CN103475157B - 导风装置及具有该装置的永磁同步电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于连接通风冷却装置和永磁同步电机的电机本体的导风装置。该导风装置包括一个导风箱体，所述导风箱体的一侧壁面设置冷却风入口，与所述冷却风入口垂直的另一侧壁面设置冷却风出口；所述导风箱体的内部壁面设置第一滤尘磁铁。该导风装置可以有效吸附进入永磁同步电机的冷却风中的铁粉及铁屑等杂质，显著提高冷却风的质量，为永磁同步电机的高效率可靠运行提供了保证。在此基础上，本发明还提供一种具有该导风装置的永磁同步电机。

Description

导风装置及具有该装置的永磁同步电机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，特别是涉及一种电机的导风装置。此外，本发明还涉及一种具有上述导风装置的永磁同步电机。

背景技术

随着电子技术和控制技术的发展，永磁同步电机控制日趋成熟，因此永磁同步电机正广泛应用于包装机械、物料输送机械、纺织机械及轨道交通车辆等大型工程机械领域。另外，永磁电机低碳环保且效率高，能够满足现代相关领域的迅速发展。尤其是，现代轨道交通的快速发展，对大功率永磁同步电机提出了更高的要求，特别地，当该大功率永磁同步电机在高效率工作时，应当设置有效的冷却散热装置，为其提供良好的工作环境。

目前轨道交通应用的大功率永磁同步电机，一般采用全封闭式强迫风冷、开启式风冷及机壳液冷。其中，现有冷却装置中，机壳液冷装置的结构复杂，并且，由于携带热量的介质为液体，要求有严格的密封性；另外，冷却液对金属的腐蚀严重影响了设备的使用寿命，同时，冷却液固化及汽化的温度限制了电机的工作温度。因此，机壳液冷装置很难满足永磁同步电机高效率的运行状态。

同样，现有全封闭式通风冷却结构，散热效果差，不能将电机内部的热量有效地散出去。在工作过程中，容易导致永磁电机形成一个等温体，影响内部部件的工作温度，降低永磁电机的正常运行。

现有技术中，采用开启式通风冷却装置能够有效地保证永磁同步电机的散热效果。但是，该种冷却装置的容易导致杂物进入电机内部。尤其是，永磁同步电机应用于轨道交通中时，由于轨道交通车辆运行时，车轮与钢轨不断摩擦产生金属粉末，这些粉末极易通过开启式通风冷却装置进入永磁电机内部。如此，金属粉末吸附于永磁同步电机转子表面，导致气隙堵塞，转子扫膛等故障，严重影响电机的正常运行。

鉴于上述问题，当永磁同步电机采用开启式通风冷却装置时，如何使永磁同步电机获得优质的冷却风，有效地避免运行过程中，铁粉及铁屑等有害杂质对电机的损害，是本领域技术人员目前亟待解决的技术问题。

发明内容

针对上述存在的缺陷，本发明要解决的技术问题在于提供一种导风装置，通过对该导风装置结构设计，可以过滤冷却风中的铁粉及铁屑等有害杂质，使开启式通风冷却装置为永磁同步电机提供优质的冷却风，有效地提高永磁同步电机的工作效率。在此基础上，本发明还提供一种具有该导风装置的永磁同步电机。

本发明提供的导风装置包括一个导风箱体，所述导风箱体的一侧壁面设置冷却风入口，与所述冷却风入口垂直的另一侧壁面设置冷却风出口；所述导风箱体的内部壁面设置第一滤尘磁铁。

优选地，所述导风箱体的内部空间设置分离粉尘的冷却风导向挡板，所述冷却风导向挡板与所述导风箱体固定连接。

优选地，所述冷却风导向挡板包括：沿冷却风的风向斜上设置的迎风体，与所述迎风体的一端连接的固定于所述导风箱体的连接体，自所述迎风体的另一端逆向冷却风风向弯曲设置的转风体。

优选地，所述迎风体的迎风面设置第二滤尘磁铁，所述第一滤尘磁铁与所述壁面和所述第二滤尘磁铁与所述迎风面均为可拆卸连接。

优选地，所述连接体的冷却风入口一侧设置接收由所述冷却风导向挡板分离的杂质的回收器，所述回收器与所述导风箱体可拆卸连接。

优选地，所述冷却风入口和所述冷却风出口均设置金属过滤网。

优选地，所述冷却风入口的所述金属过滤网为粗孔过滤网；所述冷却风出口的所述金属过滤网为细孔过滤网。

优选地，所述导风装置的顶部壁面和与冷却风入口相对的壁面间设置斜面连接。

优选地，所述导风箱体与所述永磁同步电机之间设置与所述冷却风出口和所述电机本体可拆卸连接的过渡风筒。

本发明还提供一种永磁同步电机，包括电机本体和连接于所述电机本体的通风冷却装置，所述电机本体和所述通风冷却装置之间设置以上所述的导风装置。

与现有技术相比，本发明提供一种用于连接通风冷却装置和永磁同步电机的电机本体的导风装置。该导风装置包括一个导风箱体，在该导风箱体的一侧壁面设置冷却风入口，在于冷却风入口相垂直的另一侧壁面设置冷却风出口；并在导风箱体的内部壁面设置第一滤尘磁铁。在实际应用中，当冷却风通过该导风箱体时，需要经过导风箱体壁面上的第一滤尘磁铁，利用其强大的吸附作用，可以有效地分离冷却风中的铁粉和铁屑等杂质，达到过滤净化进入永磁同步电机的冷却风的作用。

同时，将导风箱体的冷却风入口与通风冷却装置的出口连接，并将其冷却风出口与永磁同步电机的入口连接。如此设计，来自通风冷却装置的冷却风通过该导风装置的导风箱体时，可以使冷却风经过导风箱体的折弯的内部通风路径的导向，有效阻止冷却风中的杂质直接被冷却风的风力带入永磁同步电机的内部。因此，在永磁同步电机采用开启式通风冷却装置时配合该导风装置，可以有效除去冷却风中夹杂的铁粉及铁屑等杂质，从而保护电机的转子结构，使电机可靠运行。

在本发明的优选方案中，在导风箱体的内部空间设置分离粉尘的冷却风导向挡板，该冷却风导向挡板与导风箱体可固定连接。当冷却风由冷却风入口进入导风箱体后，直接受到冷却风导向挡板的干扰，使得冷却风中的杂质受到运动阻碍，被该冷却风导向挡板分离出来。从而可以减少进入永磁同步电机中的冷却风中的杂质，保护永磁同步电机的工作环境，提高其工作效率。

在本方案中的另一优选方案中，冷却风导向挡板包括沿冷却风的风向斜上设置的迎风体，与该迎风体的一端连接的固定于导风箱体的连接体，自迎风体的另一端逆向冷却风风向弯曲设置的转风体。如此设置，当冷却风由冷却风入口进入导风箱体，吹向迎风体时，在该迎风体的阻挡下，脱离冷却风的运动方向而坠落。

另外，在经过迎风体干扰后的冷却风，又在该转风体的作用下，受到旋转作用。此时，冷却风气流中的粉尘、沙粒等粒子在离心力的作用下从冷却风中分离出来。进一步对冷却风进行了杂质过滤，有效地分离了铁粉、铁屑和粉尘、沙粒等小颗粒杂质，为永磁同步电机提供更优质的冷却风，有效保证了其良好的运行环境。

本发明的又一优选方案中，迎风体的迎风面设置第二滤尘磁铁，上述第一滤尘磁铁与壁面和第二滤尘磁铁与迎风面均可设置为可拆卸连接。通过在该迎风体上设置第二滤尘磁铁，进一步增强了迎风体分离杂质的作用，不仅使迎风体起到阻挡干扰作用，还可以通过此处的第二滤尘磁铁吸附铁粉和铁屑杂质。因此，进一步对冷却风中的杂质进行过滤，起到了强化净化冷却风的作用。同时，滤尘磁铁与固定面设置可拆卸连接，能够便于对导风箱体的清扫，保证导风箱体高效率高质量的过滤作用。

附图说明

图1为具体实施方式中所述导风装置示意图；

图2为具体实施方式中所述导风装置与电机的装配关系示意图。

图1与图2中：

导风箱体1、过渡风筒2、第一滤尘磁铁11、第二滤尘磁铁12、冷却风入口13、冷却风出口14、冷却风导向挡板15、回收器16、转风体151、迎风体152、连接体153、电机本体A。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种用于连接通风冷却装置和永磁同步电机的电机本体A的导风装置，该装置可以有效吸附进入永磁同步电机的冷却风中的铁粉及铁屑等杂质，显著提高冷却风的质量，为永磁同步电机的高效率可靠运行提供了保证。本发明的另一核心是提供一种具有该导风装置的永磁同步电机。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合说明书附图具体说明本实施方式。

请参见图1、图2，图1为具体实施方式中所述导风装置示意图，图2为具体实施方式中所述风装置与电机的装配关系示意图。

本发明设计的导风装置，如图2所示，用于连接通风冷却装置（图中未示出）和永磁同步电机的电机本体A。该导风装置包括一个导风箱体1，该导风箱体1可以由钢板焊接制成，能够保证在冷却风通过时，提供良好的密封空间。在该导风箱体1的一侧壁面设置冷却风入口13，在与冷却风入口13垂直的另一侧壁面设置冷却风出口14，在导风箱体1的内部壁面设置第一滤尘磁铁11。

在实际应用中，导风箱体1的内部壁面设置的第一滤尘磁铁11，对冷却风中的铁粉及铁屑杂质具有强大的吸附作用，当冷却风通过导风箱体1的内部壁面时，冷却风中携带的铁粉及铁屑被固定于内部壁面的第一滤尘磁铁11分离出来，使之吸附于第一滤尘磁铁11，从而减少了进入永磁同步电机的冷却风中的铁粉及铁屑等杂质。另外，该第一滤尘磁铁11与内部壁面可设置为可拆卸连接，这样设计，能够便于工作人员取下第一滤尘磁铁11，对导风箱体1和第一滤尘磁铁11进行清洁。由上述可见，该第一滤尘磁铁11，有效提高了导风箱体1分离去除冷却风中粉尘的作用，尤其是，对铁粉及铁屑具有显著的分离效果；同时，还可以方便对第一滤尘磁铁11进行拆卸，清理其表面吸附的铁粉及铁屑等杂质，确保导风箱体1良好的除去杂质的效果。

将导风箱体1的冷却风入口13与通风冷却装置的出口连接，并将其冷却风出口14与永磁同步电机的入口连接。当然，冷却风入口13和冷却风出口14也可以设置于相平行的两壁面处。通过分析，采用本方案的设计，当来自通风冷却装置的冷却风通过该导风装置的导风箱体1时，受到导风箱体1的折弯的内部通风路径的导向，可以使得冷却风在导风箱体1中运动的气流受到缓冲。进而，使冷却风中携带的杂质在转向运动中受到干扰，有效地阻止冷却风中的杂质直接被冷却风的风力带入永磁同步电机的内部。并且，如此设计，还能够降低安装的整体高度，合理布局通风冷却装置、导风装置和永磁同步电机的位置。

进一步地，在该导风箱体1的内部空间设置冷却风导向挡板15，该冷却风导向挡板15靠近冷却风入口13位置，固定连接于导风箱体1的底部，同时，与导风箱体1的顶部留有一段冷却风的通道。当冷却风由冷却风入口13进入导风箱体1后，强大的气流受到该冷却风导向挡板15的干扰作用，受到阻碍的冷却风气流从该冷却风导向挡板15与导风箱体1顶部之间的一段通道通过，而使冷却风中携带的部分铁粉及铁屑等杂质的运动受到阻碍而被分离出来。

更进一步地，对该冷却风导向挡板15进行结构设计。具体地，冷却风导向挡板15包括三部分：沿冷却风的风向斜向上设置的迎风体152，与该迎风体152的一端连接固定于导风箱体1的连接体153，连接迎风体152的另一端逆向冷却风风向弯曲设置的转风体151。具体地，参见图1所示，冷却风导向挡板15的具体结构。当冷却风由冷却风入口13进入导风箱体1时，首先气流吹向迎风体152，迎风体152为顺着冷却风风向向上倾斜的一段斜面，在该迎风体152的导向和阻挡下，冷却风中的杂质受到冲击，由于重力作用，脱离冷却风的风向运动方向，而坠落导风箱体1的底部；在此之后，冷却风继续运动到达转风体151，在转风体151的导向作用下，冷却风形成旋转气流，可以使冷却风中携带的质量较小的粉尘、沙粒等粒子在离心力的作用下从冷却风中分离出来。该方案能够有效地分离冷却风中的杂质，更进一步为永磁同步电机提供清洁的冷却风，而保证电机的转子表面清洁，消除气隙阻塞等故障。

随后，经过分离杂质后的冷却风绕过该冷却风导向挡板15，穿过冷却风导向挡板15与导风箱体1之间的通道继续运动；而被分离出的杂质落入设置于导风装置内部的回收器16中。在本方案中，该回收器16可设置为斗形，当然，回收器16的形状不局限于斗形，还可以为其他形状，只要能够满足容纳接收上述被分离的杂质的形状即可。同时，将回收器16紧贴连接体153的壁面固定于导风装置。这样设置，由迎风体152阻挡的杂质和经过离心分离的杂质能够顺利落入该回收器16中，便于后续对分离的杂质的清除，并且减少了工作人员的工作量，有效地提高了工作效率。

另外，在迎风体152的迎风面设置可拆卸的第二滤尘磁铁12。具体地，当冷却风冲击迎风体152时，所携带的杂质不仅受到冲击和转向的作用而脱离冷却风的运动，还能够被该处的第二滤尘磁铁12吸附，减少冷却风中较大颗粒的铁粉及铁屑杂质。因此，第二滤尘磁铁12能够提高迎风体152分离铁粉及铁屑的作用效果。同样地，第二滤尘磁铁12与迎风体152也可为可拆卸连接，如此设置，同上述第一滤尘磁铁11与内部壁面的可拆卸连接的作用效果一致，在此不再进行赘述。

本文中，采用第一、二限定滤尘磁铁，以清楚限定其所设置的位置，其中，第一滤尘磁铁均设置于导风箱体的内部壁面，第二滤尘磁铁设置于迎风体的迎风面。应当理解，此处所提及的“第一、二”的限定对于本申请请求保护的技术方案不构成限制。

在此基础上，冷却风入口13和冷却风出口14设置金属过滤网。通过在冷却风入口13设置金属过滤网，形成首级过滤，除去冷却风中夹杂的较大的杂质，并阻挡棉絮等较轻杂质进入导风箱体1。同时，冷却风出口14设置金属过滤网，形成最后一级过滤，有效阻挡未完全分离的杂质进入永磁同步电机的内部。因此，在导风箱体1的冷却风入口13和冷却风出口14设置该金属过滤网，显著提高了该导风装置对冷却风的过滤效果，确保纯净的冷却风进入永磁同步电机内部起到散热效果。

需要说明的是，在本方案中，冷却风入口13的金属过滤网可以为粗孔过滤网，而冷却风出口14的金属过滤网可以为细孔过滤网。在冷却风入口13处的粗孔过滤网主要起到首级滤尘的作用，分离较大尺寸的杂质；在冷却风出口14处的细孔过滤网起到阻止细小杂质随冷却风进入永磁同步电机的内部。这样设计，显著细化了分离杂质的程序，能够更加有效地分离冷却风中的杂质，为永磁同步电机获得可靠的运行环境提供了保证。

另外，导风箱体1的顶部壁面和与冷却风入口13相对的壁面间可以设置斜面连接，参看图1的结构。本方案中，斜面连接设计能够起到缓冲冷却风气流的作用，减少冷却风改变方向时受到的流动阻力；同时，可以增加第一滤尘磁铁11的设置壁面，也就是说，可以在导风箱体1内部为第一滤尘磁铁11增设安装壁面，从而可以提供更多的第一滤尘磁铁11对冷却风中铁粉及铁屑等杂质的进行吸附。因此，可以有效地去除冷却风中的杂质，为永磁同步电机提供优质的冷却条件，消除气隙堵塞、转子扫膛等隐患，提高电机运行的可靠性。

基于上述设计，该导风装置还可包括一个过渡风筒2，该过渡风筒2设置于导风箱体1和永磁同步电机之间，可拆卸连接冷却风出口14和电机本体A。在实际应用中，受到空间位置的限制，在安装导风装置时可以设置过渡风筒2。该过渡风筒2能够使导风箱体1的安装位置升高，保证充足的进风量进入该导风箱体1中，进而，满足永磁同步电机在高效率工作下快速有效散热的要求。同时，该过渡风筒2与导风箱体1和永磁同步电机的电机本体A为可拆卸连接，使得导风装置能够适应不同安装环境下的永磁同步电机，满足了不同永磁同步电机对冷却散热的要求。

除了上述导风装置，本发明还提供一种具有上述导风装置的永磁同步电机，该永磁同步电机其他部分结构请参考现有技术，本文不再赘述。

以上对本发明所提供的导风装置及其永磁同步电机进行了详细介绍。本文中仅针对本发明的具体例子进行了阐述，以上具体实施方式的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明特点的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应该视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种导风装置，用于连接通风冷却装置和永磁同步电机的电机本体，其特征在于，所述导风装置设置包括一个导风箱体，所述导风箱体的一侧壁面设置冷却风入口，与所述冷却风入口垂直的另一侧壁面设置冷却风出口；所述导风箱体的内部壁面设置第一滤尘磁铁；

所述导风箱体的内部空间设置分离粉尘的冷却风导向挡板，所述冷却风导向挡板靠近冷却风入口位置，并与所述导风箱体的底部固定连接、与导风箱体的顶部留有一段冷却风的通道；

所述冷却风导向挡板包括：沿冷却风的风向斜上设置的迎风体，与所述迎风体的一端连接的固定于所述导风箱体的连接体，自所述迎风体的另一端逆向冷却风风向弯曲设置的转风体。

2.根据权利要求1所述的导风装置，其特征在于，所述迎风体的迎风面设置第二滤尘磁铁，所述第一滤尘磁铁与所述壁面和所述第二滤尘磁铁与所述迎风面均为可拆卸连接。

3.根据权利要求2所述的导风装置，其特征在于，所述连接体的冷却风入口一侧设置接收由所述冷却风导向挡板分离的杂质的回收器，所述回收器与所述导风箱体可拆卸连接。

4.根据权利要求3所述的导风装置，其特征在于，所述冷却风入口和所述冷却风出口均设置金属过滤网。

5.根据权利要求4所述的导风装置，其特征在于，所述冷却风入口的所述金属过滤网为粗孔过滤网；所述冷却风出口的所述金属过滤网为细孔过滤网。

6.根据权利要求1至5任一项所述的导风装置，其特征在于，所述导风箱体的顶部壁面和与冷却风入口相对的壁面间设置斜面连接。

7.根据权利要求6所述的导风装置，其特征在于，所述导风箱体与所述永磁同步电机之间设置与所述冷却风出口和所述电机本体可拆卸连接的过渡风筒。

8.一种永磁同步电机，包括电机本体和连接于所述电机本体的通风冷却装置，其特征在于，所述电机本体和所述通风冷却装置之间设置如权利要求7所述的导风装置。