CN106374661A - 转子组件和电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种转子组件和电机。该转子组件包括转轴(1)和套设在转轴(1)外的外筒(2)，外筒(2)的内壁与转轴(1)的外壁之间通过轴流扇叶(3)连接，多个轴流扇叶(3)沿转轴(1)的外壁周向设置。根据本发明的转子组件，能够加快转子周围的空气流动速度，提高转子散热能力。

Description

转子组件和电机
技术领域
本发明涉及电机技术领域，具体而言，涉及一种转子组件和电机。
背景技术
由于电动汽车行驶过程中路面情况复杂，其驱动电机常常需要涉尘、涉水运行，所以对驱动电机在防尘、防水性能方面有很高的要求。随着汽车驱动电机制造水平和工艺精度的不断提升，驱动电机在防尘和防水性能上有了较大提高。
目前的多数驱动电机使用了全封闭水冷式的冷却结构，其机壳可以有效的防止水及尘埃颗粒进入电机的内部，保证电机安全运行，并且水冷式机壳对电机的定子部分有较好的冷却效果，但是转子部分被包裹在气隙及两端的气腔内，其周围空气流动速度较低，对流换热能力不理想，从而使得转子散热性能降低，严重时会导致永磁体发成退磁现象，使得电机效率降低并增加了对电机的控制难度。
发明内容
本发明实施例中提供一种转子组件和电机，能够加快转子周围的空气流动速度，提高转子散热能力。
为实现上述目的，本发明实施例提供一种转子组件，包括转轴和套设在转轴外的外筒，外筒的内壁与转轴的外壁之间通过轴流扇叶连接，多个轴流扇叶沿转轴的外壁周向设置。
作为优选，转子组件还包括转子铁芯，转子铁芯套设在外筒外，并与外筒之间形成周向限位。
作为优选，转子铁芯与外筒之间通过连接键连接形成周向限位。
作为优选，多个连接键沿外筒的周向均布。
作为优选，转子铁芯的两端设置有对转子铁芯形成轴向定位的轴端止挡。
作为优选，轴端止挡为套设在外筒外的环形挡板。
作为优选，外筒的止挡端端部设置有径向凸起，径向凸起对转子铁芯形成轴向限位。
作为优选，各轴流扇叶沿转轴的外壁螺旋延伸。
根据本发明的另一方面，提供了一种电机，包括转子组件和套设在转子组件外的定子铁芯，该转子组件为上述的转子组件，定子铁芯的内周壁上设置有多个气隙，气隙的开口朝向转子组件的外周壁。
应用本发明的技术方案，转子组件包括转轴和套设在转轴外的外筒，外筒的内壁与转轴的外壁之间通过轴流扇叶连接，多个轴流扇叶沿转轴的外壁周向设置。在转子组件的转轴和外筒之间设置有轴流扇叶，该轴流扇叶在转子组件转动时，能够起到自励性风扇作用，扰动转子组件内部流体，在转子组件内部产生扰动高压，迫使一部分流体沿电机轴向吹出，因此可以加快转子组件内部气体的流动效率，提高转子组件的散热能力，减小风摩损耗的产生，提高电机工作性能。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明实施例的转子组件的局部剖视结构示意图；
图2是本发明实施例的转子组件的横截面结构示意图；
图3是本发明实施例的转子组件的纵向剖视结构示意图。
附图标记说明：1、转轴；2、外筒；3、轴流扇叶；4、转子铁芯；5、连接键；6、环形挡板；7、径向凸起；8、定子铁芯；9、气隙。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。
图中箭头所指的方向为电机内部流体流动的方向。
参见图1至图3所示，根据本发明的实施例，转子组件包括转轴1和套设在转轴1外的外筒2，外筒2的内壁与转轴1的外壁之间通过轴流扇叶3连接，多个轴流扇叶3沿转轴1的外壁周向设置。
转轴1位于电机旋转的中心，与外界设备相连接，为外界设备提供动力，轴流扇叶3位于转轴1与转子组件的外筒2之间，起到连接转轴1与外筒2的作用，并为转子组件提供所需要的支撑强度，保证转子组件不偏心旋转。
在转子组件的转轴1和外筒2之间设置有轴流扇叶3，轴流扇叶3在转轴1的轴向有一定的倾斜角度，该倾斜角度可根据冷却及转子组件的结构强度需要而定，轴流扇叶本身有一定的弧度，这种弧度符合空气动力学原理，因此该轴流扇叶3在转子组件转动时，能够起到自励性风扇作用，扰动转子组件内部流体，在转子组件内部产生扰动高压，迫使一部分流体沿电机轴向吹出，可以加快转子组件内部气体的流动效率，提高转子组件的散热能力，同时减小风摩损耗的产生，提高电机效率。轴流扇叶3的弧度可以根据所需风量以及气动压力而定。
转子组件还包括转子铁芯4，转子铁芯4套设在外筒2外，并与外筒2之间形成周向限位。通过在转子铁芯4与外筒2之间形成周向限位，能够通过外筒2将转轴1转动作用力传递至转子铁芯4，使转子铁芯4随转轴1一同转动，实现转子组件的稳定运行。
在本实施例中，转子铁芯4与外筒2之间通过连接键5连接形成周向限位。转轴组件的外筒2位于支撑拉筋与转子铁心之间，并且其表面有键槽分布，在转子铁芯4的内周壁上也设置有相应的键槽，连接键5设置在对应的两个键槽之间，对转子铁芯4和外筒2之间形成连接，从而起到固定转子铁芯的作用。
优选地，多个连接键5沿外筒2的周向均布，从而保证外筒2与转子铁芯4之间的周向限位作用力分布均匀，避免出现受力不均而引起的剪切力等，降低外筒2或者转子铁芯4由于周向受力不均而发生扭转的可能。连接键5可以为平键，也可以为花键，具体可以根据需要进行设定。
连接键5与外筒2之间的周向限位也可以通过卡接等方式来实现。
优选地，转子铁芯4的两端设置有对转子铁芯4形成轴向定位的轴端止挡。该轴端止挡能够对转子铁芯4进行轴向限位，防止转子铁芯4发生轴向方向上窜动，提高转子组件工作时的稳定性和可靠性。
在本实施例中，轴端止挡为套设在外筒2外的环形挡板6。该环形挡板6可以固定连接在外筒2上，或者是通过外部结构对环形挡板6施加实现对转子铁芯4的压紧固定。该轴端止挡也可以为螺母或者是销轴等。如果轴端止挡采用螺母，则优选采用双螺母，即每一侧的轴端止挡均包括两个螺母，从而能够防止螺母在使用过程中发生脱落，提高止挡结构的稳定性。
在本实施例中，外筒2的止挡端端部设置有径向凸起7，径向凸起7对转子铁芯4形成轴向限位。在进行转子铁芯4的安装时，可以在外筒2上先安装一个环形挡板6，然后将转子铁芯4套设在外筒2上，并使转子铁芯4沿轴向滑入到外筒2上，当已安装的环形挡板6到达径向凸起7时，转子铁芯4安装到位，此时可以将另外一个环形挡板6安装在外筒2上，对转子铁芯4形成另一端的轴向止挡。
优选地，各轴流扇叶3沿转轴1的外壁螺旋延伸，能够增加轴流扇叶3对流体的输送效率，提高转子组件内部的换热效率。
结合参见图1至3所示，根据本发明的实施例，电机包括转子组件和套设在转子组件外的定子铁芯8，该转子组件为上述的转子组件，定子铁芯8的内周壁上设置有多个气隙9，气隙9的开口朝向转子组件的外周壁。
当转子旋转时，自励性轴流风扇支撑会扰动其内部流体，在内部产生扰动高压，迫使一部分流体沿电机轴向吹出，吹至端盖后反作用于定子绕组端部，为其提供冷却，如图3中风路a所示，另一部分流体会在Coriolis Effect(科里奥利力)的直接作用下吹拂定子绕组端部的内侧，为定子端部绕组起到更进一步的冷却效果，如图3中风路b所示，两路流体在气隙入口汇合，由于流体在流入气隙之前时，流动空间骤减，会使得流体流过气隙时的速度会有极大提高，从而提升了转子表面的对流换热系数，提高了对转子表面的冷却效果，气体从气隙出来后，再次吹拂另一侧的定子端部绕组，进入轴流风扇式自励转子支撑，形成流体流动循环，使得转子组件内部的热量以及转子组件和定子绕组之间的热量能够快速排出，避免出现永磁体退磁现象。
当然，以上是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明基本原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种转子组件，其特征在于，包括转轴(1)和套设在转轴(1)外的外筒(2)，所述外筒(2)的内壁与所述转轴(1)的外壁之间通过轴流扇叶(3)连接，多个所述轴流扇叶(3)沿所述转轴(1)的外壁周向设置。
2.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，所述转子组件还包括转子铁芯(4)，所述转子铁芯(4)套设在所述外筒(2)外，并与所述外筒(2)之间形成周向限位。
3.根据权利要求2所述的转子组件，其特征在于，所述转子铁芯(4)与所述外筒(2)之间通过连接键(5)连接形成所述周向限位。
4.根据权利要求3所述的转子组件，其特征在于，多个所述连接键(5)沿所述外筒(2)的周向均布。
5.根据权利要求2所述的转子组件，其特征在于，所述转子铁芯(4)的两端设置有对所述转子铁芯(4)形成轴向定位的轴端止挡。
6.根据权利要求7所述的转子组件，其特征在于，所述轴端止挡为套设在所述外筒(2)外的环形挡板(6)。
7.根据权利要求6所述的转子组件，其特征在于，所述外筒(2)的止挡端端部设置有径向凸起(7)，所述径向凸起(7)对所述转子铁芯(4)形成轴向限位。
8.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，各所述轴流扇叶(3)沿所述转轴(1)的外壁螺旋延伸。
9.一种电机，包括转子组件和套设在所述转子组件外的定子铁芯(8)，其特征在于，所述转子组件为权利要求1至8中任一项所述的转子组件，所述定子铁芯(8)的内周壁上设置有多个气隙(9)，所述气隙(9)的开口朝向所述转子组件的外周壁。
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