CN110571979B - 一种电机及其双端通风冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种双端通风冷却装置，包括壳体、罩设于壳体上并用于对其内引入外界冷空气的通风罩、设置于壳体内并用于将其内部热空气排出至外界的排风机，壳体上的前端位置处开设有用于对其内的定子及转子进行散热的第一进风口，壳体上的中部位置处开设有用于对其内的端部绕组进行散热的第二进风口，第一进风口及第二进风口均与通风罩连通；壳体上的后端位置处开设有排风口，且排风机设置于排风口位置处。本发明能够既保证电机壳体内定子与转子的散热冷却效果，又同时保证电机壳体内端部绕组的散热冷却效果，确保电机壳体内散热冷却效果均衡，防止出现局部温升过高的情况。本发明还公开一种电机，其有益效果如上所述。

Description

一种电机及其双端通风冷却装置

技术领域

本发明涉及电机技术领域，特别涉及一种双端通风冷却装置。本发明还涉及一种电机。

背景技术

随着高效节能电机的推广，电机的设计逐渐向小型化、重量轻、低成本的方向发展。

电机的温升成为制约电机发展的关键因素。对于大功率电机而言，为了满足冷却条件，多采用开启式自通风冷却方式。此种冷却方式需要解决的技术问题包括以下几点：1、防护等级问题，开启式电机与周围环境相通，对防护等级有一定要求，电机通风罩的设计应考虑防尘、防水。2、相比封闭电机，开启式电机的噪声水平较高，因此通风罩的设计应考虑降噪要求。3、通风罩的导流作用，合理设计通风罩的导流板和进出风口，提高电机的换热效果。

为了更好的满足电机的冷却要求，大功率电机经常采用开启式自通风的冷却方式。目前，在电机内的端部一般内置离心风扇，在离心风扇的驱动下，周围环境的冷空气通过电机通风罩的进口进入电机内部，流经电机转子和定子冷却风道冷却发热部件后，从通风罩的出口流出，将电机内部热量散出。电机通风罩一般布置在电机顶部，电机通风罩结构设计形式多样，设计目的多是从防护等级、降噪和导流的角度设计。

在现有技术中，用于电动机的通风罩可将外界冷空气引入电机壳体内，对壳体内的定子、转子等核心部件进行降温，同时该通风罩对电动机还具有一定的防护作用。然而，目前的电机进风口和出风口一般只有一个，并且分别设置在壳体两端，冷空气从一端进入后，沿途冷却定子和转子，之后直接在离心风扇的驱动下，沿着轴向流动并从出风口流出，如此导致位于壳体内定子、转子之后的端部绕组受到热空气影响，造成局部温升过高，电机壳体内散热冷却效果不均衡的情况。

因此，如何既保证电机壳体内定子与转子的散热冷却效果，又同时保证电机壳体内端部绕组的散热冷却效果，确保电机壳体内散热冷却效果均衡，防止出现局部温升过高的情况，是本领域技术人员所面临的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种双端通风冷却装置，能够既保证电机壳体内定子与转子的散热冷却效果，又同时保证电机壳体内端部绕组的散热冷却效果，确保电机壳体内散热冷却效果均衡，防止出现局部温升过高的情况。本发明的另一目的是提供一种电机。

为解决上述技术问题，本发明提供包括壳体、罩设于所述壳体上并用于对其内引入外界冷空气的通风罩、设置于所述壳体内并用于将其内部热空气排出至外界的排风机，所述壳体上的前端位置处开设有用于对其内的定子及转子进行散热的第一进风口，所述壳体上的中部位置处开设有用于对其内的端部绕组进行散热的第二进风口，所述第一进风口及所述第二进风口均与所述通风罩连通；所述壳体上的后端位置处开设有排风口，且所述排风机设置于所述排风口位置处。

优选地，所述通风罩为半密闭结构，且其两侧侧壁上均开设有若干个用于引入外界冷空气的进风窗。

优选地，所述通风罩的两侧侧壁底部连接有倾斜向上延伸至各所述进风窗前、用于在进风时阻挡外界杂质及反射外界噪音的进风挡板。

优选地，各所述进风挡板均为结构过渡平滑的曲面板。

优选地，各所述进风挡板的表面上均涂覆有吸音材料层。

优选地，还包括罩设于所述壳体上的排风罩；所述通风罩笼罩所述壳体上所述第一进风口及所述第二进风口的开设区域，且所述排风罩笼罩所述壳体上所述排风口的开设区域。

优选地，所述通风罩与所述排风罩的内腔连成一体，且两者间通过间隔板间隔冷热空气；所述排风罩为半密闭结构，且其侧壁上开设有用于将从所述排风口排出的热空气排出至外界的排风窗。

优选地，所述排风罩的侧壁底部连接有倾斜向上延伸至所述排风窗前、用于在排风时降低传递至外界的气动噪音的排风挡板。

优选地，各所述进风窗及所述排风窗上均安装有用于过滤空气中的杂质的过滤器。

本发明还提供一种电机，包括如上述任一项所述的双端通风冷却装置。

本发明所提供的双端通风冷却装置，主要包括壳体、通风罩和排风机。其中，壳体为电机的外壳，同时也是本装置的重要组成部件，主要用于安装定子、转子、端部绕组和排风机。通风罩罩设在壳体上，主要用于对壳体内部引入外界冷空气，对内部的定子、转子和端部绕组进行散热冷却。排风机设置在壳体内部，主要用于将吸收了定子、转子和端部绕组热量的热空气排出至外界。重要的是，在壳体上开设有第一进风口、第二进风口和排风口。其中，第一进风口与第二进风口均与通风罩连通，外界冷空气可同时从第一进风口和第二进风口中进入到壳体内部。第一进风口开设在壳体的前端位置处，冷空气进入后可从定子和转子的前端沿轴向逐渐冷却至后端并流向后端的排风机。第二进风口开设在壳体的中部位置处，冷空气进入后可直接对壳体内的端部绕组进行散热冷却，之后再流向后端的排风机。排风口开设在壳体后端的排风口所在位置处，前述两股冷空气吸收热量后均达到排风机，并通过排风机经由排风口排出至外界。综上所述，本发明所提供的双端通风冷却装置，通风罩引入外界冷空气后，分成两股同时从壳体上的不同位置处进入壳体内，并同时对壳体内设置的定子、转子和端部绕组进行散热冷却，即使第一股冷空气吸收了定子和转子的热量后在流经途中会经过端部绕组，但在第二股冷空气的作用下可保持对端部绕组的冷却效果，防止端部绕组的温升过高，确保电机壳体内散热冷却效果均衡。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图。

图2为图1中所示的通风罩与排风罩的具体结构示意图。

图3为图2的纵切剖视图。

其中，图1—图3中：

壳体—1，通风罩—2，排风机—3，定子—4，转子—5，端部绕组—6，排风罩—7，间隔板—8，过滤器—9；

第一进风口—101，第二进风口—102，排风口—103，进风窗—201，进风挡板—202，排风窗—701，排风挡板—702。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图(图示箭头表示气流流向)。

在本发明所提供的一种具体实施方式中，双端通风冷却装置主要包括壳体1、通风罩2和排风机3。

其中，壳体1为电机的外壳，同时也是本装置的重要组成部件，主要用于安装定子4、转子5、端部绕组6和排风机3。

通风罩2罩设在壳体1上，主要用于对壳体1内部引入外界冷空气，对内部的定子4、转子5和端部绕组6进行散热冷却。

排风机3设置在壳体1内部，主要用于将吸收了定子4、转子5和端部绕组6热量的热空气排出至外界。在一种优选实施例中，该排风机3具体可为离心风扇。

重要的是，在壳体1上开设有第一进风口101、第二进风口102和排风口103。其中，第一进风口101与第二进风口102均与通风罩2连通，外界冷空气可同时从第一进风口101和第二进风口102中进入到壳体1内部。第一进风口101开设在壳体1的前端位置处，冷空气进入后可从定子4和转子5的前端沿轴向逐渐冷却至后端并流向后端的排风机3。第二进风口102开设在壳体1的中部位置处，冷空气进入后可直接对壳体1内的端部绕组6进行散热冷却，之后再流向后端的排风机3。排风口103开设在壳体1后端的排风口103所在位置处，前述两股冷空气吸收热量后均达到排风机3，并通过排风机3经由排风口103排出至外界。

综上所述，本实施例所提供的双端通风冷却装置，通风罩2引入外界冷空气后，分成两股同时从壳体1上的不同位置处进入壳体1内，并同时对壳体1内设置的定子4、转子5和端部绕组6进行散热冷却，即使第一股冷空气吸收了定子4和转子5的热量后在流经途中会经过端部绕组6，但在第二股冷空气的作用下可保持对端部绕组6的冷却效果，防止端部绕组6的温升过高，确保电机壳体1内散热冷却效果均衡。

如图2所示和图3所示，图2为图1中所示的通风罩2与排风罩7的具体结构示意图，图3为图2的纵切剖视图。

在关于通风罩2的一种优选实施方式中，该通风罩2具体为半密闭结构，即开口未封闭，并且笼罩在壳体1表面上。为保证顺利引入外界冷空气，本实施例在通风罩2的两侧侧壁上均开设了若干个进风窗201。具体的，通风罩2可呈矩形，进风窗201可开设在长度方向的两侧侧壁上，并且每侧侧壁上可同时开设2～4个进风窗201。当然，进风窗201在通风罩2上的开设位置和开设数量并不固定，具体可以根据需要进行调整。

进一步的，为提高定子4和转子5的使用寿命，降低运动磨损，本实施例在每个进风窗201上均安装了过滤器9。该过滤器9主要用于过滤空气中的杂质，比如水汽、灰尘、颗粒物、环境垃圾等。在一种优选实施例中，该过滤器9具体可为百叶窗，如此，还能通过调节百叶窗的叶片倾角调整进气效率和过滤程度。当然，过滤器9的具体结构并不仅限于百叶窗，其余比如纱窗等同样可以采用。

不仅如此，为进一步提高对空气的过滤效果，同时降低外界噪音的影响，本实施例还在通风罩2的两侧侧壁的底部连接了进风挡板202。具体的，该进风挡板202倾斜连接在通风罩2的两侧侧壁底部上，一般的，倾角可为30°～60°，并且一直延伸至进风窗201前。当外界冷空气通过进风窗201后，将首先遭遇进风挡板202，由于进风挡板202倾斜设置，因此对外界冷空气形成仰角上升效果，在此过程中，空气中夹杂的杂质将被拦截，同时对外界传递的噪音形成一定反射效果。

进一步的，进风挡板202具体可为结构过渡平滑的曲面板，其表面光滑且呈弧形，当外界冷空气进入后，可顺着进风挡板202的弧形表面逐渐抬升，减小外界冷空气对进风挡板202表面的撞击力，同时减小磨损和摩擦产生的噪音。

更进一步的，本实施例还在进风挡板202的表面上涂覆有吸音材料层，如此，利用吸音材料层对声音的吸收效果，可进一步提高降噪效果。具体的，该吸音材料层具体可为聚氨酯层、高密度海绵泡沫等。

此外，考虑到壳体1内的热空气将从壳体1上的排风口103排出至外界，本实施例在壳体1上增设了排风罩7，与通风罩2配合使用。具体的，由于壳体1上开设有第一进风口101、第二进风口102和排风口103，并且第一进风口101一般可开设在壳体1轴向的前端位置，而第二进风口102一般可开设在壳体1轴向的中间位置，排风口103一般开设在壳体1轴向的后端位置，因此，通风罩2具体可笼罩在壳体1上的第一进风口101与第二进风口102所处区域内，而排风罩7具体可笼罩在壳体1上的排风口103所处区域内，如此将进风区域与排风区域互相隔开。

进一步的，为减小对壳体1上的安装空间的占用，本实施例中，通风罩2与排风罩7可连接成一体，且两者的内部空间融合，为保证间隔，在两者之间设置有间隔板8。具体的，该间隔板8的表面可涂覆保温层，可尽量减小两侧的热量传递，从而将冷空气和热空气间隔开。

在关于排风罩7的一种优选实施方式中，该排风罩7的具体结构可与通风罩2相同，两者均为半密闭结构，并且在排风罩7的侧壁上也开设有排风窗701，保证热空气能够顺利排出至外界。

进一步的，与通风罩2上连接的进风挡板202类似，本实施例也在排风罩7的侧壁的底部连接有排风挡板702。具体的，该排风挡板702倾斜连接在排风罩7的侧壁底部，并且延伸至排风窗701的窗口前。当热空气从排风口103中排出后，将首先遭遇到排风挡板702，并沿着排风挡板702抬升，最后再从排风窗701中排出至外界。在此过程中，避免了热空气直接撞击到排风窗701上，可在一定程度上削弱壳体1内转子5转动和气流流动传递至外界的噪音。此外，与通风挡板类似，在排风挡板702的表面上也可以涂覆吸音材料层，同时，排风挡板702也可为曲面板。

同时，在排风窗701上也可以安装过滤器9，比如百叶窗和纱窗等，其效果与通风窗上的过滤器9相同。

本实施例还提供一种电机，主要包括定子4、转子5、端部绕组6和对三者进行通风冷却的双端通风冷却装置，其中，该双端通风冷却装置的具体内容与上述相关内容相同，此处不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种双端通风冷却装置，其特征在于，包括壳体(1)、罩设于所述壳体(1)上并用于对其内引入外界冷空气的通风罩(2)、设置于所述壳体(1)内并用于将其内部热空气排出至外界的排风机(3)，所述壳体(1)上的前端位置处开设有用于对其内的定子(4)及转子(5)进行散热的第一进风口(101)，所述壳体(1)上的中部位置处开设有用于对端部绕组(6)及吸收了所述定子(4)及所述转子(5)的热量且流经所述端部绕组(6)的冷空气进行冷却的第二进风口(102)，所述第一进风口(101)及所述第二进风口(102)均与所述通风罩(2)连通；所述壳体(1)上的后端位置处开设有排风口(103)，且所述排风机(3)设置于所述排风口(103)位置处；

所述通风罩(2)为半密闭结构，且其两侧侧壁上均开设有若干个用于引入外界冷空气的进风窗(201)；

所述通风罩(2)的两侧侧壁底部连接有倾斜向上延伸至各所述进风窗(201)前、用于在进风时阻挡外界杂质及反射外界噪音的进风挡板(202)；

各所述进风挡板(202)均为结构过渡平滑的曲面板；

各所述进风挡板(202)的表面上均涂覆有吸音材料层。

2.根据权利要求1所述的双端通风冷却装置，其特征在于，还包括罩设于所述壳体(1)上的排风罩(7)；所述通风罩(2)笼罩所述壳体(1)上所述第一进风口(101)及所述第二进风口(102)的开设区域，且所述排风罩(7)笼罩所述壳体(1)上所述排风口(103)的开设区域。

3.根据权利要求2所述的双端通风冷却装置，其特征在于，所述通风罩(2)与所述排风罩(7)的内腔连成一体，且两者间通过间隔板(8)间隔冷热空气；所述排风罩(7)为半密闭结构，且其侧壁上开设有用于将从所述排风口(103)排出的热空气排出至外界的排风窗(701)。

4.根据权利要求3所述的双端通风冷却装置，其特征在于，所述排风罩(7)的侧壁底部连接有倾斜向上延伸至所述排风窗(701)前、用于在排风时降低传递至外界的气动噪音的排风挡板(702)。

5.根据权利要求4所述的双端通风冷却装置，其特征在于，各所述进风窗(201)及所述排风窗(701)上均安装有用于过滤空气中的杂质的过滤器(9)。

6.一种电机，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的双端通风冷却装置。

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