CN108110955A - 永磁同步电机 - Google Patents

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黄家友
任志强
梅洛明
贾小燕
吴凡
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Anhui Mingteng Permanent-Magnetic Machinery & Electrical Equipment Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种永磁同步电机，其包括定子、转子、风轮、上端盖、下端盖和机壳，其特征在于，所述永磁同步电机还包括：风罩，其设置在所述下端盖的外侧，并与所述下端盖围成容置空间，所述容置空间与所述机壳的内部连通；多个风道，其分别设置在所述机壳的外侧并与所述容置空间连通；其中，所述机壳上开设有用于使所述机壳的内部与所述风道连通的第一通孔；所述风轮设置于所述容置空间内；通过本发明的技术方案使得永磁同步电机内部产生的热量能够及时散发，避免永磁同步电机内部由于温度逐步升高而引起转子内永磁体的退磁，进一步避免了电机损坏；由此提升永磁同步电机的使用性能，提高永磁同步电机整体的散热效率，确保永磁同步电机安全运行。

Description

永磁同步电机
技术领域
本发明涉及电机技术领域，特别涉及一种永磁同步电机。
背景技术
现有技术中，在相同的设计参数下，永磁同步电机的体积要比其它类型电机小得多，因此，也给它的散热带来了严峻的考验。在永磁同步电机内部较小的空间内，如果产生的热量不能及时散发，电机内部温度将会逐步升高，这将引起转子内永磁体的退磁，影响电机的性能，情况严重时还会烧毁定子绕组，损坏电机。为了加强永磁同步电机的散热，传统方法是在转子末端增加一个散热风轮。风轮与转子通过轴用弹性挡圈固定在一起，当转子转动时带动风轮将电机外部的空气与转子末端的空气交换，通过局部对流的方式强制散热。
上述散热方式虽能有效降低定子绕组下端部的温升，但它有自身的缺陷。首先，这种方式不能有效散发定子绕组上端部与定子铁芯中部的热量，电机的整体散热效果不好；其次，现有的永磁同步电机的风轮是通过轴用弹簧挡圈进行轴向定位的，在加工转轴时需要事先加工好弹簧挡圈槽，由于存在加工误差和装配误差，弹簧挡圈不能完全保证风轮的轴向安装尺寸，或多或少会存在间隙；使得风轮工作时由于空气的反作用力，会产生一个与空气流动方向相反的轴向力，该轴向力会造成风轮的轴向窜动，随着频繁应用非常容易损坏风轮；再次，当永磁同步电机应用在潮湿环境中时，外部潮湿空气进入电机内部，会降低绕组的绝缘阻值，影响电机的安全运行。因此，为提升永磁同步电机的使用性能，急需一种连接牢固、整体散热效率高、同时又不影响电机安全运行的散热方式。
发明内容
鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种结构简单便于散热的永磁同步电机。
为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案是：一种永磁同步电机，其包括定子、转子、风轮、上端盖、下端盖和机壳，所述永磁同步电机还包括：风罩，其设置在所述下端盖的外侧，并与所述下端盖围成容置空间，所述容置空间与所述机壳的内部连通；多个风道，其分别设置在所述机壳的外侧并与所述容置空间连通；其中，所述机壳上开设有用于使所述机壳的内部与所述风道连通的第一通孔；所述风轮设置于所述容置空间内。
优选地，所述风道的两端出口分别设于靠近所述上端盖和所述下端盖处。
优选地，围绕所述机壳的外侧均匀设有平行于所述转子的转轴的轴向的八个所述风道。
优选地，所述定子和所述转子共同将所述机壳的内部空间分隔为远离所述容置空间的第一腔室和靠近所述容置空间的第二腔室，所述第一通孔开设于所述机壳对应于所述第一腔室的位置；其中，所述定子的外周均匀设有两端分别贯通至所述第一腔室和所述第二腔室的多个鸠尾槽。
优选地，所述鸠尾槽沿所述转轴的轴向设置。
优选地，所述永磁同步电机还包括筒状的导流罩，所述导流罩设置于所述风罩内，所述导流罩的一端固定于所述下端盖上，所述导流罩与所述风罩之间形成导流通道；所述风轮设于所述导流罩内。
优选地，所述风轮套设在所述转子的转轴上，并通过锁紧螺母定位。
优选地，所述转轴上还套设有止动垫片，其位于锁紧螺母与所述风轮之间。
优选地，所述机壳上开设有与所述风道一一对应的八个所述第一通孔。
优选地，所述机壳的一端部设有第二通孔，与所述机壳连接的所述下端盖对应地设有第三通孔，所述风道与所述容置空间通过所述第二通孔与所述第三通孔彼此连通。
与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：通过本发明的技术方案使得永磁同步电机内部产生的热量能够及时散发，避免永磁同步电机内部由于温度逐步升高而引起转子内永磁体的退磁，进一步避免了电机损坏；由此提升永磁同步电机的使用性能，提高永磁同步电机整体的散热效率，确保永磁同步电机安全运行。
附图说明
图1为本发明的实施例的永磁同步电机的主视图；
图2为本发明的实施例的永磁同步电机的侧面结构示意图。
附图标记说明
1上端盖 3机壳 4定子 5转子 8下端盖 9风轮
13鸠尾槽 20导流罩 21锁紧螺母 22风罩 23 第一通孔
24第二通孔 25第三通孔 26风道 27 第一腔室 28第二腔室
29转轴 30 容置空间 100 永磁同步电机
具体实施方式
下面，结合附图对本发明的具体实施例进行详细的描述，但不作为本发明的限定。
图1为本发明的实施例的永磁同步电机100的结构示意图。
在图1中，永磁同步电机100包括定子4、转子5、风轮9、上端盖1、下端盖8和机壳3，永磁同步电机100还包括：风罩22，其设置在下端盖8的外侧，并与下端盖8围成容置空间30，容置空间30与机壳3的内部连通；在本实施例中，风罩22与上端盖1和机壳3所围成封闭空间，有效地解决了现有技术中当永磁同步电机100应用在潮湿环境中时，外部潮湿空气进入永磁同步电机100内部，会降低绕组的绝缘阻值，影响永磁同步电机100安全运行的技术问题。
结合图1和图2，永磁同步电机100还包括多个风道26，其分别设置在机壳3的外侧并与容置空间30连通；风道26的两端出口分别设于靠近上端盖1和下端盖2处；为了高效地降低机壳3内部的温度，在本实施例中，通过机壳3内部的气流流入风道26并在风道26中与外界进行热交换，使气流的热量散失到外部空间，进而在气流流回到机壳3内部时，继续进行热交换，由此使得机壳3内部的温度降低，为此在机壳3上开设有用于使机壳3的内部与风道26连通的第一通孔23；特别地，在本实施例中，围绕机壳3的外侧均匀设有平行于转子5的转轴29的轴向的八个风道26，风道26的数量可根据现场的环境及工作强度做相应的调整，例如还可以设置为四个或六个等，具体数量在此不做具体限定。
为使机壳3内的气流流动起来，特别地，将风轮9设置于容置空间30内。
继续参见图1，永磁同步电机100的定子4和转子5共同将机壳3的内部空间分隔为远离容置空间30的第一腔室27和靠近容置空间30的第二腔室28，在风轮9的吹动下，气流能够从第二腔室28经由转子5和定子4与机壳3之间的缝隙进入第一腔室27，在此，第一通孔23开设于机壳3对应于第一腔室27的位置，特别地，在本实施例中，在机壳3上开设有与风道26一一对应的八个第一通孔23，使得第一腔室27内的气流分别通过第一通孔23进入其对应的风道26，增加气流的流量。
另外，为了进一步有效地降低机壳3内部的温度，增加流入风道26的气流流量，特别地，在定子4的外周均匀设有两端分别贯通至第一腔室27和第二腔室28的多个鸠尾槽13，使得第二腔室28内的气流能够更快速的进入第一腔室27并流入风道26，在本实施例中，鸠尾槽13的数量不做具体限定；为了使气流更快地通过鸠尾槽13，特别地，鸠尾槽13沿转轴29的轴向设置，使得气流从第一腔室27到第二腔室28流经的距离最短。
结合图1，可以看到，在机壳3的一端部设有第二通孔24，与机壳3连接的下端盖8对应地设有第三通孔25，风道26与容置空间30通过第二通孔24与第三通孔25彼此连通，使得风道26内的气流能够顺利进入容置空间30，并进一步进入第二腔室28，最终气流在机壳3内部和容置空间30之间形成对流，这样在机壳3内部与外界隔离的情况下，通过气流的对流实现散热的目的；气流在图1中的上部做了相应的示出，气流在风道26中与外界进行热交换，进而有效地使气流的温度降低，使机壳3内部的温度降低，实现散热速度快、效率高的有益效果。
参见图1，为了使气流在进入风罩22与下端盖8围成容置空间30后能够高效地进入第二腔室28，为此，永磁同步电机100还包括筒状的导流罩20，导流罩20设置于风罩22内，导流罩20的一端固定于下端盖8上，导流罩20与风罩22之间形成导流通道；通过导流通道，气流在此能够直接进入第二腔室28，避免部分空气滞留在容置空间30，例如形成涡流，这样的设计有效提高了气流散热的效率。
在本实施例中，将风轮9设于导流罩20内，导流罩20充分利用了永磁同步电机100的内部空间，该设计更加合理。
为了克服现有技术中风轮9在转轴29上长时间转动出现松动或脱落的情况，在本实施例中同样做了相应的改进，风轮9套设在转子5的转轴29上，并通过锁紧螺母21定位。特别地，转轴29上还套设有止动垫片(图中未示出)，其位于锁紧螺母21与风轮9之间，进一步防止锁紧螺母21松动。
为了降低永磁同步电机100的能量消耗，在本实施例中，构成导流罩20和风轮9的材料均为热塑性塑料，但并不限于此。
另外，出于加工、制作及安装等方面的考虑，在本实施例中，风道26的截面为矩形，但并不限于此，可根据实际情况进行相应的调整，例如，还可以设置为梯形或圆弧性；还有为增加散热面积，还可以将风道26设置为与轴向存在相应的夹角，以增加气流流经风道26的长度，进而在同样流速的情况下，增加气流通过的时长，使得与外界环境进行热交换更充分。与此类似结构的还有本实施例中的鸠尾槽13，鸠尾槽13的结构还可以进行不同的设置，包括其长度和宽度及截面的形状都可以进行不同的设置，此外，鸠尾槽13与转轴29的轴向可以偏离适当的角度。
参见图1，经过上述的描述可知，在风轮9运行状态下，永磁同步电机100内形成了稳定的气流对流，气流在风轮9的作用下，从容置空间30进入第二腔室28，进一步经过鸠尾槽13及定子4与转子5之间的缝隙进入第一腔室27，并通过第一通孔23进入风道26，再通过第二通孔24和第三通孔25并经过所述导流通道再次流回容置空间30，在稳定的气流对流作用下，永磁同步电机100内部产生的热量经过热交换被传输到永磁同步电机100的外部，由此确保永磁同步电机100内部的温度保持相对稳定，避免温度快速上升导致出现影响永磁同步电机100正常运行的问题。
特别是，基于前述的永磁同步电机100的内部空腔整体循环对流的散热方式，能够实现散热速度快、效率高的目的；其中，循环的动力来源于风轮；整个流动循环过程不与外部空气发生交换，不会因为外部环境而影响电机的安全运行。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种永磁同步电机，其包括定子、转子、风轮、上端盖、下端盖和机壳，其特征在于，所述永磁同步电机还包括：
风罩，其设置在所述下端盖的外侧，并与所述下端盖围成容置空间，所述容置空间与所述机壳的内部连通；
多个风道，其分别设置在所述机壳的外侧并与所述容置空间连通；
其中，所述机壳上开设有用于使所述机壳的内部与所述风道连通的第一通孔；所述风轮设置于所述容置空间内。
2.根据权利要求1所述的永磁同步电机，其特征在于，所述风道的两端出口分别设于靠近所述上端盖和所述下端盖处。
3.根据权利要求2所述的永磁同步电机，其特征在于，围绕所述机壳的外侧均匀设有平行于所述转子的转轴的轴向的八个所述风道。
4.根据权利要求1所述的永磁同步电机，其特征在于，所述定子和所述转子共同将所述机壳的内部空间分隔为远离所述容置空间的第一腔室和靠近所述容置空间的第二腔室，所述第一通孔开设于所述机壳对应于所述第一腔室的位置；其中，所述定子的外周均匀设有两端分别贯通至所述第一腔室和所述第二腔室的多个鸠尾槽。
5.根据权利要求4所述的永磁同步电机，其特征在于，所述鸠尾槽沿所述转子的转轴的轴向设置。
6.根据权利要求1所述的永磁同步电机，其特征在于，所述永磁同步电机还包括筒状的导流罩，所述导流罩设置于所述风罩内，所述导流罩的一端固定于所述下端盖上，所述导流罩与所述风罩之间形成导流通道；所述风轮设于所述导流罩内。
7.根据权利要求1所述的永磁同步电机，其特征在于，所述风轮套设在所述转子的转轴上，并通过锁紧螺母定位。
8.根据权利要求7所述的永磁同步电机，其特征在于，所述转轴上还套设有止动垫片，其位于锁紧螺母与所述风轮之间。
9.根据权利要求3所述的永磁同步电机，其特征在于，所述机壳上开设有与所述风道一一对应的八个所述第一通孔。
10.根据权利要求1所述的永磁同步电机，其特征在于，所述机壳的一端部设有第二通孔，与所述机壳连接的所述下端盖对应地设有第三通孔，所述风道与所述容置空间通过所述第二通孔与所述第三通孔彼此连通。
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