CN103269138B - 电机多内腔u型冷却系统 - Google Patents

Abstract

电机多内腔U型冷却系统，属于机电技术领域。本发明为了解决现有的封闭式电机的冷却效果差，电机内的温升分布不均衡的问题。电机负载端端盖和电机风扇端端盖上开设有扇形通风孔，电机负载端端盖和电机风扇端端盖的外凸沿上开设有第二轴向通风道，转子铁心上沿其轴向开有多个第一轴向通风道，第一轴向通风道的截面形状为扇形或圆形，散热翅为具有镂空通风孔结构的散热翅，第二轴向通风道的数量与镂空通风孔的数量一致，第二轴向通风道与镂空通风孔相通。本发明整体降温能力可达30%以上，散热翅为镂空型结构，在保证机体外部与空气域接触面积不变的同时增加了散热翅内部的散热面积，相同风量的情况下，散热效率为原来的1.5倍。

Description

电机多内腔U型冷却系统

技术领域

 本发明涉及一种电机冷却系统，具体涉及一种电机多内腔U型冷却系统，属于电机技术领域。

背景技术

对于采用密闭式冷却方式的中小型电机，由于电机内的损耗主要通过与定子铁心相接触的机壳散热翅导散至外部环境中。但是，由于电机定子散热翅的散热能力有限，并且随着中小型电机功率密度的不断增加，电机的损耗也相应增加，由此造成电机内的损耗能量不能有效的导散至外部空间，电机的温升将会大幅度提高，超出电机绝缘材料的温升极限，致使电机绝缘老化，严重时影响电机的正常运行。同时，采用封闭式冷却方式电机内部没有有效的冷却介质，从电机内损耗到热传递的方向来看，无论是笼条式还是绕线式电机，其转子侧的温升均较高，同样也会对电机的稳定运行和运行寿命造成威胁。

因此，在不改变电机性能的基础上，提高封闭式电机的冷却效果，降低电机的运行温升并均衡电机内的温升分布，是提高电机运行性能以及电机功率密度的首要举措。

发明内容

本发明的目的是提供一种电机多内腔U型冷却系统，以解决现有的封闭式电机的冷却效果差，电机的运行温升高，电机内的温升分布不均衡，电机运行性能低以及电机功率密度低的问题。

本发明为了解决上述技术问题所采取的技术方案是：

发明所述电机多内腔U型冷却系统包括电机风扇端风罩、电机负载端端盖、转子铁心、电机风扇端端盖、机座、机壳及散热翅，

所述散热翅固定在机壳上，机座固定安装在机壳及散热翅上，所述转子铁心上开有转子轴孔，转子铁心通过转子轴孔与电机转轴进行装配，所述机壳套在转子铁心的外部，机壳及散热翅的左端安装有电机负载端端盖，机壳及散热翅的右端安装有电机风扇端端盖，电机转轴的风扇端安装离心式风扇，所述电机风扇端风罩安装在电机风扇端端盖上，所述电机负载端端盖和电机风扇端端盖上均开有端盖轴孔，电机负载端端盖和电机风扇端端盖通过端盖轴孔及轴承与电机转轴建立连接；

电机负载端端盖和电机风扇端端盖上均匀开有多个扇形通风孔，电机负载端端盖和电机风扇端端盖的外凸沿上开有多个第二轴向通风道，转子铁心上按照对称原则沿其轴向开有多个第一轴向通风道，第一轴向通风道的截面形状为扇形或圆形，所述散热翅为具有镂空通风孔结构的散热翅，所述第二轴向通风道的数量与镂空通风孔的数量一致，且所述第二轴向通风道与镂空通风孔相通。

第一轴向通风道的数量及具体结构尺寸可根据电机散热所需的散热面积来确定。

优选的：所述镂空通风孔的结构尺寸与第二轴向通风道的结构尺寸一致；或所述镂空通风孔的结构尺寸小于第二轴向通风道的结构尺寸。如此设置，避免堵死镂空通风孔。

优选的：所述电机负载端端盖和电机风扇端端盖上的扇形通风孔结构尺寸一致。

优选的：所述电机负载端端盖上的扇形通风孔采用金属密网进行焊接覆盖。如此设置，防止电机外部环境中的杂质进入电机内部，影响电机的正常运行。

优选的：所述机壳及散热翅由一块金属板压制而成或由金属材料整体铸造而成。如此设置，工艺过程简单，装配方便，节省了电机材料。

优选的：所述电机风扇端风罩为密封式风罩。如此设置，以保证离心式风扇出口的风路为固定方向。

优选的：所述密封式风罩的外径与电机风扇端端盖的外径相同，电机风扇端端盖上第二轴向通风道的外径小于密封式风罩的内径。如此设置，使得冷却风全部均匀的进入到镂空通风孔内，降低了风磨损耗。

优选的：所述密封式风罩包括环形侧壁和挡风板，所述环形侧壁与挡风板圆弧过渡连接。如此设置，有效的将离心式风扇驱动的冷却介质送入散热翅的镂空通风孔内。

本发明与现有技术相比具有以下效果：本发明的电机多内腔U型冷却系统通过在电机负载端端盖和电机风扇端端盖上开设扇形通风孔以及轴向通风道，在转子铁心上按照对称原则沿其轴向开设扇形或圆形轴向通风道，散热翅为具有镂空通风孔结构的散热翅，形成电机内通风冷却介质沿负载端-负载端端部气腔-气隙和转子轴向风道-风扇端气腔-散热翅路径流通的多空腔的“U”型新型通风冷却系统；电机多腔U型冷却系统对电机定转子之间的气隙、定转子电磁回路没有任何影响，不改变电机的电磁性能，即不改变电机的运行性能，并且由于转子重量的降低，降低了电机运行过程中的机械损耗。本发明还具有工艺过程简单，便于装配，节省了电机材料的优点。本发明通过风路改造，将电机内部原来不作轴向流通的冷却介质进行了彻底的改变，形成了促使电机内部冷却介质轴向流通的冷却路径，提高了电机的冷却效果，整体降温能力可达30%以上，是中小型电机冷却方式的全新改变。本发明的电机多内腔U型冷却系统较以往轴向单一散热方式相比，具有散热面积大，相同情况下风磨损耗小的优点。当电机在运行时，转子铁心部分的涡流损耗在总损耗中所占比例较大，是电机温升过高不容忽略的因素之一。由于转子铁心与机壳相对距离较远，无法将该部分的热量及时传到出去，使得局部温度过高。同时转子绕组在电机工作时也产生热量，温度要高于转子铁心，造成热量传到为向心方向。本发明中冷却系统的电机负载端扇形通风孔可以使转子铁心与外界冷空气接触，将热量及时带走，大幅度降低转子部分温升。散热翅为镂空型结构，在保证机体外部与空气域接触面积不变的同时增加了散热翅内部的散热面积，相同风量的情况下，散热效率为原来的1.5倍。

附图说明

图1是本发明所述电机多内腔U型冷却系统的立体结构四分之一剖视图；

图2是本发明所述电机负载端端盖的立体结构图；

图3是本发明所述电机风扇端端盖的立体结构图；

图4是本发明所述转子铁心的立体结构图（轴向通风道的截面形状为圆形）；

图5是本发明所述转子铁心的立体结构图（轴向通风道的截面形状为扇形）；

图6是本发明所述机座、机壳及散热翅的立体装配图；

图7是本发明所述电机风扇端风罩的立体结构图。

图中：

1-电机风扇端风罩、2-电机负载端端盖、3-转子铁心、4-电机风扇端端盖、5-机座、6-散热翅、7-转子轴孔、8-端盖轴孔、9-扇形通风孔、10-第一轴向通风道、11-机壳、12-镂空通风孔、13-第二轴向通风道、14-金属密网、15-环形侧壁、16-挡风板。

具体实施方式

下面根据附图详细阐述本发明优选的实施方式。

如图1至图7所示，本发明所述电机多内腔U型冷却系统包括电机风扇端风罩1、电机负载端端盖2、转子铁心3、电机风扇端端盖4、机座5、机壳11及散热翅6，

所述散热翅6固定在机壳11上，机座5固定安装在机壳11及散热翅6上，所述转子铁心3上开有转子轴孔7，转子铁心3通过转子轴孔7与电机转轴进行装配，所述机壳11套在转子铁心3的外部，机壳11及散热翅6的左端安装有电机负载端端盖2，机壳11及散热翅6的右端安装有电机风扇端端盖4，电机转轴的风扇端安装离心式风扇，所述电机风扇端风罩1安装在电机风扇端端盖4上，所述电机负载端端盖2和电机风扇端端盖4上均开有端盖轴孔8，电机负载端端盖2和电机风扇端端盖4通过端盖轴孔8及轴承与电机转轴建立连接；

电机负载端端盖2和电机风扇端端盖4上均匀开有多个扇形通风孔9，电机负载端端盖2和电机风扇端端盖4的外凸沿上开有多个第二轴向通风道13，转子铁心3上按照对称原则沿其轴向开有多个第一轴向通风道10，第一轴向通风道10的截面形状为扇形或圆形，所述散热翅6为具有镂空通风孔12结构的散热翅，所述第二轴向通风道13的数量与镂空通风孔12的数量一致，且所述第二轴向通风道13与镂空通风孔12相通。第一轴向通风道10的数量及具体结构尺寸可根据电机散热所需的散热面积来确定。

所述镂空通风孔12的结构尺寸与第二轴向通风道13的结构尺寸一致；或所述镂空通风孔12的结构尺寸小于第二轴向通风道13的结构尺寸。如此设置，避免堵死镂空通风孔。

所述电机负载端端盖2和电机风扇端端盖4上的扇形通风孔9结构尺寸一致。

所述电机负载端端盖2上的扇形通风孔9采用金属密网14进行焊接覆盖。如此设置，防止电机外部环境中的杂质进入电机内部，影响电机的正常运行。

所述机壳11及散热翅6由一块金属板压制而成或由金属材料整体铸造而成。如此设置，工艺过程简单，装配方便，节省了电机材料。

所述电机风扇端风罩1为密封式风罩。如此设置，以保证离心式风扇出口的风路为固定方向。

所述密封式风罩的外径与电机风扇端端盖4的外径相同，电机风扇端端盖4上第二轴向通风道13的外径小于密封式风罩的内径。如此设置，使得冷却风全部均匀的进入到镂空通风孔12内，降低了风磨损耗。

所述密封式风罩包括环形侧壁15和挡风板16，所述环形侧壁15与挡风板16圆弧过渡连接。如此设置，有效的将离心式风扇驱动的冷却介质送入散热翅6的镂空通风孔12内。

本实施方式只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。

Claims (8)

1.电机多内腔U型冷却系统，它包括电机风扇端风罩(1)、电机负载端端盖(2)、转子铁心(3)、电机风扇端端盖(4)、机座(5)、机壳(11)及散热翅(6)，

所述散热翅(6)固定在机壳(11)上，机座(5)固定安装在机壳(11)及散热翅(6)上，所述转子铁心(3)上开有转子轴孔(7)，转子铁心(3)通过转子轴孔(7)与电机转轴进行装配，所述机壳(11)套在转子铁心(3)的外部，机壳(11)及散热翅(6)的左端安装有电机负载端端盖(2)，机壳(11)及散热翅(6)的右端安装有电机风扇端端盖(4)，电机转轴的风扇端安装离心式风扇，所述电机风扇端风罩(1)安装在电机风扇端端盖(4)上，所述电机负载端端盖(2)和电机风扇端端盖(4)上均开有端盖轴孔(8)，电机负载端端盖(2)和电机风扇端端盖(4)通过端盖轴孔(8)及轴承与电机转轴建立连接；

其特征在于：电机负载端端盖(2)和电机风扇端端盖(4)上均匀开有多个扇形通风孔(9)，电机负载端端盖(2)和电机风扇端端盖(4)的外凸沿上开有多个第二轴向通风道(13)，转子铁心(3)上按照对称原则沿其轴向开有多个第一轴向通风道(10)，第一轴向通风道(10)的截面形状为扇形或圆形，所述散热翅(6)为具有镂空通风孔(12)结构的散热翅，所述第二轴向通风道(13)的数量与镂空通风孔(12)的数量一致，且所述第二轴向通风道(13)与镂空通风孔(12)相通。

2.根据权利要求1所述的电机多内腔U型冷却系统，其特征在于：所述镂空通风孔(12)的结构尺寸与第二轴向通风道(13)的结构尺寸一致；或所述镂空通风孔(12)的结构尺寸小于第二轴向通风道(13)的结构尺寸。

3.根据权利要求2所述的电机多内腔U型冷却系统，其特征在于：电机负载端端盖(2)和电机风扇端端盖(4)上的扇形通风孔(9)结构尺寸一致。

4.根据权利要求1、2或3所述的电机多内腔U型冷却系统，其特征在于：所述电机负载端端盖(2)上的扇形通风孔(9)采用金属密网(14)进行焊接覆盖。

5.根据权利要求4所述的电机多内腔U型冷却系统，其特征在于：所述机壳(11)及散热翅(6)由一块金属板压制而成或由金属材料整体铸造而成。

6.根据权利要求4所述的电机多内腔U型冷却系统，其特征在于：所述电机风扇端风罩(1)为密封式风罩。

7.根据权利要求6所述的电机多内腔U型冷却系统，其特征在于：所述密封式风罩的外径与电机风扇端端盖(4)的外径相同，电机风扇端端盖(4)上第二轴向通风道(13)的外径小于密封式风罩的内径。

8.根据权利要求7所述的电机多内腔U型冷却系统，其特征在于：所述密封式风罩包括环形侧壁(15)和挡风板(16)，所述环形侧壁(15)与挡风板(16)圆弧过渡连接。