂直；所述支撑筋板为多个，且以转子支架的内锥孔为中心均布于转子支架内壁上。

由于采用了上述结构，支撑筋板同时与转子冲片、转子支架垂直，一方面能够起到加强筋板的作用，使得转子冲片与壳体内壁之间的连接更加稳靠；另一方面，该支撑筋板为多个，且围绕以电机转轴为中心均布于转子支架内壁，且围绕电机转轴为中心，位于同一圆周上，当电机转轴转动时，同一圆周上的支撑筋板同时转动，使得整个转子支架与支撑筋板转动时，形成风扇的结构，其中支撑筋板作为叶片，驱动壳体内的空气，从而无需专门设计风扇安装在电机内部，大大地减少了电机的体积，节省空间。 

本发明的封闭循环的外转子风扇电机通风系统，所述风扇叶片为多个，且所述风扇叶片以电机转轴为中心均布于转子支架的外壁上。

由于采用了上述结构，转子支架外壁上的风扇叶片，一方面电机转轴转动时，风扇叶片随转子支架转动，该风扇叶片带动电机外部空气从下往上运动，形成外部空气通路，从而能够对电机外部的各种设备进行通风冷却，从而达到非常好的冷却效果；另一方面，充分利用风扇叶片扇带动外部空气对电机外壳（即转子支架外腔）起到的冷却作用，迅速地把电机内部空气循环带给电机外壳的热量带走，使得散热效果好。风扇叶片以电机转轴为中心均布，使得外部通风均匀，保证冷却效果更好。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、    本发明的封闭循环的外转子风扇电机通风系统，结构简单，成本低廉，且散热效果好，节省空间；

2、    本发明的封闭循环的外转子风扇电机通风系统，在定子支撑上开设通风孔，代替在定子冲片上开设通风孔，减少了定子轭部厚度，使得定子轭部磁路更加宽裕，有效提高了电机的电磁性能；

3、    本发明的封闭循环的外转子风扇电机通风系统，支撑筋板作为叶片，驱动壳体内的空气，从而无需专门设计风扇安装在电机内部，大大地减少了电机的体积，节省空间。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明的封闭循环的外转子风扇电机通风系统的结构示意图。

图中标记：1-电机转轴、2-定子铁芯、3-转子铁芯、4-风扇叶片、5-定子支撑架、6-支撑筋板、7-空气循环通道、8-外部空气通路、9-转子支架、10-机座。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

如图1 所示，本发明的封闭循环的外转子风扇电机通风系统，包括电机转轴1、定子支撑架5、定子铁芯2、外转子铁芯3、转子支架9和机座10，其中转子支架9固定套于电机转轴1上，所述机座10套于电机转轴1上，且电机转轴1可相对于电机转轴1机座10转动，转子支架9和机座10配合形成密闭空间；在该密闭空间内设置有位置相对的外转子与定子，该外转子可相对于定子作旋转运动，其中定子由定子支撑架5上设置有定子铁芯2形成，所述定子支撑架5固定于机座10上；所述外转子由转子支架9、转子铁芯3、和风扇叶片4组成，在转子支架9的外壁上固定有风扇叶片4，在转子支架9的内壁上固定有转子铁芯3，所述转子铁芯3与定子铁芯2相对，且所述机座10与转子支架9之间采用动密封配合，使转子支架9与机座10之间可相对转动；所述转子铁芯3由转子冲片叠合而成，所述定子铁芯2由定子冲片叠合而成，在转子支架9的内壁上设置有支撑筋板6，所述支撑筋板6为三角形结构，所述支撑筋板6垂直于转子支架9的内壁上，同时支撑筋板6的方向与转子冲片垂直，一方面能够起到加强筋板的作用，使得转子冲片与壳体内壁之间的连接更加稳靠；另一方面，该支撑筋板6为多个，且围绕以电机转轴1为中心均布于转子支架9内壁，且围绕电机转轴1为中心，位于同一圆周上，当电机转轴1转动时，同一圆周上的支撑筋板6同时转动；所述支撑筋板6为多个，可以根据实际需要进行设置个数，且以转子支架9的内锥孔为中心均布于转子支架9内壁上，电机转轴1转动时，支撑筋板6随转子支架9以电机转轴1为中心转动，所述定子支撑架5和转子冲片上分别开设通风孔；在转子支架9内部的定子铁芯2与转子铁芯3的上方具有转子支架内腔，转子支架内腔上开设有通风孔，使得定子支撑架5上的通风孔、转子冲片上的通风孔、转子支架内腔以及定转子铁芯两端的空间可以通风，且电机转轴1带动外转子转动时，支撑筋板6驱动电机内部空气，经转子冲片上的通风孔、定子支撑架5上的通风孔、转子支架9内腔、以及定子铁芯2与转子铁芯3两端的空间形成内循环通道。同时，在所述上壳体9的外壁上安装有多个风扇叶片4，具体数量根据实际需要进设定，所述风扇叶片4以电机转轴1为中心均布。支撑筋板转动时，通过转子冲片通风孔，电机内的空气能够从转子铁芯的一端进入，从另一端流出，再从定子支撑架下方的通风孔进入到定子支撑架内，从定子支撑架上方通风孔流出，再从转子支架一端的通风孔进入转子支架内腔，通过转子支架内腔，从转子支架另一端通风孔流出，使得空气在电机内形成循环的通路，也即支撑筋板驱动电机内部空气形成内循环通道，将电机运行时定子与外转子产生的热量，经过内循环通道直接转子支架上壁将热传递出，或通过转子铁芯再传递到转子支架外壁从而将热量传递出，从而起到冷却散热的作用。

本发明的封闭循环的外转子3风扇电机通风系统，在定子支撑5上开设通风孔形成风路，对定子进行冷却，代替在定子2冲片上开设通风孔，减少了定子2轭部厚度，使得定子2轭部磁路更加宽裕，有效提高了电机的电磁性能。

同时在转子支架9的外壁上安装有多个风扇叶片4，具体个数根据实际需要设定，所述风扇叶片4以电机转轴1为中心均布。转子支架9外壁上的风扇叶片4，一方面电机转轴1转动时，风扇叶片4随转子支架9转动，该风扇叶片4带动电机外部空气从下往上运动，形成外部空气通路，从而能够对电机外部的各种设备进行通风冷却，从而达到非常好的冷却效果；另一方面，充分利用风扇叶片4扇带动外部空气对电机外壳起到的冷却作用，迅速地把电机内部空气循环带给电机外壳的热量带走，使得散热效果好。风扇叶片4以电机转轴1为中心均布，使得外部通风均匀，保证冷却效果更好。

本发明的封闭循环的外转子风扇电机通风系统，传统的电机的壳体的整体式结构，且电机的壳体都是固定不定的，因此传统的电机都需要另外设置风扇装置对电机内部进行冷却。因此本发明的封闭循环的外转子风扇电机通风系统根据现有技术存在的问题，将支撑筋板6设计为类似风扇的叶片，从而驱动电机内的空气循环，并将传统电机拆分成为转子支架9和机座10，且转子支架9和机座10相互配合，使得其内部形成密封空间，便于容纳定子和转子，同时转子支架9固定套于电机转轴1上，能够随电机转轴1转动，而机座10套于电机转轴1上且可相对于电机转轴1转动，因此使得转子支架9与机座10之间能够相对转动，同时转子支架9和机座10之间形成密封结构支撑，外转子和定子能相对转动，能够随电机转轴1转动，而定子通过定子支撑架固定于机座10上，外转子能够相对于定子转动，同时在转子支架9的内壁上设置有支撑筋板6，该支撑筋板6一方面到筋板的作用，固定壳体，另外一方面其能够随电机转轴1转动，形成类似于风扇的结构，其中支撑筋板6为风扇叶片4，当电机转轴1转动时，支撑筋板6随转子支架9以电机转轴1为中心转动，起到风扇的作用，驱动电机内部空气形成内循环，将定子与外转子相对转动产生的热量进行带至壳体上，进行冷却，利用电机转子内部的支撑筋板6作为风扇驱动空气，不用专门设计风扇然后安装在电机内部，节省空间，减少电机体积，并且充分利用外转子3风扇带动外部空气对电机外壳起到的冷却作用，迅速地把电机内部空气循环带给电机外壳的热量带走，散热效果好。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。 

Claims (5)

1.一种封闭循环的外转子风扇电机通风系统，其特征在于：它包括电机转轴（1）、定子支撑架（5）、定子铁芯（2）、转子铁芯（3）、风扇叶片（4）、转子支架（9）和机座（10）；其中机座（10）套于电机转轴（1）外，所述电机转轴（1）可相对于机座（10）转动；所述机座（10）上固定有定子支撑架（5），所述定子支撑架（5）上设置有定子铁芯（2）形成定子；所述电机转轴（1）上固定套装有转子支架（9），所述转子支架（9）与机座（10）配合形成密闭空间，在转子支架（9）的外壁上固定有风扇叶片（4），在转子支架（9）的内壁上固定有转子铁芯（3），所述转子铁芯（3）与定子铁芯（2）相对，所述转子支架（9）、转子铁芯（3）、和风扇叶片（4）组成外转子，该外转子可相对于定子作旋转运动；在转子支架（9）的内壁上设置有支撑筋板（6），电机转轴（1）转动时，支撑筋板（6）随转子支架（9）以电机转轴（1）为中心转动，驱动电机内部空气形成内循环。

2.如权利要求1所述的封闭循环的外转子风扇电机通风系统，其特征在于：所述转子支架（9）可相对于机座（10）转动，同时转子支架（9）与机座（10）之间密封形成动密封结构。

3.如权利要求1或2所述的封闭循环的外转子风扇电机通风系统，其特征在于：所述转子铁芯（3）由转子冲片叠合而成，所述定子支撑架（5）和转子冲片上分别开设通风孔；电机转轴（1）带动外转子转动时，支撑筋板（6）驱动电机内部空气，经转子冲片上的通风孔、定子支撑架（5）上的通风孔、转子支架（9）内腔、以及定子铁芯（2）与转子铁芯（3）两端的空间形成内循环通道。

4.如权利要求3所述的封闭循环的外转子风扇电机通风系统，其特征在于：所述支撑筋板（6）为三角形结构，所述支撑筋板（6）垂直于转子支架（9）的内壁上，同时支撑筋板（6）的方向与转子冲片垂直；所述支撑筋板（6）为多个，且以转子支架（9）的内锥孔为中心均布于转子支架（9）内壁上。

5.如权利要求1或2或4所述的封闭循环的外转子风扇电机通风系统，其特征在于：所述风扇叶片（4）为多个，且所述风扇叶片（4）以电机转轴（1）为中心均布于转子支架（9）的外壁上。

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