CN112928849A - 电机风罩、电机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电机风罩、电机，其中电机风罩，包括风罩壳体，风罩壳体具有出风口以及与出风口相对设置的进风口，在风罩壳体的轴向断面上，风罩壳体具有处于进风口内侧的进风导流曲线段、处于出风口内侧的出风曲线段以及处于进风导流曲线段与出风曲线段之间的内腔扩口曲线段，进风导流曲线段与内腔扩口曲线段以及内腔扩口曲线段与出风曲线段之间圆滑过渡连接。根据本发明，在风罩壳体的轴向断面上，风罩壳体具有圆滑过渡连接的进风导流曲线段、内腔扩口曲线段及出风曲线段则能够对进入所述进风口的气流进行引导，减小了空气的流动阻力，进而减小电机风摩损耗，提高了风扇的工作效率及电机散热能力，降低了电机空载损耗以及电机温升。

Description

电机风罩、电机
技术领域
本发明属于电机制造技术领域，具体涉及一种电机风罩、电机。
背景技术
电机风罩是装配在电机尾部的一个保护和散热装置，其保护目的在于保护风叶不受破坏以及自冷风扇高速运转造成的误触伤害；散热作用主要在于配合风叶形成使风罩中心形成压力较低从进风口向内抽风，在风罩内壁周向方向形成高压从出风口向外吹风。
传统电机风罩在散热上存在着一些不合理，进风时，风叶产生的高速气流容易从风罩尾部流出，这会降低风叶在风罩内壁上产生的压强，减小出风口流量。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种电机风罩、电机，在风罩壳体的轴向断面上，风罩壳体具有圆滑过渡连接的进风导流曲线段、内腔扩口曲线段及出风曲线段则能够对进入所述进风口的气流进行引导，减小了空气的流动阻力，进而减小电机风摩损耗，提高了风扇的工作效率及电机散热能力，降低了电机空载损耗以及电机温升。
为了解决上述问题，本发明提供一种电机风罩，包括风罩壳体，所述风罩壳体具有朝向于电机本体一侧的出风口以及与所述出风口相对设置的进风口，在所述风罩壳体的轴向断面上，所述风罩壳体具有处于所述进风口内侧的进风导流曲线段、处于所述出风口内侧的出风曲线段以及处于所述进风导流曲线段与所述出风曲线段之间的内腔扩口曲线段，所述进风导流曲线段与内腔扩口曲线段以及所述内腔扩口曲线段与出风曲线段之间圆滑过渡连接。
优选地，所述进风导流曲线段具有处于所述出风口壁体上的切向段，所述切向段的曲线弧度与进气气流的流向相切。
优选地，所述出风口的最大内径为R1，所述进风口的最小内径为R2，所述进风导流曲线段的型线由以下公式限定：
Figure RE-GDA0002988846780000021
其中0≤t≤π，r1＝(R1-R2)/6。
优选地，所述内腔扩口曲线段的型线由以下公式限定：
Figure RE-GDA0002988846780000022
其中0≤t≤π，r2＝(R1-R2)/3。
优选地，R2＝ηR1，0.5≤η≤0.6。
优选地，在气流流动方向上，所述出风曲线段的始点与终点的连线与所述风罩壳体的轴线之间的夹角为θ，5°≤θ≤15°；和/或，经过所述进风导流曲线段与所述内腔扩口曲线段的连接点的所述内腔扩口曲线段的切线与所述风罩壳体的轴线之间的夹角为α，35°≤α≤45°。
优选地，所述出风曲线段的内侧周壁上具有多个导流件，多个所述导流件沿着所述出风口的周向间隔设置。
优选地，所述导流件包括导流凹槽，所述导流凹槽的槽底由所述风罩壳体的外侧沿径向向内侧凸起，且所述导流凹槽的槽深沿着气流流动方向由0逐渐增大；和/或，所述导流件包括导流板，所述导流板的高度沿着气流流动方向由 0逐渐增大。
优选地，所述导流凹槽的槽底壁朝向所述风罩壳体的内侧的壁体与所述风罩壳体的轴线之间的夹角为β，0°＜β≤5°。
优选地，所述导流凹槽在所述风罩壳体的轴向上的延伸长度为L，所述导流凹槽朝向所述风罩壳体的内部的槽体壁的型线由以下公式限定：
Figure RE-GDA0002988846780000023
和/或，
所述导流凹槽在所述风罩壳体的轴向上的延伸长度为L，所述风罩壳体的厚度为h，所述导流凹槽朝向所述风罩壳体的外部的槽体壁的型线由以下公式限定：
Figure RE-GDA0002988846780000024
本发明还提供一种电机，包括上述的电机风罩。
本发明提供的一种电机风罩、电机，风罩壳体具有圆滑过渡连接的进风导流曲线段、内腔扩口曲线段及出风曲线段则能够对进入所述进风口的气流进行引导，减小了空气的流动阻力，进而减小电机风摩损耗，提高了风扇的工作效率及散热能力，降低了电机空载损耗以及电机温升。
附图说明
图1为本发明一种实施例的电机风罩的立体结构示意图；
图2为图1的轴向断面结构示意图，图中箭头示出了气流的流动方向；
图3为图2中各个段的夹角示意；
图4为图1中的电机风罩的局部结构示意图，图中示出了导流凹槽的槽底壁与风罩壳体的轴线之间的夹角；
图5为图1中的电机风罩的局部结构示意图，图中示出了导流凹槽沿风罩壳体的轴向的投影；
图6为本发明另一种实施例的电机风罩的局部结构示意图；
图7为本发明另一种实施例的电机的结构示意图；
图8为采用了本发明的流线型曲面的电机风罩与现有技术中的直线型曲面的电机风罩温升随着电机转速的变化曲线。
附图标记表示为：
1、风罩壳体；11、出风口；12、进风口；131、进风导流曲线段；132、出风曲线段；133、内腔扩口曲线段；21、导流凹槽；22、导流板；100、电机本体；101、风扇；102、端盖。
具体实施方式
结合参见图1至图8所示，根据本发明的实施例，提供一种电机风罩，包括风罩壳体1，所述风罩壳体1具有朝向于电机本体100一侧的出风口11以及与所述出风口11相对设置的进风口12，在所述风罩壳体1的轴向断面上，所述风罩壳体1具有处于所述进风口12内侧的进风导流曲线段131、处于所述出风口11内侧的出风曲线段132以及处于所述进风导流曲线段131与所述出风曲线段132之间的内腔扩口曲线段133，所述进风导流曲线段131与内腔扩口曲线段133以及所述内腔扩口曲线段133与出风曲线段132之间圆滑过渡连接。该技术方案中，风罩壳体具有圆滑过渡连接的进风导流曲线段、内腔扩口曲线段及出风曲线段则能够对进入所述进风口12的气流进行引导，减小了空气的流动阻力，进而减小电机风摩损耗，提高了风扇的工作效率及散热能力，降低了电机空载损耗以及电机温升。
进一步地，所述进风导流曲线段131具有处于所述出风口11壁体上的切向段，所述切向段的曲线弧度与进气气流的流向相切，所述切向段的曲线弧度与进气气流的流向相切，从而能够有效减小空气在所述进风口12处的涡流，提高了风扇的进气效率。
具体的，所述出风口11的最大内径为R1，所述进风口12的最小内径为 R2，所述进风导流曲线段131的型线由以下公式限定：
Figure RE-GDA0002988846780000041
其中0≤t≤π，r1＝(R1-R2)/6；进一步的，所述内腔扩口曲线段133的型线由以下公式限定：
Figure RE-GDA0002988846780000042
其中0≤t≤π，r2＝(R1-R2)/3。将所述进风导流曲线段131 以及所述内腔扩口曲线段133的型线采用前述的公式限定，能进一步减小风罩进风口处产生的涡流，在风罩内，气流可沿过此曲线平滑过渡，减小气流在风罩内产生的涡流，降低风阻。
在一些实施例中，R2＝ηR1，0.5≤η≤0.6，也即所述进风口12与所述出风口11的大小被合理限定，能够有效降低进风气流由所述进风口12的流失，而可以理解的，进风口的流出气流与进入风罩的气流会产生涡流，影响进气。
优选地，在气流流动方向上，所述出风曲线段132的始点与终点的连线与所述风罩壳体1的轴线之间的夹角为θ，5°≤θ≤15°，在此范围内的渐扩角度对冷却气流有较好的导流效果；和/或，经过所述进风导流曲线段131与所述内腔扩口曲线段133的连接点的所述内腔扩口曲线段133的切线与所述风罩壳体1的轴线之间的夹角为α，35°≤α≤45°，此角度范围内冷却气流的流动风阻最优。
优选地，所述出风曲线段132的内侧周壁上具有多个导流件，多个所述导流件沿着所述出风口11的周向间隔设置。所述多个导流件能够对冷却气流起到较好的导向作用，减小气流直接作用在机壳翅片上产生的涡流，增加气流在机壳上的作用范围，提升电机散热能力。若未采用该技术方案，冷却气流在出风时，气流在出风口11未被整流，会导致在出风口11处产生较大涡流，气流不能按照电机本体100的机壳翅片走向流动呈扩散状，导致冷却气流流量减小、流速降低、作用距离变短，影响电机冷却效果。
作为一种具体的实施方式，所述导流件包括导流凹槽21，所述导流凹槽 21的槽底由所述风罩壳体1的外侧沿径向向内侧凸起，且所述导流凹槽21的槽深沿着气流流动方向由0逐渐增大，进一步的，所述导流凹槽21的槽底壁朝向所述风罩壳体1的内侧的壁体与所述风罩壳体1的轴线之间的夹角为β， 0°＜β≤5°，此角度可保证导流凹槽21导流效果且不影响电机风罩的通用性。
进一步地，所述导流凹槽21在所述风罩壳体1的轴向上的延伸长度为L (对应于图2所示出的方位，所述延伸长度L也即所述风罩壳体1在水平面上投影的长度)，所述导流凹槽21朝向所述风罩壳体1的内部的槽体壁的型线由以下公式限定：
Figure RE-GDA0002988846780000051
和/或，所述导流凹槽21在所述风罩壳体1的轴向上的延伸长度为L，所述风罩壳体1的厚度为h，所述导流凹槽21朝向所述风罩壳体 1的外部的槽体壁的型线由以下公式限定：
Figure RE-GDA0002988846780000052
此曲线以导风凹槽21的长度作为设计的重要参数，可使此长度下的导风凹槽最大化减小因导流产生的涡流且不影响导流能力。
导风凹槽21的个数根据电机轴中心高度确定。电机轴中心高80-100mm，导风凹槽个数为8个，导风凹槽最短长度为15mm；电机轴中心高112-160mm，导风凹槽个数为12个，导风凹槽最短长度为20mm；电机轴中心高180-200mm，导风凹槽个数为16个，导风凹槽最短长度为30mm；电机轴中心高225-250mm，导风凹槽个数为28个，导风凹槽最短长度为45mm，此后电机中心高每增加 30mm凹槽个数增加4个，导风凹槽最短长度要求为45mm。
作为另一种具体地实施方式，所述导流件包括导流板22，所述导流板22 的高度沿着气流流动方向由0逐渐增大。
所述进风口12优选的设置有进风格栅板，所述进风格栅板可以构造于多个方孔或者圆孔。
根据本发明的实施例，还提供一种电机，包括上述的电机风罩，具体的，所述出风曲线段132环行于所述电机本体100的端盖102的径向外侧，并形成出风环状区域，而所述导流件则与所述电机本体100的外壳翅片的流道相匹配，进而使经由进风口12的冷却气流在风扇101的驱动下沿着所述风罩壳体1的内侧壁被引导至出风口11处并被所述导流件整流后，形成对电机本体的高效冷却。
本发明与传统直线型曲面方案作温升对比，对比结果如图8所示，结果显示，转速越高本发明的电机风罩的散热优势越明显，与传统风罩相比发明的电机风罩对散热效果更佳，经具体的应用验证，55kW以上的电机使用本发明的电机风罩比使用普通风罩的温升降3K以上。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种电机风罩，其特征在于，包括风罩壳体(1)，所述风罩壳体(1)具有朝向于电机本体(100)一侧的出风口(11)以及与所述出风口(11)相对设置的进风口(12)，在所述风罩壳体(1)的轴向断面上，所述风罩壳体(1)具有处于所述进风口(12)内侧的进风导流曲线段(131)、处于所述出风口(11)内侧的出风曲线段(132)以及处于所述进风导流曲线段(131)与所述出风曲线段(132)之间的内腔扩口曲线段(133)，所述进风导流曲线段(131)与内腔扩口曲线段(133)以及所述内腔扩口曲线段(133)与出风曲线段(132)之间圆滑过渡连接。
2.根据权利要求1所述的电机风罩，其特征在于，所述进风导流曲线段(131)具有处于所述出风口(11)壁体上的切向段，所述切向段的曲线弧度与进气气流的流向相切。
3.根据权利要求1所述的电机风罩，其特征在于，所述出风口(11)的最大内径为R1，所述进风口(12)的最小内径为R2，所述进风导流曲线段(131)的型线由以下公式限定：
Figure FDA0002911342040000011
其中0≤t≤π，r1＝(R1-R2)/6。
4.根据权利要求3所述的电机风罩，其特征在于，所述内腔扩口曲线段(133)的型线由以下公式限定：
Figure FDA0002911342040000012
其中0≤t≤π，r2＝(R1-R2)/3。
5.根据权利要求3或4所述的电机风罩，其特征在于，R2＝ηR1，0.5≤η≤0.6。
6.根据权利要求1所述的电机风罩，其特征在于，在气流流动方向上，所述出风曲线段(132)的始点与终点的连线与所述风罩壳体(1)的轴线之间的夹角为θ，5°≤θ≤15°；和/或，经过所述进风导流曲线段(131)与所述内腔扩口曲线段(133)的连接点的所述内腔扩口曲线段(133)的切线与所述风罩壳体(1)的轴线之间的夹角为α，35°≤α≤45°。
7.根据权利要求6所述的电机风罩，其特征在于，所述出风曲线段(132)的内侧周壁上具有多个导流件，多个所述导流件沿着所述出风口(11)的周向间隔设置。
8.根据权利要求7所述的电机风罩，其特征在于，所述导流件包括导流凹槽(21)，所述导流凹槽(21)的槽底由所述风罩壳体(1)的外侧沿径向向内侧凸起，且所述导流凹槽(21)的槽深沿着气流流动方向由0逐渐增大；和/或，所述导流件包括导流板(22)，所述导流板(22)的高度沿着气流流动方向由0逐渐增大。
9.根据权利要求8所述的电机风罩，其特征在于，所述导流凹槽(21)的槽底壁朝向所述风罩壳体(1)的内侧的壁体与所述风罩壳体(1)的轴线之间的夹角为β，0°＜β≤5°。
10.根据权利要求9所述的电机风罩，其特征在于，所述导流凹槽(21)在所述风罩壳体(1)的轴向上的延伸长度为L，所述导流凹槽(21)朝向所述风罩壳体(1)的内部的槽体壁的型线由以下公式限定：
Figure FDA0002911342040000021
和/或，
所述导流凹槽(21)在所述风罩壳体(1)的轴向上的延伸长度为L，所述风罩壳体(1)的厚度为h，所述导流凹槽(21)朝向所述风罩壳体(1)的外部的槽体壁的型线由以下公式限定：
Figure FDA0002911342040000022
11.一种电机，包括电机风罩，其特征在于，所述电机风罩为权利要求1至10中任一项所述的电机风罩。
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