CN109831053A - 外转子电机驱动器的散热结构、电机和离心风机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种外转子电机驱动器的散热结构，其包括：驱动器控制盒，其安装于定子固定端盖上，于外壳体顶部设有第一散热结构，并于外壳体侧壁设有围绕所述第一散热结构的翅状第二散热结构；引流罩，其罩设于所述驱动器控制盒的外壳体上，并于顶部设有对应于所述第一散热结构的引流口；以及离心风轮，其与电机转子部连接，包括环形主体，所述环形主体具有开口朝向驱动器控制盒的进风口，以及开口朝外的出风口；其中，所述驱动器控制盒外壳体的底部和定子固定端盖上设有位置相对应的若干引流小孔，所述引流小孔位于翅状第二散热结构的翅片之间，并与所述离心风轮进风口的位置相对应。

Description

外转子电机驱动器的散热结构、电机和离心风机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体涉及外转子电机驱动器的散热结构、电机和离心风机。

背景技术

直流无刷外转子风机拥有体积小，能效高的优点。与之对应的直流无刷控制器运行时会产生大量热量(功率越高，温升越高)，需要有相应的散热设计。现有的直流无刷电机，其控制器散热一般通过壳体上的散热机构来实现，散热效率往往满足不了大功率需求，控制器效率低；要么就是把散热结构做的较大，这样一来增大了直流无刷电机的体积，并提高了成本，影响其使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于独特的冷却设计思想设计的外转子电机驱动器的散热结构，以及具备该散热结构的具有良好散热性能的电机和离心风机。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明的第一个方面提供了一种外转子电机驱动器的散热结构，其包括：

驱动器控制盒，其安装于定子固定端盖上，于外壳体顶部设有第一散热结构，并于外壳体侧壁设有围绕所述第一散热结构的翅状第二散热结构；

引流罩，其罩设于所述驱动器控制盒的外壳体上，并于顶部设有对应于所述第一散热结构的引流口；

以及离心风轮，其与电机转子部连接，包括环形主体，所述环形主体具有开口朝向驱动器控制盒的进风口，以及开口朝外的出风口；

其中，所述驱动器控制盒外壳体的底部和定子固定端盖上设有位置相对应的若干引流小孔，所述引流小孔位于翅状第二散热结构的翅片之间，并与所述离心风轮进风口的位置相对应。

进一步的，所述第一散热结构包括设于所述外壳体顶部的多个柱状凸起。

优选的，所述柱状凸起的截面为十字梅花形。

进一步的，所述离心风轮的环形主体包括环形底壁，靠近环形底壁内缘的内环体，设于环形底壁上且根部连接内环体外壁的第一组扇叶，以及与第一组扇叶端部连接的外环体；所述外环体与内环体同轴设置，外环体的第一端与内环体的自由端之间构成所述进风口，外环体的第二端与环形底壁之间构成所述出风口。

进一步的，所述环形底壁与内环体的连接处设有自环形底壁内凹的环形台阶，所述环形台阶的内壁上设有第二组扇叶。

进一步的，所述定子固定端盖于朝向所述离心风轮的一侧设有至少一个环形凸缘，所述环形凸缘与所述离心风轮的环形主体相适配，构成间隙式接合结构。

进一步的，所述内环体于自由端的内部处设有接合凹槽；所述环形凸缘设置为两个，其中第一环形凸缘与所述离心风轮环形主体的进风口外壁的内侧相适配，第二环形凸缘与内环体自由端的所述接合凹槽相适配。

本发明的第二个方面提供了一种外转子电机，包括定子部、转子部和连接定子部的驱动部，所述外转子电子配置有如本发明第一个方面所述的散热结构，其中，所述转子部于靠近驱动部的一端设有连接法兰，所述离心风轮通过该连接法兰与转子部连接。

本发明的第三个方面提供了一种离心风机，包括风轮和用于驱动风轮的电机，所述电机为如本发明第二个方面所述的外转子电机，所述风轮与所述外转子电机的转子部连接。

本发明的有益效果：

本发明的外转子电机驱动器的散热结构，基于独特的冷却设计思想，在现有电机的基础上增加了冷却用的离心风轮，利用电机转子部分带动离心风轮旋转，并特别设计了驱动器控制盒外壳体和引流罩结构，加上引流小孔，构成了空气流通通道，能够将冷却气体强制引入，有效冷却驱动器控制盒中心安装的直流无刷控制器模块，并向四周均匀冷却，达到良好的冷却效果。整个散热结构设计紧凑，不额外增加电机体积，具有良好的实用性。

另一方面，本发明的散热结构，在离心风轮和定子固定端盖之间巧妙设置了间隙式接合结构，离心风轮又可以作为电机动静接合面止口，使得电机的防护等级可以达到IP54及以上。

本发明中采用了上述散热结构的电机和离心风机，由于工作在适宜的温度下，其驱动器寿命和效率大大提升，从而具有良好的稳定性和可靠性，增强了市场竞争力。

附图说明

图1为本发明实施例中驱动器控制盒外壳体的结构示意图。

图2为图1中驱动器控制盒外壳体的下视图。

图3为本发明实施例中定子固定端盖的结构示意图。

图4为本发明实施例中引流罩的结构示意图。

图5为本发明实施例中离心风轮的结构示意图。

图6为图3中离心风轮另一侧的视图。

图7为本发明实施例中外转子电机的结构示意图。

图8为图7中外转子电机的剖面示意图。

图9为本发明实施例中离心风机的结构示意图。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

实施例1

本发明的第一个实施例提供了一种外转子电机驱动器的散热结构，其包括相互适配的驱动器控制盒外壳体、定子固定端盖、引流罩和离心风轮。

如图1和2所示，本实施例中，驱动器控制盒的外壳体10整体呈圆柱帽形结构，其顶部设有第一散热结构11，侧壁处设有围绕第一散热结构11的翅状第二散热结构12，并于侧壁的前部设有接线部一15。同时，在外壳体10的底部边缘处，于翅状第二散热结构12的翅片之间，设有多个引流小孔14。在外壳体10内部，设有用于安装直流无刷控制器模块的安装部17，其位置和第一散热结构11相对应。直流无刷控制器模块在工作时，会产生大量的热量，产生的热量通过外壳体10的顶部扩散至第一散热结构11，并向四周均匀扩散至翅状第二散热结构12。

作为优选实施方案，本实施例中，第一散热结构11为设于外壳体10顶部的多个柱状凸起110。

更优选的，柱状凸起110的截面为十字梅花形，以起到最佳的散热效果。

本实施例中，驱动器控制盒通过外壳体10底部边缘上的连接孔16与电机定子固定端盖连接。如图3所示，电机定子固定端盖2远离定子的一侧呈圆盘形，其边缘设有与外壳体10上的连接孔16对应的连接孔22，从而可通过螺栓将驱动器控制盒的外壳体10与电机定子固定端盖2连接起来。同时，电机定子固定端盖2的边缘还开设有与驱动器控制盒的外壳体10上的引流小孔14相对应的多个引流小孔21，使得空气可经该引流小孔流通。

如图4所示，本实施例中，引流罩3为与驱动器控制盒的外壳体10外型相匹配的圆柱帽形结构，其顶部设有与第一散热结构11相对应的引流口30，并于前部设有对应接线部一15的接线部二31。另外，引流罩3的底部边缘还设有用于安装引流罩的连接孔32。

本实施例中，离心风轮包括环形主体，该环形主体具有开口朝向驱动器控制盒的进风口，以及开口朝外的出风口。从而，当离心风轮旋转时，空气可从进风口进入，并从出风口排出。

如图5和6所示，作为一种优选实施方案，离心风轮的环形主体包括环形底壁40，靠近环形底壁40内缘的内环体41，设于环形底壁40上且根部连接内环体外壁的第一组扇叶42，以及与第一组扇叶42端部连接的外环体43。其中，外环体43与内环体41同轴设置，外环体43的第一端与内环体41的自由端之间构成进风口44，外环体43的第二端与环形底壁40之间构成出风口45。同时，环形底壁40上还设有连接孔49，用于将离心风轮连接到电机转子部上。

本实施例中，离心风轮安装后，其进风口44的位置与前述的电机定子固定端盖2上的引流小孔21的位置相对应。

本实施例中的由上述各部件构成的散热结构，其中的引流口30--第一散热结构11--翅状第二散热结构12的翅间通道--引流小孔14、21--离心风轮进风口44—出风口45构成了一个完整的空气流通通道，从而当离心风轮被电机转子部带动旋转时，冷却空气被强制从引流罩3的引流口30引入，经第一散热结构11、翅状第二散热结构12及引流小孔14、21进入离心风轮后排出，形成良好的冷却效果，相比现有的单纯靠驱动器控制盒外壳体的散热结构进行散热的方式，极大地提高了散热效率，能够有效冷却驱动器控制盒中心安装的直流无刷控制器模块。同时，整个散热结构设计紧凑，不额外增加电机体积。

下面结合本发明的配置有上述散热结构的外转子电机实施例，对上述散热结构进行进一步说明。

实施例2

如图7和图8所示，本发明的第二个实施例提供了一种外转子电机，其配置有第一个实施例中的散热结构。

具体的，该外转子电机包括定子部1001，其包括电机定子固定端盖2及安装于电机定子固定端盖2上的定子组件；转子部1002，其中心轴通过轴承与定子部连接，外转子部分的壳体上设有用于连接离心风轮4的第一法兰51和用于与风轮连接的第二法兰52。本实施例中外转子电机还设有安装板6。由于外转子电机的基本机构以为本领域技术人员所熟知，在此不作进一步详细说明。

本实施例中的外转子电机，由于配置有如第一个实施例所述的散热结构，其转子部旋转时，即可带动离心风轮旋转，从而经前述的空气流通通道强制引入冷却空气，对驱动器控制盒1的外壳体10内安装的直流无刷控制器模块13进行有效冷却，使其驱动器寿命和效率大大提升，从而提高了电机的稳定性和可靠性。

作为进一步的优选实施方案，本发明的第一个和第二个实施例中，如图6所示，离心风轮4的环形底壁40与内环体41的连接处设有自环形底壁内凹的环形台阶46，该环形台阶的内壁上设有第二组扇叶47。如图8所示，该第二组扇叶47对应外转子电机的定子部与转子部之间的内部空间，从而，当离心风轮4被带动旋转时，能够同时对电机的内部空间进行冷却，进一步提高了电机整体的散热效率，使之具有更好的稳定性和可靠性。

作为进一步的优选实施方案，本发明的第一个和第二个实施例中，定子固定端盖2朝向离心风轮的一侧设有至少一个环形凸缘，该环形凸缘与离心风轮4的环形主体相适配，构成间隙式接合结构。

优选的，如图5所示，离心风轮4的内环体于自由端的内部处设有接合凹槽48。如图8所示，定子固定端盖2上的环形凸缘设置为两个，其中第一环形凸缘22与离心风轮环形主体的进风口外壁的内侧相适配，第二环形凸缘23与内环体自由端的接合凹槽48相适配。

采用上述结构，离心风轮又可以作为电机动静接合面止口，使得电机的防护等级可以达到IP54及以上。

实施例3

如图9所示，本发明的第三个实施例提供了一种离心风机，包括风轮1005和用于驱动风轮的电机，该电机为上述第二个实施例中所述的外转子电机，风轮1004通过前述的第二法兰52与外转子电机的转子部连接。

由于本发明的外转子电机具有如前述的良好散热性能和防护结构，本实施例中的离心风机，相比现有的离心风机具有更好的稳定性和可靠性，从而具有更强的市场竞争力。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种外转子电机驱动器的散热结构，其特征在于，包括：

驱动器控制盒(1)，其安装于定子固定端盖(2)上，于外壳体(10)顶部设有第一散热结构(11)，并于外壳体侧壁设有围绕所述第一散热结构(11)的翅状第二散热结构(12)；

引流罩(3)，其罩设于所述驱动器控制盒的外壳体(10)上，并于顶部设有对应于所述第一散热结构(11)的引流口(30)；

以及离心风轮(4)，其与电机转子部连接，包括环形主体，所述环形主体具有开口朝向驱动器控制盒(1)的进风口(44)，以及开口朝外的出风口(45)；

其中，所述驱动器控制盒(1)外壳体(10)的底部和定子固定端盖上分别设有位置相对应的若干引流小孔(14、21)，所述引流小孔位于翅状第二散热结构(12)的翅片之间，并与所述离心风轮进风口(44)的位置相对应。

2.如权利要求1所述的电机驱动器的散热结构，其特征在于，所述第一散热结构(11)包括设于所述外壳体顶部的多个柱状凸起(110)。

3.如权利要求2所述的电机驱动器的散热结构，其特征在于，所述柱状凸起(110)的截面为十字梅花形。

4.如权利要求1所述的电机驱动器的散热结构，其特征在于，所述离心风轮的环形主体包括环形底壁(40)，靠近环形底壁(40)内缘的内环体(41)，设于环形底壁(40)上且根部连接内环体外壁的第一组扇叶(42)，以及与第一组扇叶(42)端部连接的外环体(43)；所述外环体(43)与内环体(41)同轴设置，外环体(43)的第一端与内环体(41)的自由端之间构成所述进风口(44)，外环体(43)的第二端与环形底壁(40)之间构成所述出风口(45)。

5.如权利要求4所述的电机驱动器的散热结构，其特征在于，所述环形底壁(40)与内环体(41)的连接处设有自环形底壁内凹的环形台阶(46)，所述环形台阶的内壁上设有第二组扇叶(47)。

6.如权利要求1-5任一项所述的电机驱动器的散热结构，其特征在于，所述定子固定端盖(2)于朝向所述离心风轮的一侧设有至少一个环形凸缘，所述环形凸缘与所述离心风轮(4)的环形主体相适配，构成间隙式接合结构。

7.如权利要求6所述的电机驱动器的散热结构，其特征在于，所述内环体于自由端的内部处设有接合凹槽(48)；所述环形凸缘设置为两个，其中第一环形凸缘(22)与所述离心风轮环形主体的进风口外壁的内侧相适配，第二环形凸缘(23)与内环体自由端的所述接合凹槽(48)相适配。

8.一种外转子电机，包括定子部(1001)、转子部(1002)和连接定子部的驱动部(1003)，其特征在于：所述外转子电子配置有如权利要求1-7任一项所述的散热结构，其中，所述转子部(1001)于靠近驱动部(1003)的一端设有连接法兰(51)，所述离心风轮(4)通过该连接法兰与转子部连接。

9.一种离心风机，包括风轮和用于驱动风轮的电机，其特征在于，所述电机为如权利要求8所述的外转子电机，所述风轮(1004)与所述外转子电机的转子部(1002)连接。