CN103825405B - 一种双转子电机的散热结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双转子电机的散热结构，属于机械技术领域。它同时解决了现有的散热结构散热效果差和空间布置大的问题。本双转子电机的散热结构包括离心风扇，外转子包括线圈和用于固定线圈的支撑架，支撑架通过轴承与电机转轴相连接，离心风扇固定套设在支撑架上且能与支撑架同轴转动，壳体侧部还开设有与安装腔体相连通进风口和出风口，进风口和出风口分别靠近壳体的两端部，离心风扇位于所述出风口处，线圈与内转子之间具有通风通道，通风通道与出风口相连通，支撑架靠近进风口的端部上开设有通风口，通风通道与进风口之间通过通风口相连通。本散热结构整体的散热效果明显，不需要额外的空间布置，保证了较低的制作成本。

Description

一种双转子电机的散热结构

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种双转子电机，特别是一种双转子电机的散热结构。

背景技术

传统的电机一般只有一个定子和一个转子，无论是直流机、同步机还是异步机，都只有一个机械端口。近年来，有人提出了双转子电机的概念，这种电机可以实现2个机械轴能量的独立传递，这种新型的电机极大地减小了设备的体积和重量，能很好的满足节能和调速的要求，有着优越的运行性能，因此在许多领域均有着很好的应用前景。

现有的双转子电机均包含一个内转子和一个外转子，如中国专利申请（申请号：201320243032.5）公开了一种电动汽车用双转子电机，包括电机壳体、内转子、外转子、内定子、外定子和定子间隔支承件，内转子、外转子、内定子、外定子和定子间隔支承件均位于电机壳体内，外定子和内定子位于外转子和内转子之间且内定子位于外定子中，定子间隔支承件位于外定子和内定子之间并分别固接外定子和内定子，定子间隔支承件的后端固件电机壳体的后端，外转子的后端可转动支承在定子间隔支承件的后端上，外转子的前端可转动支承在定子间隔支承件的前端和电机壳体的前端之间，内转子位于内定子中并分别可转动支承定子间隔支承件的后端和前端，且内转子穿设电机壳体的前端。

现有双转子电机的散热结构均是采用传统电机的散热结构，主要有两种。第一种结构是通过壁面接触由冷却水带走热量或由箱体散热片带走热量，但是由于双转子电机的外转子要旋转，无法通过与壁面接触来传递热量，因此散热的效果较差，影响电机的使用寿命。

第二种结构是直接加装轴流风扇吹风来实现散热。如中国专利申请（申请号：201220488163.5）公开了一种带双散热装置的电机，包含转子部和定子部，转子部嵌套在定子部的内部，所述转子部包含一主轴，主轴的中部设有转子头，转子头的下方设有动力输出转接头，转子头的上方设有第一散热装置，第一散热装置为一轴流风扇，轴流风扇通过一弹性锁定部和主轴固定连接，定子部包含支架和套接在支架上的硅钢片模块，硅钢片模块内设有第二散热装置，第二散热装置为封闭的钢管，钢管穿过硅钢片模块。该种散热结构虽然一定程度上解决了散热效果差的问题，但是加装轴流风扇需要增加电机的布置空间，同时也增加了制作的成本。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种双转子电机的散热结构，其所要解决的技术问题是如何提高散热效果的同时不会对电机布置空间造成影响。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种双转子电机的散热结构，电机包括具有安装腔体的壳体、固设在电机转轴上的内转子和套设在内转子外的外转子，所述内转子和外转子均位于安装腔体内，其特征在于，所述散热结构包括离心风扇，所述外转子包括线圈和用于固定线圈的支撑架，所述支撑架通过轴承与电机转轴相连接，所述离心风扇固定套设在支撑架上且能与支撑架同轴转动，所述壳体侧部还开设有与安装腔体相连通进风口和出风口，所述进风口和出风口分别靠近壳体的两端部，所述离心风扇位于所述出风口处，所述线圈与内转子之间具有通风通道，所述通风通道与出风口相连通，所述支撑架靠近进风口的端部上开设有通风口，所述通风通道与进风口之间通过通风口相连通。

支撑架通过轴承与电机转轴相连接，电机转轴转动能够带动内转子和外转子同轴转动，固定套设在支撑架上的离心风扇也随之转动，通过离心风扇在旋转时产生的离心力作为驱动力，促使壳体外的空气由进风口处进入壳体内，并由支撑架的通风口进入通风通道中达到散热冷却的效果，热风流通到离心风扇的内圈，由离心风扇甩出，经出风口流出。线圈通过螺栓固定在支撑架上。

本散热结构设计了明确的空气流通线路，通过空气的自然热交换来实现散热，流通的线路紧贴发热的线圈，热交换能力强。同时离心风扇直接设置在支撑架外圈，直径较大，产生的离心风力强，整体的散热效果明显，而且离心风扇的安装不需要额外的空间布置，不会对其他结构的布置造成影响，设计简单精巧，布置方便，保证了较低的制作成本。

在上述的双转子电机的散热结构中，所述支撑架的侧部还设有能够将安装腔体分隔成两个独立腔室的隔离件。通过隔离件的作用将安装腔体分隔为两个独立的腔室，进风口和出风口分别与两个不同的腔室连通，防止出风口处的热空气回流造成的影响，进一步地提高了散热的效果。隔离件可以为密封圈，也可以为设置在支撑架外侧壁上的环形凸台。

在上述的双转子电机的散热结构中，所述隔离件抵靠在壳体的内壁上且形成密封。隔离件与壳体的内壁之间形成密封，能够将进行热交换后形成的热空气隔绝在与出风口连通的腔室内，不会回流与从进风口进入的冷风混合，保持了高效的冷却效果。

在上述的双转子电机的散热结构中，所述隔离件与壳体的内壁之间为间隙配合。隔离件与壳体的内壁之间为间隙配合，该间隙远小于通风通道，因此热风基本不会回流至与进风口连通的腔室内或产生的回流基本可以忽略不计，能够保持高效的冷却效果。同时，隔离件与壳体的内壁之间为间隙配合，降低了制作要求和对隔离件的材料要求，减少了隔离件的磨损，增加了使用寿命，降低了成本。

作为优先，在上述的双转子电机的散热结构中，所述隔离件与壳体的内壁之间的间隙为0.5～4mm。间隙在本申请的范围内，热风的回流基本能够忽略不计，既保证了热风的回流影响最低，又较大程度了简化了制作要求，减少了磨损。隔离件与壳体的内壁之间的间隙大小还可根据实际电机的尺寸的大小进行调节。

作为优先，在上述的双转子电机的散热结构中，所述隔离件位于靠近出风口处。通过上述设计，与出风口相连通的腔室的容积相对较小，便于热空气的排出，而与进风口连通的腔室相对较大，起到的散热效果佳。

在上述的双转子电机的散热结构中，所述支撑架包括上支撑架和下支撑架，所述上支撑架靠近出风口，下支撑架靠近进风口，所述上支撑架和下支撑架均通过轴承与电机转轴相连，所述离心风扇固定套设在上支撑架上，所述下支撑架具有呈环形的端面，所述通风口位于上述端面上。上支撑架和下支撑架的设计，方便了安装和电机的拆卸维修。

作为优先，在上述的双转子电机的散热结构中，所述通风口为1个。

作为优先，在上述的双转子电机的散热结构中，所述通风口为若干个，所述通风口沿圆周方向均匀分布在上述下支撑架的端面上。通风口也可设置为多个，均匀分布能够使得电机各部位的散热较为均匀，散热效果更佳。通风口的具体个数可根据不同电机以及电机的不同尺寸的不同散热要求来抉择。

在上述的双转子电机的散热结构中，所述线圈之间的间隙形成上述的通风通道。由于线圈之间本就有间隙存在，能形成自然的通风通道，可供从进风口进入的空气流过，无需在电机的其他部位开设通风通道，较为方便，同时空气与线圈直接接触能够很好的完成热交换，达到散热的目的。

作为优先，在上述的双转子电机的散热结构中，所述内转子上开设有若干沿电机转轴轴向方向延伸的通风槽，所述通风槽贯穿所述内转子的两端部。通过在内转子上设置通风槽，能够增加空气流通的空间的速率，进一步优化散热的效果。通风槽的开设可根据不同尺寸和不同型号的电机的需求来抉择。

作为优先，在上述的双转子电机的散热结构中，所述支撑架上开设有若干沿电机转轴轴向方向延伸的通风槽。通过在支撑架上设置通风槽，能够增加空气流通的空间的速率，进一步优化散热的效果。通风槽的开设可根据不同尺寸和不同型号的电机的需求来抉择。

与现有技术相比，本双转子电机的散热结构具有以下优点：

1、以离心风扇为驱动力，设计了明确的通风通道，通过空气的自然热交换来实现散热，离心风扇直接设置在支撑架外圈，直径较大，产生的离心风力强，整体的散热效果明显，而且离心风扇的安装不需要额外的空间布置，不会对其他结构的布置造成影响，设计简单精巧，布置方便，保证了较低的制作成本。

2、利用线圈之间本就存在的间隙形成自然的通风通道，较为方便，同时空气与线圈直接接触，热交换能力强。

3、隔离件将壳体的安装腔体分成两个独立的腔室，完成热交换的空气能够直接从出风口排出，不会回流，保证散热的效果和效率。

4、结构简单，制作方便，适用于各种尺寸大小和不同型号的电机，通用性好。

附图说明

图1是本双转子电机的散热结构示意图。

图2是离心风扇的安装结构示意图。

图3是图2的剖视图。

图4是下支撑架的安装结构示意图。

图中，1、壳体；11、安装腔体；12、进风口；13、出风口；2、电机转轴；3、内转子；4、外转子；41、线圈；42、支撑架；421、上支撑架；422、下支撑架；5、离心风扇；6、通风通道；7、通风口；8、轴承；9、隔离件。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1-4所示，双转子电机包括具有安装腔体11的壳体1、固设在电机转轴2上的内转子3和套设在内转子3外的外转子4，内转子3和外转子4均位于安装腔体11内。外转子4包括线圈41和用于固定线圈41的支撑架42，支撑架42通过轴承8与电机转轴2相连接。本散热结构包括离心风扇5，离心风扇5固定套设在支撑架42上且能与支撑架42同轴转动，壳体1侧部还开设有与安装腔体11相连通进风口12和出风口13，进风口12和出风口13分别靠近壳体1的两端部，离心风扇5位于所述出风口13处。线圈41与内转子3之间具有通风通道6，通风通道6与出风口13相连通，支撑架42靠近进风口12的端部上开设有通风口7，通风通道6与进风口12之间通过通风口7相连通。

如图1所示，线圈41通过螺栓固定在支撑架42上，线圈41之间的间隙形成上述的通风通道6，无需在电机的其他部位开设通风通道6，较为方便，同时空气与线圈41直接接触能够很好的完成热交换，达到散热的目的。

更具体地说，如图1-3所示，支撑架42包括上支撑架421和下支撑架422，上支撑架421靠近出风口13，下支撑架422靠近进风口12，上支撑架421和下支撑架422均通过轴承8与电机转轴2相连，离心风扇5固定套设在上支撑架421上，下支撑架422具有呈环形的端面，通风口7位于上述端面上。上支撑架421和下支撑架422的设计，方便了安装和电机的拆卸维修。

如图1所示，支撑架42的侧部还设有能够将安装腔体11分隔成两个独立腔室的隔离件9，隔离件9位于靠近出风口13处。隔离件9与壳体1的内壁之间为间隙配合，该间隙远小于通风通道6，热风基本不会回流至与进风口12连通的腔室内或产生的回流基本可以忽略不计，能够保持高效的冷却效果。同时，隔离件9与壳体1的内壁之间为间隙配合，降低了制作要求和对隔离件9的材料要求，减少了隔离件9的磨损，增加了使用寿命，降低了成本。隔离件9与壳体1的内壁之间的间隙为0.5～4mm。本实施例间隙大小为3mm。隔离件9为设置在支撑架42外侧壁上的环形凸台。当然间隙大小还可根据实际电机的尺寸的大小进行调节。

如图4所示，通风口7为若干个，通风口7沿圆周方向均匀分布在下支撑架422的端面上。通风口7设置为多个，均匀分布能够使得电机各部位的散热较为均匀，散热效果更佳。本实施例中通风口7的个数为4个。当然通风口7的具体个数也可根据不同型号和不同尺寸的电机、以及对散热要求的不同来进行调整抉择。

电机转轴2转动能够带动内转子3、线圈41、上支撑架421和下支撑架422同轴转动，固定套设在上支撑架421上的离心风扇5也随之转动，通过离心风扇5在旋转时产生的离心力作为驱动力，促使壳体1外的空气由进风口12处进入壳体1内，并由下支撑架422端面上的通风口7进入通风通道6中达到散热冷却的效果，热风流通到离心风扇5的内圈，由离心风扇5甩出，经出风口13流出。

本双转子电机的散热结构以离心风扇5为驱动力，设计了明确的通风通道6，通过空气的自然热交换来实现散热，离心风扇5直接设置在支撑架42外圈，直径较大，产生的离心风力强，整体的散热效果明显，而且离心风扇5的安装不需要额外的空间布置，不会对其他结构的布置造成影响，设计简单精巧，布置方便，保证了较低的制作成本，同时结构简单，制作方便，适用于各种尺寸大小和不同型号的电机，通用性好。

实施例二

本实施的双转子电机的散热结构与实施一基本相同，其不同之处在于：隔离件9抵靠在壳体1的内壁上且形成密封。隔离件9与壳体1的内壁之间形成密封，能够将进行热交换后形成的热空气隔绝在与出风口13连通的腔室内，不会回流与从进风口12进入的冷风混合，保持了高效的冷却效果。

实施例三

本实施的双转子电机的散热结构与实施一基本相同，其不同之处在于：通风口7为1个。

实施例四

本实施的双转子电机的散热结构与实施一基本相同，其不同之处在于：内转子3上开设有若干沿电机转轴2轴向方向延伸的通风槽，通风槽贯穿内转子3的两端部。通过在内转子3上设置通风槽，能够增加空气流通的空间的速率，进一步优化散热的效果。当然通风槽的开设以及通风槽的数量可根据不同尺寸和不同型号的电机的需求来抉择。

实施例五

本实施的双转子电机的散热结构与实施一基本相同，其不同之处在于：支撑架42上开设有若干沿电机转轴2轴向方向延伸的通风槽。通过在支撑架42上设置通风槽，能够增加空气流通的空间的速率，进一步优化散热的效果。当然通风槽的开设以及通风槽的数量可根据不同尺寸和不同型号的电机的需求来抉择。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了壳体1、安装腔体11、进风口12、出风口13、电机转轴2、内转子3、外转子4、线圈41、支撑架42、上支撑架421、下支撑架422、离心风扇5、通风通道6、通风口7、轴承8、隔离件9等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (9)

1.一种双转子电机的散热结构，电机包括具有安装腔体(11)的壳体(1)、固设在电机转轴(2)上的内转子(3)和套设在内转子(3)外的外转子(4)，所述内转子(3)和外转子(4)均位于安装腔体(11)内，其特征在于，所述散热结构包括离心风扇(5)，所述外转子(4)包括线圈(41)和用于固定线圈(41)的支撑架(42)，所述支撑架(42)通过轴承(8)与电机转轴(2)相连接，所述离心风扇(5)固定套设在支撑架(42)上且能与支撑架(42)同轴转动，所述壳体(1)侧部还开设有与安装腔体(11)相连通进风口(12)和出风口(13)，所述进风口(12)和出风口(13)分别靠近壳体(1)的两端部，所述离心风扇(5)位于所述出风口(13)处，所述线圈(41)与内转子(3)之间具有通风通道(6)，所述通风通道(6)与出风口(13)相连通，所述支撑架(42)靠近进风口(12)的端部上开设有通风口(7)，所述通风通道(6)与进风口(12)之间通过通风口(7)相连通；所述支撑架(42)包括上支撑架(421)和下支撑架(422)，所述上支撑架(421)靠近出风口(13)，下支撑架(422)靠近进风口(12)，所述上支撑架(421)和下支撑架(422)均通过轴承(8)与电机转轴(2)相连，所述离心风扇(5)固定套设在上支撑架(421)上，所述下支撑架(422)具有呈环形的端面，所述通风口(7)位于上述端面上。

2.根据权利要求1所述的双转子电机的散热结构，其特征在于，所述支撑架(42)的侧部还设有能够将安装腔体(11)分隔成两个独立腔室的隔离件(9)。

3.根据权利要求2所述的双转子电机的散热结构，其特征在于，所述隔离件(9)抵靠在壳体(1)的内壁上且形成密封。

4.根据权利要求2所述的双转子电机的散热结构，其特征在于，所述隔离件(9)与壳体(1)的内壁之间为间隙配合。

5.根据权利要求2或3或4所述的双转子电机的散热结构，其特征在于，所述隔离件(9)位于靠近出风口(13)处。

6.根据权利要求1-4任意一项所述的双转子电机的散热结构，其特征在于，所述通风口(7)为1个。

7.根据权利要求1-4任意一项所述的双转子电机的散热结构，其特征在于，所述通风口(7)为若干个，所述通风口(7)沿圆周方向均匀分布在上述下支撑架(422)的端面上。

8.根据权利要求1-4中的任意一项所述的双转子电机的散热结构，其特征在于，所述线圈(41)之间的间隙形成上述的通风通道(6)。

9.根据权利要求1-4中的任意一项所述的双转子电机的散热结构，其特征在于，所述内转子(3)上开设有若干沿电机转轴(2)轴向方向延伸的通风槽，所述通风槽贯穿所述内转子(3)的两端部。