CN107659039A - 一种全自冷式电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种全自冷式电机，包括：它在电机外轮廓上设有进气装置和排气装置，所述进气装置与排气装置与电机内室连通，使得电机外的气体通过进气装置进入电机内，流经需散热部件，再从排气装置排出电机。本发明通过从电机内部形成气流，且保证在电机内部流动的气体能源源不断来源电机外的常温空气，以确保降温及时。

Description

一种全自冷式电机

技术领域

本发明主要涉及马达和工业门机等内置马达的电机总成，尤其针对内部需散热的马达或电机总成。

背景技术

马达和现有各类电机总成，为达到防尘和防水等功能，一般要求其对内部全封闭，因此必然存在散热不良的问题。

发明内容

本发明目的在于解决上述问题，并提供一种对原有各类马达或电机总成改造成本低，维护成本低的全自冷式电机。

名词解释：

本发明所述电机包括马达和各类电机总成；

本发明所述电机外轮廓，是指电机上的与电机外空气接触的部份，主要包括电机壳体和输出轴。

为实现上述目的，本发明技术方案为：

一种全自冷电机，它在电机外轮廓上设有进气装置和排气装置，并使进气装置、电机内室与排气装置依次连通，使得电机外的气体通过进气装置进入电机内，流经需散热部件，再从排气装置排出电机外。

它至少包含以下一个技术特征：

1)所述进气装置与排气装置其中之一设于电机的前端盖；

2)所述进气装置与排气装置其中之一设于电机的后端盖；

3)所述进气装置与排气装置其中之一设于电机的输出轴。

所述电机输出轴、电机前端盖和电机后端盖有其中之二不允许设有进气装置和吹装置时，进气装置优先排气装置设于特定范围。

本发明的优先方案是：

所述进气装置是在电机外轮廓上设有的与需散热部件所在空间连通的进气孔或进气管；所述排气装置包括：

1)设在电机外轮廓上的与需散热部件所在空间连通的出气孔或出气管；

2)作用于需散热部件所在空间内气体的驱动装置；所述出气孔或出气管密闭连通于驱动装置的出气部位。

所述驱动装置传动于或间接传动于电机主轴。

所述驱动装置是在电机内部原有的转动部件设有风叶和通气孔；所述风叶作用于需散热部件所在空间的气体，并使气体从通气孔排出；所述排气管可转动地密闭连通于通气孔或所述排气孔可转动密闭连通于安装在通气孔上的导气管。

所述驱动装置为设于电机外部的抽气泵。

当电机结构不允许进气装置和吹装置全部设于特定范围时，所述排气装置设于防尘、防水等级较吸风等级高的部位；所述特定范围包括：电机输出轴、电机前后端盖。

上述技术方案的有益之处在于：

本发明通过从电机内部形成气流，且保证在电机内部流动的气体能源源不断来源电机外的常温空气，以确保降温及时。

本发明进气装置和排气装置优先设于电机的前后端盖和电机输出轴，能最大化维持原有电机的防尘、防水等级。

本发明就形成气流的驱动装置仅设于排气装置上，即 所述驱动装置用于将电机内的气体排出电机外的，并通电机外的气压，使电机外的空气通过吸气孔（吸气装置）被压入电机；该方案不仅大大减小电机对空气的做功，因此能有效节约能源，而且对电机内部的改造还能降到最低。

本发明的驱动装置是对电机原有转动部件的改造，因增设的部件少，对内部构造的改造少，因此改造成本低；另一方面，散热也不需要额外消耗能量。

本发明设有集流装置，可将机内的气流集中喷散在发热件上，不仅可提高电机内的散热能力，还可节省能量损耗。

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。

附图说明

图1为实施例1的示意图（箭头表示气体流向）；

图2为实施例2的示意图（箭头表示气体流向）。

具体实施方式

实施例1，以应用本发明的马达（电动机或发电机）为例：

一种全自冷电机，包括：机壳１、定子２、转子３、电机轴４、进气装置５和排气装置６；所述机壳１包括前端盖11、后端盖12和机身壳体13。

所述进气装置5为设于后端盖12上的进气孔51。

所述排气装置6包括：设于前端盖11与转子3之间的隔离板61、套于在前端盖11与转子3之间的电机轴４上的套管62、密闭连通于在前端盖11与隔离板61的套管62上的排气管63和设于前端盖11的排气孔64；所述套管62的两端通过密封圈65固定于电机轴４上，使得电机内部通过隔离板61分开的两个空间只能通过排气管63流通气流。

工作原理：

隔离板61将电机内部隔成A室和B室；电机工作时，电机轴４带动套管62同步转动，排气管63通过离心力将管内的气体甩进A室，通过气压将B室的气体不断吸入A室，再从前端盖11的排气孔排出；在B室的气体不断被吸入A室同时，B室的气压减小，电机外的大气压将电机外的空气通过后端盖的进气孔压入B室。由此电机外的空气不断快速流经电机内部，不断带走发热件的热量，再排出电机外。

本实施例优化方案包括：

1)为提高电机内的散热能力，将机内的气流集中喷散在发热件上，具体可在所述转子3靠近后端盖12一端面上设若干助流管52，助流管52一端靠边圆心且使延长线经过圆心，另一端出口朝向发热源（转子上的线圈，尤其是线圈与定子间的空隙），其中助流管52工作原理同上述排气管63。

2)为保证电机的防尘防水等级，可在前后端盖过滤装置（过滤装置为现有技术，本发明在此不作介绍）或使排气孔朝下倾斜（如后端盖12的进气孔51，当然前端盖11的排气孔64也可采有相同的技术方案）。

3)为保证排气管63高速旋转的稳定性，在套管62上固定套装一托盘66,若干排气管63均匀固定分布于托盘66上。

实施例2，以内置马达的管状卷门机总成为例：

如图2所示的一种全自冷电机，包括：进气装置、集流装置和排气装置。

所述进气装置包括：设于电机外轮廓上的进气孔1、使马达5能连通来自进气孔1的机外空气的软管2。

所述集流装置包括：软管2的正对线圈3的出气口、软管4的正对线圈3的进气口、设于线圈3内部的导气管10；所述导气管10靠近进气装置的端口设于靠近电轴的位置，另一端口连通线圈3表面，导气管10可设一条或多条。

唯一通过软管4连通马达5与刹车盘6所在空间，软管4在马达5内的一端正对线圈3；刹车盘6啮合于若干排气驱动装置7，并使驱动7均匀分布于刹车盘的外沿；排气驱动装置7伸入棘轮8所在空间，并最终连通软管9，所述软管9的另一端伸出电机后端盖进入大气。

它在电机外轮廓上设有进气孔1，通过软管2连通来自进气孔1的机外空气，软管2的另一端正对需散热部件，即 马达5转子上线圈3；唯一通过软管4连通马达5与刹车盘6所在空间，软管4在马达5内的一端正对线圈3；刹车盘6啮合于若干排气驱动装置7，并使驱动7均匀分布于刹车盘的外沿；排气驱动装置7伸入棘轮8所在空间，并最终连通软管9，所述软管9的另一端伸出电机后端盖进入大气。

所述排气驱动装置7在齿轮内壁设有吸风叶，可将刹车盘6所在空间的气体吸入棘轮8所在空间。

工作原理：

就本电机而言，转速最快的，最便于传动排气驱动装置是刹车盘5；排气驱动装置齿数小于刹车盘的齿数，可进一步提高排气驱动装置7的转速，多个排气驱动装置7均匀分布啮合于刹车盘6，不仅为提高吸气量以提高流体流速，同时也保证刹车盘6的受力平衡以确保工作稳定性。

使用软管导气，可以有效避开破坏各种机械部件。

使进入马达的软管2出气口正对线圈3，可使机外引入的大气集中吹向线圈3。

使引出马达的软管4的进气口正对线圈3，马达5内的空气集中流经线圈3，并从线圈3抽出马达。

导气管10随转子高速转动，因离心力将马达5靠近进气孔1一端的空气，甩入线圈与定子间的间隙（需散热部件的发热部位），不仅具有辅助集流作用，还可以流体充分覆盖线圈3的发热部位。

通过软管2和软管3及导气管10的配合，达到流体集中散热的效果，还可以达到散热充分，即气流能充分覆盖需散热部件的全部发热部位。

本发明重点：

通过进气装置、电机内需散热部件所在空间、排气装置三者依次连通，使得电机外的气体通过进气装置进入电机内，流经需散热部件，再从排气装置排出电机外，以达到利用电机外的常温空气对需散热部件进行散热；显然电机的需散热部件可能不只一个，对于传统结构，各需散热部件所在空间可能是不连通的，这时确保对结构改造以实现连通。

优化方案：

1、本发明为确保电机的防水防尘等级，所述排气装置和进气装置均设于电机外轮廓上防尘、防水等级低的位置；又因为排气装置在工作状态下，电机以外的尘和水不易从其进入电机内，所以排气装置所安装位置的防尘、防水等级可以较进气装置高；一般情况下，电机的输出轴的端部其防尘、防水等级低于后端盖的，端盖的低于后前端盖的；但不同应用环境将会相应变化，由此可优选方案1：

方案1，进气装置设有一个或一个以上进气口或进气管，排气装置设有一个或一个以上排气管或排气口；各进气口或进气管、排气管或排气口可以是同时选择以下一个技术特征或多个技术特征（以下技术特征不会冲突，可同时使用在同一电机上）：

1)所述进气装置与排气装置其中之一设于电机的前端盖；

2)所述进气装置与排气装置其中之一设于电机的后端盖；

3)所述进气装置与排气装置其中之一设于电机的输出轴。

方案1补充：

1)当电机结构不允许进气装置和吹装置全部设于上述特定范围（电机输出轴、电机前后端盖），且电机对防水防尘等级较高时，所述排气装置、进气装置应加设防尘罩、过滤装置、气孔向下等。

2)当电机输出轴、电机前端盖和电机后端盖有其中之二不允许设有进气装置和吹装置时，进气装置优先排气装置设于特定范围。

2、结构优化和节能优化可采用以下１或多个方案：

方案2，本发明就实现电机内气体流动，可以只设有一个驱动装置，所述驱动装置只用于将电机内的气体排出电机外，并通电机外的气压，使电机外的空气通过吸气孔（吸气装置）被压入电机；即进气装置无需另行设置驱动装置；另外该驱动装置可以外置，如在电机外设一抽真空机泵，并连接电机的排气孔；本方案主要包括：

1)所述进气装置是在电机外轮廓上设有的与需散热部件所在空间连通的进气孔或进气管，其中 连通发热源所在空间的优选进气管；

2)所述排气装置包括：

A.设在电机外轮廓上的与需散热部件所在空间连通的出气孔或出气管，其连通发热源所在空间的优选排气管，并使出气口正对需散热部件的发热部位；

B.作用于需散热部件所在空间内气体的驱动装置；所述出气孔或出气管密闭连通于驱动装置的出气部位，并使进气口正对需散热部件的发热部位。

方案2的特别说明：

1、本发明的驱动装置并不局限于应用于排气装置，当然为了提高外界空气进入机内速度，最终提供机内空气流速，也可应用于进气装置，甚至应用于如实施例１所述的助流管52（如图1）、实施例2的导气管10（如图2）。

2、为了充分利用机内流体充分对需散热部件的散热，可使进气装置满足通过其进入电机内的空气均必须流经需散热部件所在空间，以满足电机内部的气流均能经过需散热部件的发热部位。具体实施方案如：在需散热部件所在空间且紧靠发热源出口设置吸风装置或在需散热部件所在空间且紧靠发热源进口设置吹风装置。

方案3，所述驱动装置传动于或间接传动于电机主轴，尤其可利用电机内部原有转动部件，且尽可能选择转速高的部件，驱动装置的排气技术均可使用现有技术，如：在旋转件上增设有风叶或和通气孔；所述风叶作用于需散热部件所在空间的气体，并使气体从通气孔排出；所述排气管可转动地密闭连通于通气孔或所述排气孔可转动密闭连通于安装在通气孔上的导气管。

方案3的特别补充：就方案２的所述的气流集中装置可以设有多处，各处气流集中装置均可在电机内部相应位置的原有转动部件进行改造（当然也可根据需要另行加装），尤其在各气流通道小的部位，可增设加强气流流速的装置。

Claims (10)

1.一种全自冷电机，其特征在于：它包括：它在电机外轮廓上设有进气装置和排气装置，所述进气装置与排气装置与电机内室连通，使得电机外的气体通过进气装置进入电机内，流经需散热部件，再从排气装置排出电机外。

2.如权利要求1所述的一种全自冷电机，其特征在于：所述进气装置是在电机外轮廓上设有的与需散热部件所在空间连通的进气孔或进气管；所述排气装置包括：

1)、设在电机外轮廓上的与需散热部件所在空间连通的出气孔或出气管；

2)、作用于需散热部件所在空间内气体的排气驱动装置；所述出气孔或出气管密闭连通于排气驱动装置的出气部位。

3.如权利要求2所述的一种全自冷电机，其特征在于它至少还设有以下一个方案：

1)、所述排气驱动装置传动于或间接传动于电机主轴；

2)、所述进气管的出气口正对需散热部件；

3)、所述出气管的进气口正对需散热部件；

4)、所述进气装置满足：仅通过排气装置减小电机内部气压，而使机外的空气压入进气孔或进气管。

4.如权利要求2所述的一种全自冷电机，其特征在于：所述排气驱动装置是以下其中之一：

1)、在电机内部原有的转动部件设有风叶和通气孔；所述风叶作用于需散热部件所在空间的气体，并使气体从通气孔排出；所述排气管可转动地密闭连通于通气孔或所述排气孔可转动密闭连通于安装在通气孔上的导气管；

2)、所述排气驱动装置为设于电机外部的抽气泵。

5.如权利要求1所述的一种全自冷电机，其特征在于：它还设有一集流装置，所述集流装置满足可将机内的气流集中喷散在发热件上，以提高电机内的散热能力。

6.如权利要求5所述的一种全自冷电机，其特征在于：所述的集流装置隔离发热源和电机外轮廓，需散热部件所在空间能且仅能通过进气管和出气管连通到机外，并使进气管的出气口和出气管的进气口均正对需散热部件。

7.如权利要求1所述的一种全自冷电机，其特征在于：所述排气装置和进气装置均设于电机外轮廓上防尘、防水等级低的位置，所述排气装置所安装位置的防尘、防水等级较进气装置高。

8.如权利要求1所述的一种全自冷电机，其特征在于：在电机轮廓上的进气装置和排气装置的对应位置上设有防尘罩。

9.如权利要求1所述的一种全自冷电机，其特征在于它至少包含以下一个技术特征：

1)、所述进气装置与排气装置其中之一设于电机的前端盖；

2)、所述进气装置与排气装置其中之一设于电机的后端盖；

3)、所述进气装置与排气装置其中之一设于电机的输出轴。

10.如权利要求1所述的一种全自冷电机，其特征在于：所述的进气装置满足通过其进入电机内的空气均必须流经需散热部件所在空间，以满足电机内部的气流均能经过需散热部件的发热部位。