CN108141107B - 电动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动机，其包括布置成与轴一起旋转的热源；第一和第二散热片布置结构彼此协作，以向外散发来自热源的热。

Description

电动机

技术领域

本发明涉及一种电动机，其具有电动机壳体、可旋转地安装在该电动机壳体中的轴以及以共转的方式布置在该轴上的热源。

背景技术

以共转的方式来布置的这种热源可以是以共转的方式布置在电动机中的电子系统。热源通常产生热损失，这导致电动机中电动机温度的不期望的增加。此外，在任何情况下产生的来自热源的热都可能引起电动机中的损坏，特别是当所述热源为电子系统时。

可以想象的是，将共转的电子系统布置在电动机壳体外部的电动机轴上，以便实现一定程度的热解耦。然而，这会导致如下问题，即：为了实现保护，电子系统必须被单独地保护，例如根据在市售电动机中常见的等级IP54至等级IP56中的一种来进行保护。这需要额外的支出。

发明内容

因此，本发明的一个目的在于提供一种电动机，其为以共转的方式布置的热源提供有效的冷却构思。

根据本发明，这通过如权利要求1所述的电动机来实现。

本发明涉及一种电动机。所述电动机具有电动机壳体，并且还具有可旋转地安装在该电动机壳体中的轴。所述电动机还具有以共转的方式布置在该轴上的热源。

根据本发明，所述电动机具有第一散热片布置结构以及第二散热片布置结构，该第一散热片布置结构以共转的方式布置在所述轴上并且与所述热源相邻，该第二散热片布置结构在所述电动机壳体上被布置成指向向内或指向第一散热片布置结构的方向。所述第一散热片布置结构和所述第二散热片布置结构相互接合，以便将来自所述热源的热从所述电动机壳体中向外散发。

借助于根据本发明的电动机，可以通过使散热片相互接合将热量从内部散发到外部，使得热源可以被布置在电动机壳体内。

要理解的是，所述电动机原则上也可以是发电机。

特别地，所述电动机壳体可以是防水、防尘或针对其他影响密封的。在这方面，所述电动机壳体特别是可以符合期望的IP防护等级。

特别地，所述热源可以是电气或电子电路，例如用于电动机的开环/闭环控制的电力电子系统。这种电子电路可以被布置在电动机或电动机壳体内，以便例如驱动以旋转固定的方式耦接到电动机轴的转子线圈，该转子线圈具有尽可能短的布线路径。

所述第一散热片布置结构可具有若干个同心布置的圆形散热片。所述散热片可以实现轴的旋转运动。

所述第二散热片布置结构可以相应地具有若干个同心布置的圆形散热片。

由于圆形散热片既形成在第一散热片布置结构上又形成在第二散热片布置结构上，因此考虑到相对旋转运动，可以有利地实现相互接合的构型。以这种方式可以使散热片之间的距离最小化，以便允许特别有利的热传输。

相对于所述电动机轴，所述第一散热片布置结构的散热片被优选地布置成相对于所述第二散热片布置结构的散热片径向偏置。这防止散热片之间的接触，并且因此防止损伤。

第二散热片布置结构特别是可以构成电动机的端板（A或B端板）或者被整合在端板中。由于另一装置通常不直接邻接这种端板，因此热量可以特别有效地被散发。所述端板特别是还可以确保上面提到的保护。

根据一个实施例，具有若干个向外指向的散热片的第三散热片布置结构相对于所述第二散热片布置结构被布置在外侧上，所述若干个向外指向的散热片用于散发所述第二散热片布置结构所吸收的热。这允许将热量有利地排放到外部。

风扇被布置在所述电动机壳体外部的所述电动机轴上，所述风扇被设计成当所述电动机轴旋转时产生经过所述电动机壳体的表面部段的气流，所述表面部段位于所述第二散热片布置结构的外侧上。这允许热量以改进的方式被输送走，其中，所产生的气流特别是可以被引导到第三散热片布置结构上或通过第三散热片布置结构。

所述电动机还可以具有防护部分，其以与所述轴共转的方式被布置在所述热源上，并且用于将所述热源与所述电动机的其他部分、特别是与电绕组热屏蔽。例如，所述防护部分也可以呈防护壳体的形式。以这种方式，特别是可以实现改善的热解耦，这保护热源免于过热。

所述防护部分可以被设计成挤压热源以使其抵靠第一散热片布置结构。控制电子系统可以被紧固到所述防护部分或紧固在所述防护部分中，例如作为热源，该控制电子系统可以包含用于与紧固到电动机的其他静态元件的远程数据通信站进行无线数据通信的元件。所述防护部分还可以具有周向密封轮廓。

到所述防护部分或热源的电力供应线路可以被布置在所述防护部分中。这允许简单的制造。

所述防护部分可以由塑料制成。这改善了热屏蔽。

所述防护部分可以具有用于移动周围空气的若干个叶片。这改善了热传输。所述防护部分还可以容纳用于与远程站进行数据通信的元件，该远程站被紧固到电动机的其他部分（无论是否是静态的）。

所述第一散热片布置结构可具有用于移动周围空气的若干个叶片。空气也可以以这种方式来有利地移动，以便改善热传递。

所述第一、第二和/或第三散热片布置结构和/或电动机壳体可由金属、特别是由铝构成。特别是以这种方式实现了稳定的构造和良好的导热性。

热的传导特别是可以通过空气中的对流来实现。然而，要理解的是，原则上可以考虑所有的热传导机制，特别是甚至通过热辐射的传输。

热源或电力电子系统可以被紧固在共转的散热器上，使得它们被有效地热连接。

要理解的是，由于根据本发明的构型，因为多功能的防护部分可以使机械部件的数量最小化。特别是通过所述防护部分，除了屏蔽来自电动机的热量之外，例如还可以挤压功率半导体，机械地紧固控制电路板，以及引导用于电连接到转子的接触件。

包括散热器和防护部分的电子系统可以完全分开地来制造。

在所述转子被插入到定子中之前，电子系统或热源一般可以被紧固在转子上。

由于所提出的措施，待建立的电连接是容易接近的。

特别地，与安装在电动机外部的解决方案相比，还具有成本优势，其中，分开密封的必要的壳体部分被最小化。

附图说明

下面将参照附图来更详细地描述本发明，附图中：

图1：示出了电动机的剖视图，

图2：示出了第一散热片布置结构和第二散热片布置结构，以及

图3：示出了第一散热片布置结构和第二散热片布置结构之间的相互作用。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的电动机10。电动机10具有轴15，该轴15可以借助于电动机10设置成旋转运动，并且该轴15被设计成驱动位于电动机10外部的部件。

电动机10具有围绕的电动机壳体20，在该电动机壳体20中包含有用于使轴15旋转的常规部件。例如，所述部件是线圈、相应的供应线等。在这方面还参考相关的技术文献。

电路板30以共转的方式布置在轴15上。除其他之外，用于驱动电动机10的转子线圈并在操作期间产生热损失的功率半导体被布置在电路板30上。

在图1中，由塑料构成的防护部分40被布置到电路板30的左侧，所述防护部分至少部分地使电路板30与布置到防护部分40的左侧的部件、特别是转子线圈热解耦。

由于上述的热量在电路板30上的形成，电路板30也可以被称为热源。设置第一散热片布置结构100和第二散热片布置结构200，以便尽可能有效地将产生的热散发到外部。所述第一散热片布置结构和所述第二散热片布置结构相互接合，这在下面参照另外的附图更详细地示出和描述。

风扇50在电动机轴15上被布置到散热片布置结构100、200的右侧，所述风扇与电动机轴15共转并将空气吹向左侧。以这种方式产生的气流用于冷却目的，其中，所述气流特别是被直接引导到第二散热片布置结构200，并且因此，将在那里产生的热或到达那里的热散发到周围区域并且确保通风。

应当提到的是，在当前情况下，第二散热片布置结构200也构成电动机10的B端板。这允许有利的整合以及节省安装空间。

图2更详细地示出了第一散热片布置结构100和第二散热片布置结构200。在所述图中可以看到，第一散热片布置结构100具有若干个散热片110，这些散热片110呈圆弧段的形式并且相对于彼此同心地布置。如将在下面进一步详细描述的，第二散热片布置结构200的若干个对应散热片210可以接合在其中的自由空间相应地存在于所述散热片110之间。

电路板30被布置成与第一散热片布置结构100直接相邻，并且被防护部分40沿第一散热片布置结构100的方向挤压。以这种方式实现了将在电路板30中或电路板30上产生的热量特别有利地排放到第一散热片布置结构100。然后，该热量可以借助于第一散热片布置结构100的散热片110进一步散发到外部，如下面将进一步更详细地描述的。

围绕电路板30的若干个叶片120被侧向地装配到第一散热片布置结构100。叶片120用于确保位于电动机10中的空气的特定运动。以这种方式还可以实现改进的冷却效果，特别是电路板30的改进的冷却效果。

为了实现空气的这种运动，第一散热片布置结构100被直接安装在轴15上，使得第一散热片布置结构100也与轴15共同旋转。这允许电路板30和第一散热片布置结构100以相同的角速度运动。此外，如刚刚提到的，空气借助于叶片120来移动，以便辅助冷却。

在图2中可以进一步看到，第二散热片210被布置在第二散热片布置结构200的内侧上，所述第二散热片210各自被设计成圆弧段或圆弧的形式，并且相对于彼此同心地布置。因此，第二散热片布置结构200的散热片210可以接合到上面已经进一步提到的处于第一散热片布置结构100的散热片110之间的中间空间中。这允许散热片110、210之间的特别有利的相互作用，如将在下面参照图3进一步更详细地描述的。

此外，具有径向向外指向的若干个散热片225的第三散热片布置结构220相对于第二散热片布置结构200在外侧上形成，其中，第二散热片布置结构和第三散热片布置结构一体地形成。第三散热片布置结构220特别是可以将第二散热片布置结构200的散热片210所吸收的热散发到外部。特别地，上面已经进一步提到的通过风扇50产生的空气也流过第三散热片布置结构220。这允许在总体上特别有利地进行散热。

图3示出了第一散热片布置结构100和第二散热片布置结构200之间的相互作用。特别是在所述图中可以看到，两个散热片布置结构100、200的散热片110、210相互接合，使得在总体上实现了散热片110、210彼此直接相对定位所沿循的大的表面。这允许特别有效的热传输，而散热片110、210在旋转运动的情况下也不会接触。第一散热片布置结构100的散热片110可以在第二散热片布置结构200的散热片210之间的中间空间中自由移动，其中，该方法在相对运动方面也可以颠倒。

因此，总体上实现了从电路板30经由第一散热片布置结构100到第二散热片布置结构200以及从所述第二散热片布置结构继续进行到第三散热片布置结构220的有利的热排放，其中，热量可以从第三散热片布置结构220中向外散发到外部，特别是借助于上面已经进一步提到的通过风扇50产生的气流。同时，电路板30通过防护部分40来保护以免受到电动机10的另外的发热部件影响。

还应当提到的是，上述电动机壳体20总体上提供了对灰尘和水分的常规保护，这对于电路板30也是如此。因此，可以省去为了实现特定保护等级的对电路板30的单独封装。这允许简单和紧凑的构造。

Claims (10)

1.一种电动机（10），具有：

- 电动机壳体（20），

- 电动机轴（15），其被可旋转地安装在所述电动机壳体（20）中，以及

- 热源（30），其以共转的方式布置在所述电动机轴（15）上，所述热源（30）是电气或电子电路，

其特征在于：

- 第一散热片布置结构（100），其以共转的方式布置在所述电动机轴（15）上并且与所述热源（30）相邻，以及

- 第二散热片布置结构（200），其被布置在所述电动机壳体（20）上，使得它向内指向，

- 其中，所述第一散热片布置结构（100）和所述第二散热片布置结构（200）接合，以便将来自所述热源（30）的热从所述电动机壳体（20）中向外散发，使得所述热源能够被布置在所述电动机壳体内；

- 防护部分（40），所述防护部分（40）以与所述电动机轴（15）共转的方式被布置在所述热源（30）上，用于将所述热源（30）与所述电动机（10）的电绕组热屏蔽；

- 所述热源（30）是用于电动机的开环/闭环控制的电力电子系统。

2.如权利要求1所述的电动机（10），

其特征在于：

- 所述第一散热片布置结构（100）具有若干个同心布置的圆形散热片（110）。

3.如权利要求1所述的电动机（10），

其特征在于：

- 所述第二散热片布置结构（200）具有若干个同心布置的圆形散热片（210）。

4.如权利要求2或权利要求3所述的电动机（10），

其特征在于：

- 相对于所述电动机轴（15），所述第一散热片布置结构（100）的所述散热片（110）被布置成相对于所述第二散热片布置结构（200）的所述散热片（210）径向偏置。

5.如权利要求1-3中任一项所述的电动机（10），

其特征在于：

- 所述第二散热片布置结构（200）构成所述电动机（10）的端板。

6.如权利要求1-3中任一项所述的电动机（10），

其特征在于：

- 具有若干个向外指向的散热片（225）的第三散热片布置结构（220）相对于所述第二散热片布置结构（200）被布置在外侧上，所述若干个向外指向的散热片（225）用于散发所述第二散热片布置结构（200）所吸收的热。

7.如权利要求1-3中任一项所述的电动机（10），

其特征在于：

- 风扇（50）被布置在所述电动机壳体（20）外部的所述电动机轴（15）上，所述风扇被设计成当所述电动机轴（15）旋转时产生经过所述电动机壳体（20）的表面部段的气流，所述表面部段位于所述第二散热片布置结构（200）的外侧上。

8.如权利要求1所述的电动机（10），

其特征在于，所述防护部分（40）被设计成挤压所述热源（30）以使之抵靠所述第一散热片布置结构（100），和/或控制电子系统被紧固到所述防护部分（40），和/或所述防护部分（40）具有周向密封轮廓。

9.如权利要求1所述的电动机（10），

其特征在于，

所述控制电子系统被紧固在所述防护部分（40）中。

10.如权利要求1所述的电动机（10），

其特征在于：

- 所述防护部分（40）具有用于移动周围空气的若干个叶片，和/或

- 所述第一散热片布置结构（100）具有用于移动周围空气的若干个叶片（120）。

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