CN106877576A - 一种全封闭电动机 - Google Patents

Abstract

一种全封闭电动机，包括：机座；固定于机座内腔的定子和覆盖机座轴向二端的端盖；固定于转轴的转子，转轴经轴承支承于端盖；离心式叶轮，其后盘位于转子左端，其前盘的内圆和后盘的内圆紧固于转轴的外圆；转轴自左端至所述后盘的内圆所在位置段为管状，且于前盘的内圆和后盘的内圆之间段的管壁设通孔；转子具有轴向通风道；环绕转轴的旋转体状进风罩，其小圆端连接前盘外圆，大圆端于转子右端覆盖通风道的进口；环绕转轴的旋转体状出风罩，大圆端于转子右端覆盖通风道出口，小圆端紧固于转轴，被出风罩覆盖的转轴为管状且管壁设通孔，该管状直通至转轴右端。该设计明显降低电动机的温升，尤其是转子的温升，结构比较简单，可靠性较好和能耗较低。

Description

一种全封闭电动机

技术领域

本发明涉及一种全封闭电动机，尤其是其冷却结构，在国际专利分类表中，分类属于H02K9/06。

背景技术

全封闭电动机冷却结构的传统设计可见《电机设计》(西安交通大学陈世坤，机械工业出版社1982年北京第1版)，其冷却效果对于转子温度限值较低的电动机，例如永磁转子电动机仍欠理想。

本发明涉及的术语，还可见国家标准GB/T 2900.25《电工术语旋转电机》和《通风机》(华中工学院李庆宜，机械工业出版社1981年北京第1版)。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提出一种全封闭电动机，其冷却系统可比传统结构明显降低电动机的温升，尤其是转子的温升，且结构比较简单，可靠性较好和能耗较低。

本发明解决所述技术问题的技术方案是，一种全封闭电动机，包括：

——机座；

——固定于机座内腔的定子和覆盖机座轴向二端的端盖；

——固定于转轴的转子，转轴经轴承支承于端盖；

其特征在于，还包括：

——离心式叶轮，其后盘位于转子左端，其前盘的内圆和后盘的内圆紧固于所述转轴的外圆；所述转轴自左端至所述后盘的内圆所在位置段为管状，且于所述前盘的内圆和后盘的内圆之间段的管壁设通孔；

——转子具有轴向通风道；

——环绕转轴的旋转体状进风罩，其小圆端连接所述前盘外圆，大圆端于转子右端覆盖所述通风道的进口；

——环绕转轴的旋转体状出风罩，大圆端于转子右端覆盖所述通风道出口，小圆端紧固于转轴，被所述出风罩覆盖的那段转轴为管状且管壁设通孔，该管状直通至转轴右端。

该电动机运转时，转轴传动叶轮旋转对气流赋能，外部大气自转轴左端管口进入，沿管内流至前盘的内圆和后盘的内圆之间段，穿越此段管壁的通孔进入叶轮叶道，经所述进风罩内的空间进入转子轴向通风道，再经所述出风罩内的空间，穿越转轴于此空间的通孔进入转轴管内，经转轴右端管口流出至大气。

该气流主要对途经的转子冷却，对叶轮和出风罩所在机内环境也有冷却作用。相比仅机内空气循环，流入温度较低的机外空气，更有利于降低电动机尤其是转子的温升。机外空气经过由机座和端盖包围的壳体，流道全程被可靠密闭隔离，除轴、叶轮、进风罩、转子和出风罩外，不接触壳体内其它任何部件，尤其如绕组等电气绝缘部件，电动机仍完全满足产品标准关于封闭式电动机的防护要求。

本发明解决所述技术问题的技术方案的进一步设计是，所述前盘的外壁或/和出风罩外壁轴向伸出叶片。叶轮旋转时，该轴向伸出叶片搅动空气吹拂定子绕组端部，使之冷却。该结构也加强以所述叶轮前盘为间壁的内外空气的热交换，有利于降低机内的温升。

进一步设计于所述轴向伸出叶片的轴向外端设置环绕所述转轴的旋转体面。该旋转体面把各叶片的轴向外端连接，封闭为一个个以叶片为间隔的叶道，叶道出风口朝向定子绕组端部内圆面，使所有内循环气流穿越定子绕组端部，相比敞开的叶道，可增强对端部的冷却。叶道流速因封闭而提高，加强以所述叶轮前盘为间壁的内外空气热交换，有利于进一步降低机内的温升。

与此同时，最好设计所述端盖或/和机座内壁具有散热筋，以增大热交换面积；并且，最好把端盖内的散热筋设计在转轴的同心圆的切线上，以导引气流在进入进风口前形成可提高通风效率的预旋。

所述离心式叶轮的叶片或/和所述轴向伸出叶片最好设计为后向，以提高效率。

本发明技术方案及其典型设计将在具体实施方式中进一步说明。

附图说明

图1是本发明实施例电动机结构示意图。

图2是本发明实施例电动机端盖内壁结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例电动机在类似如《电机设计》中图8-3所示封闭式电动机传统结构的基础上改进而成，如图1所示。该电动机沿用传统结构的设计包括：

——机座5；

——覆盖机座5轴向二端的端盖70；

——固定于机座5内腔的定子3，定子3包括定子铁心和定子绕组；

——固定于转轴1的转子2，转子2包括转子铁心，转轴1经轴承支承于端盖70；

设计修改包括：

——紧靠转子2左端设置由锥形的前盘21、后盘22及夹在二者之间的后向式叶片29组成的离心式叶轮，前盘21的内圆和后盘22的内圆紧固于转轴1的外圆；转轴1自左端38至后盘22的内圆所在位置之间段为管状，且于前盘21的内圆和后盘22的内圆之间段的管壁设如图示6个通孔23；

——转子2设置多条轴向贯穿转子铁芯的通风道6；

——设置环绕转轴2的圆台状的进风罩25，其小圆端连接前盘21的外圆，大圆端于转子左端覆盖通风道6的进口61；

——环绕转轴2的圆台状的出风罩26，其大圆端于转子右端24覆盖通风道6的出口62，小圆端紧固于转轴1的外圆，被出风罩26覆盖的那段转轴为管状且管壁设如图示6个通孔27，该管状直通至转轴右端28；

——前盘21的外壁轴向伸出后向式叶片12，对该叶片12设置环绕转轴1的圆台面11。该圆台面11把该叶片12各叶片的轴向外端连接，封闭为一个个以各叶片为间隔的叶道，叶道出风口朝向位于定子左端的定子绕组端部10的内圆面；

——出风罩26的外壁轴向伸出后向式叶片8，对该叶片8设置环绕转轴1的圆台面14。该圆台面14把该叶片8各叶片的轴向外端连接，封闭为一个个以各叶片为间隔的叶道，叶道出风口7朝向位于定子右端的定子绕组端部10的内圆面；

——端盖70内壁具有散热筋71，散热筋位于转轴1同心圆的切线上，如图2所示。

该电动机运转时，转轴1传动叶轮旋转对气流赋能，外部大气自转轴1左端38管口进入，沿管内流至前盘21的内圆和后盘22的内圆之间段，穿越此段管壁的通孔23进入叶片29所在叶道，经进风罩25内的空间进入转子轴向通风道6，再经出风罩26内的空间，穿越转轴1于此空间的通孔27进入转轴1管内，经转轴1右端28管口流出。

本实施例可有以下设计改动：

——环绕转轴2的圆台状的进风罩25、出风罩26和对叶片12设置的圆台面11、对叶片8设置的圆台面14，其生成环绕转轴2的旋转体的准线均为直线，制造工艺比较简单。也可以采用适当曲率的弧线作为准线的其它旋转体面，以获得更佳的气动性能。

——前盘21也可以改为弧形，以获得更佳的气动性能；或为平直前盘，制造工艺可简化。

——管壁通孔23、27的数量和形状，可视流阻和对轴的强度的影响，通过实验或流体力学和机械计算，适当调整。

——各开口、管口和风口，可通过实验或流体力学计算，选择更适当的形状。

——各叶片29、12、8也可以改为径向式，制造工艺可简化。

——该冷却系统流道各处需兼顾流阻、热交换表面积和流速，可通过实验或流体力学计算，选择更适当的截面或/和表面形状。

Claims (5)

1.一种全封闭电动机，包括：

——机座；

——固定于机座内腔的定子和覆盖机座轴向二端的端盖；

——固定于转轴的转子，转轴经轴承支承于端盖；

其特征在于，还包括：

——离心式叶轮，其后盘位于转子左端，其前盘的内圆和后盘的内圆紧固于所述转轴的外圆；所述转轴自左端至所述后盘的内圆所在位置段为管状，且于所述前盘的内圆和后盘的内圆之间段的管壁设通孔；

——转子具有轴向通风道；

——环绕转轴的旋转体状进风罩，其小圆端连接所述前盘外圆，大圆端于转子右端覆盖所述通风道的进口；

——环绕转轴的旋转体状出风罩，其大圆端于转子右端覆盖所述通风道出口，小圆端紧固于转轴，被所述出风罩覆盖的那段转轴为管状且管壁设通孔，该管状直通至转轴右端。

2.按照权利要求1所述电动机，其特征在于：所述前盘的外壁或/和出风罩外壁轴向伸出叶片。

3.按照权利要求2所述电动机，其特征在于：所述轴向伸出叶片的轴向外端设置环绕所述转轴的旋转体面。

4.按照权利要求1或权利要求2或权利要求3所述电动机，其特征在于：所述端盖内壁具有散热筋。

5.按照权利要求4所述电动机，其特征在于：所述端盖内的散热筋位于转轴的同心圆的切线上。