CN104114871B - 电动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动机，其具有电机壳体(5)，该电机壳体在周向侧上具有散热肋(15)，用以排出在电机中产生的热量。散热肋(15)仅在所述电机壳体(5)的外周的一部分上延伸，从而在电机壳体(5)的没有散热肋的部分中形成用于电子器件壳体(13)的散热肋(21)的空间，这些散热肋(21)与电机的散热肋(15)对齐并横向于电机轴线(14)设置。

Description

电动机

技术领域

本发明涉及一种电动机，特别是一种用于驱动离心泵的湿运行电动机，该电动机用于利用水平的轴布局来运行，具有：与电机轴相连接的转子，该转子可转动地设置在具有电机绕组的定子中；和用于容纳所述定子的电机壳体，该电机壳体在周向侧具有散热肋，用以排出在电机中产生的热量，其中，所述电机的散热肋仅在所述电机壳体的外周的一部分上延伸，并且在所述电机壳体的未设散热肋的周向区域中构成用于电子器件壳体的安装基座，所述电子器件壳体被安装在所述电机壳体上和具有用于控制所述电机的功率电子器件，并且所述电子器件壳体具有朝向所述电机壳体的散热肋。

背景技术

为了能够排出在运行中积聚于电动机中的损失热量，在现有技术中是沿电动机的电机壳体的整个周向为电动机配置散热肋，这些散热肋应该或多或少地平行于电机的纵轴线设置，并通过对流冷却排出电机的热量。这通常受到位于电机轴上的叶轮的支持，叶轮通过风扇罩轴向吸入空气，然后沿散热肋引导空气，从而通过这种方式利用气流排出电机的热量。

在此期间的电动机、特别是用于驱动离心泵的电动机以变得越来越小的功率电子器件来实现，这些位于设置在电动机上的、最初只用于电机的电连接的接线盒中的功率电子器件包括电子开关和特别是用于电机的功率电子器件(通常为电子转速调节器)。因此在现代化的电机中，接线盒同时构成了电子器件壳体。然而，目前所用的这种功率电子器件的废热要比电机的废热高几个数量级，因此在现有技术中不仅需要为电机本身配置散热肋，而且还要为接线盒，即位于电动机上的电子器件壳体配置散热肋。已经证实：为了也能够利用电机的冷气流冷却电子器件壳体，电子器件壳体的散热肋要同样沿电机的纵向、即平行于电机的纵向肋延伸。

在现代的永磁转子中，由于相对良好的工作效率使得电机的废热明显低于例如早期类型的异步电机或直流电机的废热。因此特别是在利用转速调节器控制的电机中，对冷却的要求也从电机壳体转向电子器件壳体。考虑到电机的很小的冷却要求，散热肋的尺寸也变得更小，但是这对于电子器件壳体的冷却是相当不利的。

发明内容

在此背景下，本发明的目的在于，在考虑到上述问题的情况下，对这种类型的电动机就散热肋的设计进行改进。

本发明的目的通过如下的电动机来实现：所述电机的散热肋以及所述电子器件壳体的散热肋相对于电机轴线横向延伸。本发明的优选的实施方式在下面的说明以及附图中给出。

根据本发明的电动机特别是用于驱动离心泵的湿运行电动机，其具有与电机轴相连接的转子，该转子可转动地设置在具有电机绕组的定子中。电动机设有用于容纳定子的电机壳体，该电机壳体在周向侧上具有散热肋，用于排出在电机中产生的热量。根据本发明，散热肋仅在电机壳体的外周的一部分上延伸。

本发明的基本思想在于，不同于在现有技术中通常为电机壳体整个地或至少在结构上有可能的区域中加装肋片，而是有针对性地使电机壳体外周的一部分保持为无散热肋的。也就是说，没有将散热肋变小，而是替代地设置相对较大的散热肋，但是这些散热肋只延伸经过电机壳体的部分外周。这种设计的目的在于，一方面能够在电机上提供结构性的自由空间，另一方面特别是可以在电机壳体侧没有设置散热肋的区域中提供用于电子器件壳体的散热肋的自由空间。这种设计方案特别有利于具有带有永磁铁的转子并且所产生的废热相对较少的电动机。也就是说，根据本发明的设计方案特别优选用于湿运行电机以及用于驱动离心泵的永磁电机，因为由于连接在电机壳体上的泵壳体使得冷却气流只能在电机壳体本身的区域中流动，并且这种流动也只发生在流入和流出不受所连接的泵壳体阻碍的地方。

根据本发明的一种优选的扩展方案，电机壳体具有圆形的、优选为环形的截面，并且只在周向侧加装肋片。这种布置通常是有条件的：电机借助于泵壳体来保持，即不需要支脚。这种横截面为环形的电机壳体一方面结构特别紧凑，另一方面从内向外具有均匀的热分布，因为在所有方向上都与定子间隔相同的距离。这种只在周向侧上设置肋片的实施方式是有利的，并减小了电机的轴向结构长度。

在本发明的一种特别优选的实施方式中，散热肋在电机壳体上不是如常规的那样沿电机轴线的纵向延伸，而是横向于电机轴线延伸。因此，特别是在设置具有水平电机轴的电机时，可以沿散热肋形成对流流动，这种对流流动从下向上均匀地环流电机壳体。

特别优选散热肋只在电机壳体外周的190°-240°之间的区域中延伸，因为这样做可以保留平行于电机轴线形成的表面，该表面在结构上可以在其他用于电机冷却的措施中被使用。在此，其优点在于：如果将散热肋的布局设计为，在水平放置的电机中，肋片分别从底部向右或向左围绕电机壳体延伸95°至120°的角度时，由此可以在顶部保留一空的平台，特别是在朝向出口端(Auslaufende)的肋片的高度大于其他区域中的肋片的高度时。

在本发明的一种优选的实施方式中，电机壳体的散热肋不仅是围绕电机壳体外周的一部分延伸，而且还仅在电机壳体的一个纵向段上延伸，从而使另一无肋片的纵向段得以保留。这种无肋片的实施方式在泵壳体上的连接区域中是特别有利的，因为由此可以实现非常紧凑的泵结构，特别是在配有连接法兰的内嵌壳体中，可以将法兰的间隔或者位于其间的泵壳体选择为较小的。

在本发明的另一种实施方式中，优选在电机壳体没有加装肋片的周向区域中形成电子器件壳体的安装基座，电子器件壳体包含用于控制电机的功率电子器件，通常至少包括电子转速调节器的功率电子器件，特别是变频器的功率电子器件。这种布置是有利的，因为一方面可以为电子器件壳体提供相对较大的自由空间，另一方面可以使电机壳体的无散热肋的区域从结构上理想地得到充分利用。

特别是为了将对安装在电机壳体上的电子器件壳体的冷却与对电机的冷却合为一体，或者说使对流气流不仅能冷却电机壳体，还能冷却电子器件壳体，具有优点的是使电子器件壳体具有朝向电机壳体的散热肋，这些散热肋相对于电机侧的散热肋对齐地设置。这样，特别是在电机轴水平设置以及电子器件壳体位于上面的情况下可以形成密集的对流，该对流首先从底部到达电机壳体，然后掠过电子器件壳体的对齐的散热肋。由于在现代的永磁电机中，电机的废热少于电机功率电子器件的废热，因此这种布置也是有利的，因为从电机上经过的空气尚未被加热到一定程度，使得空气可以从电机壳体的散热肋上吸收更多的热量。

特别优选电机壳体和/或电子器件壳体是由具有良好导热性的材料、优选为轻金属合金制成的铸造壳体。在此，材料的导热性应为在0℃时至少为10W/m·K，优选为在0℃时至少为100W/m·K，以确保能够在电机和电子器件壳体的区域中实现强力的热排放。

附图说明

下面参照在附图中示出的实施方式对本发明进行详细说明。其中：

图1以极其简化的纵截面图示意性示出了与离心泵相连接的电动机，

图2以透视图示出了如图1所示的电动机的电机壳体，在该电机壳体上设有电子器件壳体，

图3以透视图示出了没有电子器件壳体的电机壳体，

图4示出了电动机的底视图，

图5示出了沿图4中的切割线Ⅴ-Ⅴ的纵截面图。

具体实施方式

如图1所示的离心泵机组具有包括泵壳体2的离心泵1和可转动地设置在泵壳体中的涡轮3，涡轮3位于电动机6的连接在泵壳体2上的电机壳体5的轴4上。电动机6为湿运行电机，即，用于转子7和轴4运行的空间充满了液体并通过密封管8与定子9流体密封地分离。定子9位于横截面为环形的电机壳体5中，电机壳体借助于法兰10通过夹紧环12与泵壳体的法兰11可松脱地连接。

电动机为永磁电机，其由设置在电子器件壳体13中的电子转速调节器控制，电子器件壳体13以接线盒的形式固定在电机壳体5上，并通过电机壳体实现对电机的电气端子连接。

在该实施方式中，电机壳体5具有七个相对于电机轴线14横向延伸的散热肋15，这些散热肋在纵向段16中经过电机壳体5的一部分外周延伸。此外，电机壳体还具有没有散热肋的纵向段17。纵向段17在法兰10和电子器件壳体3之间延伸。

特别是如图3所示，散热肋15并没有延伸经过电机壳体的整个外周，而是在外周上延伸约210°，也就是说，在如图1和图2所示的状态下，从电机壳体5的底部分别向两侧向上延伸约105°。在此，肋片的高度从外周(从底部开始)的约80°的区域直至末端明显增大，特别是如图2所示。通过这种方式在电机壳体的在其他情况下设有肋片15的纵向段16的区域中得到电机壳体5的没有散热肋的周向部分。在该区域中，电机壳体5在电机的自由端部附近具有基座(Sockel)18，该基座围绕电机壳体5中的一个长孔形的缺口，定子和设置在定子上方的电子器件壳体13之间的导线连接通过该缺口实现。在与基座18间隔开的没有肋片的区域中设有两个横截面大约为圆形的基座19，它们仅用于固定并且各自具有螺纹孔。这三个基座18和19用于支承位于上方的电子器件壳体13，该电子器件壳体螺丝固定在基座19的螺纹孔中，并通过宽的基座18与定子壳体的内部相连接，以实现导线套管的目的。宽的基座18具有凸起部20，该凸起部配有螺纹孔并为了将电子器件壳体13螺丝固定在该区域中而设置。

当电子器件壳体13固定在电机壳体5上时，电子器件壳体13被设置为：其同样具有相对于电机轴线14横向设置的散热肋21，这些散热肋从与电机壳体5间隔开的、基本上为长方形的壳体开始在间隔区域中向下突出至刚好在电机壳体5的纵向段16中的没有肋片的区域之前。这些从电子器件壳体的底部向电机壳体5伸展的肋片与电机壳体的散热肋21对齐设置，从而在如图1和图2所示的电机状态下形成从电机壳体的下面向上延伸直至电子器件壳体的下面并从那里到达侧面的对流气流。由于电机壳体5在顶部区域中，也就是与电子器件壳体13相连接的地方没有加装肋片，因此在此可以设置电子器件壳体13的散热肋21，这些散热肋基本上高于电机壳体5的散热肋，并因此在电子器件壳体的底部构成散热体。由于散热肋16和21被彼此对齐地设置，因此可以与电机的姿态无关地(电机可以在法兰连接中关于泵壳体2任意地转动360°)在这些散热肋之间形成对流流动，这种对流流动可以导致强力的冷却，特别是在电子器件壳体13的区域中。

电机壳体5和电子器件壳体13是由金属制成的，在此它们是由轻金属合金制成并具有良好导热性的铸造件。

附图标记列表

1 离心泵

2 泵壳体

3 涡轮

4 轴

5 电机壳体

6 电动机

7 转子

8 密封管

9 定子

10 电机壳体5的法兰

11 泵壳体2的法兰

12 夹紧环

13 电子器件壳体

14 电机轴线

15 电机壳体的散热肋

16 具有散热肋的纵向段

17 没有散热肋的纵向段

18 宽的基座

19 圆形基座

20 宽基座18中的凸起部

21 散热肋。

Claims (9)

1.一种用于利用水平的轴布局来运行的电动机，具有：与电机轴(4)相连接的转子(7)，该转子可转动地设置在具有电机绕组的定子(9)中；和用于容纳所述定子(9)的电机壳体(5)，该电机壳体在周向侧具有散热肋(15)，用以排出在电机(6)中产生的热量，其中，所述电机(6)的散热肋(15)仅在所述电机壳体(5)的外周的一部分上延伸，并且在所述电机壳体(5)的未设散热肋的周向区域中构成用于电子器件壳体(13)的安装基座(18，19)，所述电子器件壳体(13)被安装在所述电机壳体(5)上和具有用于控制所述电机(6)的功率电子器件，并且所述电子器件壳体(13)具有朝向所述电机壳体(5)的散热肋(21)，其特征在于，所述电机(6)的散热肋(15)以及所述电子器件壳体(13)的散热肋(21)相对于电机轴线(14)横向延伸。

2.如权利要求1所述的电动机，其特征在于，所述电动机是用于驱动离心泵(1)的湿运行电机。

3.如权利要求1所述的电动机，其特征在于，所述电机壳体(5)具有圆形的横截面，并且只在周向侧加装肋片。

4.如权利要求3所述的电动机，其特征在于，所述电机壳体(5)具有环形的横截面。

5.如权利要求1至4中任一项所述的电动机，其特征在于，所述散热肋(15)只在所述电机壳体(5)的外周的190°到240°之间的区域中延伸。

6.如权利要求1至4中任一项所述的电动机，其特征在于，所述散热肋(15)只设置在所述电机壳体(5)的一个纵向段(16)上，而在所述电机壳体(5)的另一纵向段(17)上不设散热肋。

7.如权利要求1至4中任一项所述的电动机，其特征在于，所述电子器件壳体(13)的所述朝向所述电机壳体(5)的散热肋(21)与电机侧的散热肋(15)对齐地设置。

8.如权利要求1至4中任一项所述的电动机，其特征在于，所述电机壳体(5)和/或所述电子器件壳体(13)是由导热性在0℃时至少为10W/m·K的材料制成的铸造壳体。

9.如权利要求8所述的电动机，其特征在于，所述电机壳体(5)和/或所述电子器件壳体(13)是由导热性在0℃时至少为100W/m·K的材料制成的铸造壳体，和/或由轻金属合金制成。