CN112104143A - 一种具有风冷结构的电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有风冷结构的电机，包括电机定子、电机转子、电机壳体和电机端盖，还包括：设于电机壳体内且与电机转子固定连接的离心风扇，电机端盖对应离心风扇的位置设有进风孔；设于电机壳体、用于使离心风扇产生的冷却风通过的通风口，通风口与电机定子的端部相对应。离心风扇、进风孔和通风口形成电机的风冷结构，离心风扇转动时，产生的冷却风径向流动至电机定子的端部，直接与电机定子的定子线圈与定子铁心接触，然后通过通风口流向外部，将定子铁心与定子线圈产生的热量带到电机外侧，以有效降低电机定子端部的温度，提高电机定子部分的电密，提升电机的功率和转矩，使电机的冷却效果和性能均能满足需求。

Description

一种具有风冷结构的电机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，更具体地说，涉及一种具有风冷结构的电机。

背景技术

在电机工作过程中，定子铁心和定子线圈会产生大量热量，现有技术通常采用风冷或水冷的方式对电机进行散热。

例如，对于永磁同步电机，其采用风冷结构对电机进行散热，现有技术中的风冷结构通常包括与电机转子相连的轴流风扇，通过轴流风扇对电机进行轴向散热。

然而，这种风冷结构对定子端部的散热效果不佳，实际研究发现，定子端部的温度反而是最高的，为了避免定子端部的温度过高，通常使得电机定子部分的电密相对较低，这就导致电机功率不高，因此，这种风冷结构很难满足如电动汽车行业与航空航天行业等对功率密度与散热能力要求较高的行业需求。

综上所述，如何对电机定子端部进行较好散热，避免电机定子端部的温度过高，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种具有风冷结构的电机，其电机定子的端部具有较好的散热效果，可以避免电机定子端部的温度过高，从而可提高电机定子部分的电密，提升电机的功率和转矩，使电机的冷却效果和性能均能满足需求。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种具有风冷结构的电机，包括电机定子、电机转子、电机壳体和电机端盖，还包括：

设于所述电机壳体内且与所述电机转子固定连接的离心风扇，所述电机端盖对应所述离心风扇的位置设有进风孔；

设于所述电机壳体、用于使所述离心风扇产生的冷却风通过的通风口，所述通风口与所述电机定子的端部相对应。

优选地，所述电机端盖包括分别设于所述电机壳体两端的轴深端端盖和非轴深端端盖，所述离心风扇靠近所述非轴深端端盖设置。

优选地，所述电机壳体的外周部设有若干个间隔设置的散热筋，所述散热筋的长度方向平行于所述电机壳体的轴线方向。

优选地，所述散热筋相对所述电机壳体的表面倾斜设置。

优选地，所述散热筋的根部的宽度大于所述散热筋的顶部的宽度。

优选地，还包括设于所述电机壳体靠近所述非轴深端端盖一端的外周部的导风罩，所述导风罩与所述通风口之间具有预设间隙，以形成径向风道；所述导风罩的出风端与所述散热筋的一端对接。

优选地，所述电机壳体靠近所述非轴深端端盖的一端设有径向外凸的凸缘，所述导风罩与所述凸缘的外周部装配。

优选地，所述非轴深端端盖与所述凸缘通过第一螺栓固定连接。

优选地，所述导风罩套设于所述非轴深端端盖的外周部，且通过第二螺栓与所述非轴深端端盖固定连接。

优选地，所述电机端盖设有围设于所述离心风扇外周部的挡风凸台，以避免所述离心风扇产生的冷却风自所述进风孔处流出。

本发明提供的具有风冷结构的电机，离心风扇、进风孔以及通风口形成电机的风冷结构，当离心风扇随着电机转子一起转动时，离心风扇产生的冷却风，径向流动至电机定子的端部，直接与电机定子的定子线圈与定子铁心接触，然后通过通风口流向外部，将定子铁心与定子线圈产生的热量带到电机外侧，以有效降低电机定子端部的温度，进而可提高电机定子部分的电密，提升电机的功率和转矩，使电机的冷却效果和性能均能满足如电动汽车行业与航空航天行业等对功率密度与散热能力要求较高的行业需求。

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它的附图。

图1为本发明具体实施例所提供的具有风冷结构的电机的右视图；

图2为图1中A-A向剖视图；

图3为图1中电机壳体的右视图；

图4为图3中B-B向剖视图；

图5为图1中非轴深端端盖的左视图；

图6为图5所示非轴深端端盖的剖视图。

图1至图6中的附图标记如下：

1为电机定子、2为电机转子、3为电机壳体、31为通风口、32为散热筋、321为轴向风道、33为凸缘、331为螺纹孔、4为离心风扇、51为轴深端端盖、52为非轴深端端盖、521为进风孔、522为挡风凸台、6为导风罩、7为第一螺栓、8为轴承。

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它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种具有风冷结构的电机，其电机定子的端部具有较好的散热效果，可以避免电机定子端部的温度过高，从而可提高电机定子部分的电密，提升电机的功率和转矩，使电机的冷却效果和性能均能满足需求。

请参考图1-图6，图1为本发明具体实施例所提供的具有风冷结构的电机的右视图；图2为图1中A-A向剖视图；图3为图1中电机壳体的右视图；图4为图3中B-B向剖视图；图5为图1中非轴深端端盖的左视图；图6为图5所示非轴深端端盖的剖视图。

本发明提供一种具有风冷结构的电机，主要包括电机定子1、电机转子2、电机壳体3、电机端盖以及离心风扇4等。

可以理解的是，电子转子装配于电机定子1内部，电机定子1装配于电机壳体3内部，电机端盖的数量为两个，分别设于电机壳体3的两端，电机端盖与电机转子2之间通过轴承8相连。电机定子1、电机转子2、电机壳体3和电机端盖各自的主体结构及相互之间具体的装配关系可参考现有技术，本文不再赘述。

本发明的重点在于，在电机壳体3的内部设置离心风扇4，离心风扇4与电机转子2固定连接，可以理解的是，考虑到安装的可能性，离心风扇4靠近电机端盖设置，电机端盖对应离心风扇4的位置设有进风孔521，以在离心风扇4随着电机转子2的转动而转动时，产生冷却风。

进一步地，电机壳体3对应电机定子1端部的位置设有通风口31，通风口31贯穿电机壳体3的侧壁，使电机壳体3的内部与外界连通。

也即，离心风扇4、进风孔521以及通风口31形成电机的风冷结构，这样，当离心风扇4随着电机转子2一起转动时，离心风扇4产生的冷却风，径向流动至电机定子1的端部，直接与电机定子1的定子线圈与定子铁心接触，然后通过通风口31流向外部，将定子铁心与定子线圈产生的热量带到电机外侧，以有效降低电机定子1端部的温度，进而可提高电机定子1部分的电密，提升电机的功率和转矩，使电机的冷却效果和性能均能满足如电动汽车行业与航空航天行业等对功率密度与散热能力要求较高的行业需求。

需要说明的是，本发明对离心风扇4的数量不做限定，例如，离心风扇4的数量可以为两个，两个离心风扇4分别设于电机壳体3的两端，两端的电机端盖均设有上述进风孔521。

考虑到安装空间的限制，在上述实施例的基础之上，电机端盖包括分别设于电机壳体3两端的轴深端端盖51和非轴深端端盖52，离心风扇4靠近非轴深端端盖52设置。

可以理解的是，轴深端端盖51需要设置电机的其它结构，为了避免增大轴深端端盖51侧的安装空间，本实施例将离心风扇4设于非轴深端端盖52侧，对应地，非轴深端端盖52设有上述进风孔521。

本发明对进风孔521的形状和具体数量不做限定，如图5所示，进风孔521为类似扇形的结构，进风孔521的数量为四个，四个进风孔521周向均匀分布。

另外，为了提高电机壳体3的散热效果，在上述实施例的基础之上，电机壳体3的外周部设有若干个间隔设置的散热筋32，散热筋32的长度方向平行于电机壳体3的轴线方向。

也就是说，本实施例通过设置于电机壳体3外周部的散热筋32来加强电机壳体3的散热，以将电机定子1传递至电机壳体3的热量尽快散去。

可以理解的是，相邻两个散热筋32之间具有一定的间隙，形成轴向风道321，以利于散热。

需要说明的是，本实施例对散热筋32的具体数量不做限定，同时，对散热筋32之间的间距不做限定，相邻两个散热筋32之间的间距可以相等，也可以不等，优选地，所有散热筋32沿电机壳体3的外周部均匀分布，也即，散热筋32为等间距设置。

进一步地，为了增大散热筋32的散热面积，提升散热效果，在上述实施例的基础之上，散热筋32相对电机壳体3的表面倾斜设置。

也就是说，散热筋32并不是垂直于在散热筋32与电机壳体3相交处所做的电机壳体3的切平面，而是与切平面之间具有一定的夹角，这可以在散热筋32同径向尺寸的情况下适当的提高散热筋32的散热面积，提高散热效果。

进一步，为了提高散热筋32根部的刚度，在上述实施例的基础之上，散热筋32的根部的宽度大于散热筋32的顶部的宽度。

需要说明的是，本发明中散热筋32的根部是指散热筋32与电机壳体3相连的一端；散热筋32的顶部是指散热筋32远离电机壳体3表面的自由端。

也即，散热筋32的横截面类似于梯形结构，以增大散热筋32根部的宽度，提升散热筋32根部的刚度；同时，相比于等宽结构的散热筋32，这可以适当提高散热筋32的散热面积。

为了更好的对定子绕组铜线和散热筋32进行散热，在上述实施例的基础之上，还包括设于电机壳体3靠近非轴深端端盖52一端的外周部的导风罩6，导风罩6与通风口31之间具有预设间隙，以形成径向风道；导风罩6的出风端与散热筋32的一端对接。

也就是说，本实施例通过设置导风罩6，使导风罩6与通风口31之间形成径向风道，并通过导风罩6与散热筋32一端的对接，使导风罩6与散热筋32之间的轴向风道321连通，进而通过导风罩6的导向作用，使离心风扇4产生的冷却风自通风口31出来后，进入通风口31和导风罩6之间，并经由导风罩6的导向作用，进入散热筋32之间的轴向风道321内，进而通过离心风扇4产生的冷风对电机壳体3和散热筋32进一步地散热，以更好的降低电机壳体3内定子绕组铜线的热量。

考虑到导风罩6设置的方便性，在上述实施例的基础之上，电机壳体3靠近非轴深端端盖52的一端设有径向外凸的凸缘33，导风罩6与凸缘33的外周部装配。

可以理解的是，凸缘33径向凸出于电机壳体3的外周面，因此，导风罩6与凸缘33装配后，可以使导风罩6与通风口31之间具有一定的间隙，以形成上述径向风道，供从通风口31流出的冷却风沿径向风道流动。

考虑到非轴深端端盖52与电机壳体3连接的方便性，在上述实施例的基础之上，非轴深端端盖52与凸缘33通过第一螺栓7固定连接。

如图4所示，凸缘33朝向非轴深端端盖52的端面开设有螺纹孔331；同时，非轴深端端盖52与该螺纹孔331对应的位置设有螺栓安装孔，固定时，将非轴深端端盖52与凸缘33的端面贴合，并将第一螺栓7依次穿过螺栓安装孔和螺纹孔331，实现非轴深端端盖52与凸缘33的固定连接。

考虑到导风罩6固定的方便性，避免因电机运行产生的振动导致导风罩6窜动或产生噪音等，在上述实施例的基础之上，导风罩6套设于非轴深端端盖52的外周部，且通过第二螺栓与非轴深端端盖52固定连接。

可以理解的是，非轴深端端盖52与凸缘33固定连接后，非轴深端端盖52可封闭导风罩6靠近凸缘33的一端，进而使通风口31出来的风通过导风罩6进入散热筋32之间的轴向风道321。

另外，在离心风扇4转动过程中，为了避免离心风扇4产生的风量沿轴向流出，到进风孔521处，再从进风孔521处流向外部，在上述实施例的基础之上，电机端盖设有围设于离心风扇4外周部的挡风凸台522，以避免离心风扇4产生的风自进风孔521处流出。

可以理解的是，安装后，挡风凸台522围设于离心风扇4叶片的外周部，两者之间具有很小的间隙，以避免挡风凸台522影响离心风扇4的转动，此时，挡风凸台522可以避免离心风扇4产生的风大量的通过离心风扇4叶片外周沿轴向流出，最终流向进风孔521，从进风孔521流出，避免离心风扇4的损失。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的具有风冷结构的电机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，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 (10)

1.一种具有风冷结构的电机，包括电机定子(1)、电机转子(2)、电机壳体(3)和电机端盖，其特征在于，还包括：

设于所述电机壳体(3)内且与所述电机转子(2)固定连接的离心风扇(4)，所述电机端盖对应所述离心风扇(4)的位置设有进风孔(521)；

设于所述电机壳体(3)、用于使所述离心风扇(4)产生的冷却风通过的通风口(31)，所述通风口(31)与所述电机定子(1)的端部相对应。

2.根据权利要求1所述的具有风冷结构的电机，其特征在于，所述电机端盖包括分别设于所述电机壳体(3)两端的轴深端端盖(51)和非轴深端端盖(52)，所述离心风扇(4)靠近所述非轴深端端盖(52)设置。

3.根据权利要求2所述的具有风冷结构的电机，其特征在于，所述电机壳体(3)的外周部设有若干个间隔设置的散热筋(32)，所述散热筋(32)的长度方向平行于所述电机壳体(3)的轴线方向。

4.根据权利要求3所述的具有风冷结构的电机，其特征在于，所述散热筋(32)相对所述电机壳体(3)的表面倾斜设置。

5.根据权利要求3所述的具有风冷结构的电机，其特征在于，所述散热筋(32)的根部的宽度大于所述散热筋(32)的顶部的宽度。

6.根据权利要求3所述的具有风冷结构的电机，其特征在于，还包括设于所述电机壳体(3)靠近所述非轴深端端盖(52)一端的外周部的导风罩(6)，所述导风罩(6)与所述通风口(31)之间具有预设间隙，以形成径向风道；所述导风罩(6)的出风端与所述散热筋(32)的一端对接。

7.根据权利要求6所述的具有风冷结构的电机，其特征在于，所述电机壳体(3)靠近所述非轴深端端盖(52)的一端设有径向外凸的凸缘(33)，所述导风罩(6)与所述凸缘(33)的外周部装配。

8.根据权利要求7所述的具有风冷结构的电机，其特征在于，所述非轴深端端盖(52)与所述凸缘(33)通过第一螺栓(7)固定连接。

9.根据权利要求8所述的具有风冷结构的电机，其特征在于，所述导风罩(6)套设于所述非轴深端端盖(52)的外周部，且通过第二螺栓与所述非轴深端端盖(52)固定连接。

10.根据权利要求1-9任一项所述的具有风冷结构的电机，其特征在于，所述电机端盖设有围设于所述离心风扇(4)外周部的挡风凸台(522)，以避免所述离心风扇(4)产生的冷却风自所述进风孔(521)处流出。

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