CN113556005B - 一种改善定子散热的电机结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种改善定子散热的电机结构，包括定子框架、定子和转子，所述定子框架内部设有圆形内腔，圆形内腔中心处设有通孔和凸台，所述凸台所述圆形内腔中心设有第一通孔，以第一通孔为中心从定子框架侧壁面延伸依次设有第一凸台、第二凸台和第三凸台，所述定子安装于第一凸台和第二凸台之间，定子靠近定子框架侧壁面形成间隙，供空气流通，所述第三凸台用于固定第一轴承和转轴；所述转子通过第一轴承与定子框架相连接，所述转轴一端固定于转子的第二通孔中，另一端通过第二轴承固定于定子框架的第一通孔内，所述转子内壁面与定子外壁面形成间隙，供空气流通；本发明通过定子与转子结构的设计以及形成的通风通道，改善了定子的散热。

Description

一种改善定子散热的电机结构

技术领域

本发明属于电机领域，具体涉及一种改善定子散热的电机结构。

背景技术

在小型电机中，电机由于能量损耗而产生的热量主要都集中在定子绕组上，而这些生成的热量一部分通过与定子接触的定子框架发散出去，另一部分则需由定子先传递到转子，再由转子传递到定子框架上从而发散出去。而在小型电机中，由于定子与转子、转子与定子框架之间的气隙很小，且空气流动性比较差，难以建立有效的风路循环用以散热。因此，定子绕组上的热量难以传递出去，容易造成定子过热，继而影响了电机的性能，且降低了电机的使用寿命。

现有的改善电机定子散热的方法大多分两种：一种是通过在电机结构外侧增加外风扇或者导流结构来增强定子框架与转子框架外壁面周围空气的扰动，加快气流的流动速度来提高电机的散热效率；另一种是在定子框架或者转子框架上增加散热筋，通过增大电机外壁散热面积的方法来提高电机的散热效率。而本发明主要是通过构建电机内部与外界的通风回路并辅以散热筋来达到改善电机定子散热的效果。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种改善定子散热的电机结构，采取如下技术方案：

一种改善定子散热的电机结构，主要包括定子框架、定子和转子，所述定子框架内部为一圆形内腔，所述圆形内腔中心设有第一通孔，以第一通孔为中心从定子框架侧壁面延伸依次设有第一凸台、第二凸台和第三凸台，所述第一凸台、第二凸台、第三凸台的直径依次减小；所述定子安装于第一凸台和第二凸台之间，定子靠近定子框架侧壁面形成间隙，供空气流通，所述第三凸台用于固定第一轴承和转轴，所述转子内腔中心设有第四凸台，所述第四凸台中心设有第二通孔，用于安装转轴，所述转子内壁面的中心安装有固定第一轴承的轴承盖，所述转子通过第一轴承与定子框架相连接，所述转轴一端固定于转子的第二通孔中，另一端通过第二轴承固定于定子框架的第一通孔内，所述转子内壁面与定子外壁面形成间隙，供空气流通；所述定子框架外壁面、侧壁面与所述定子、转子的间隙之间形成冷却通道。

进一步地，所述定子内侧设有定子内环，所述定子内环的最内圈直径小于第一凸台的直径，大于第二凸台的直径。

进一步地，所述定子安装于定子框架上，两者之间采用过盈配合，所述定子内环最内圈直径小于第一凸台的直径，大于第二凸台的直径，所述定子内环径向宽度大于第一凸台与第二凸台的半径之差，所述定子安装时定子内环侧壁面与第一凸台上端面重合，所述定子内环轴向宽度与第一凸台上端面到第二凸台上端面之间的距离相等，所述定子内环侧壁面到定子侧壁面的距离小于第一凸台上端面到定子框架内壁面之间的距离，因此所述定子侧壁面与定子框架内壁面之间有一定的间隙以供空气流通。

进一步地，所述转子为两个空心圆柱体相接而构成的外壳，较大直径圆柱体的内腔侧壁面上固定有若干的磁钢，所述转子的内径大于定子的外径，所述转子的外径小于定子框架圆形内腔的内径，所述转子与定子间，所述转子与定子框架间留有足够的间隙以供空气流通，在不影响转子与定子框架之间传热的前提下可适当扩大转子与定子框架之间的空隙令气体更好地流通。所述转子通过转轴、第一轴承、第二轴承保证与定子框架之间的相对转动；所述转子较小直径圆柱体的圆形内腔中心处设有第四凸台，所述第四凸台中心设有第二通孔用于安装转轴。在所述转子内壁面的中心安装有固定第一轴承的轴承盖，所述转子通过第一轴承与定子框架相连接，所述转轴一端固定于转子的第二通孔中，另一端通过第二轴承固定在定子框架的第一通孔内。

进一步地，所述第一凸台和第二凸台上设有多个周期性排布的通气孔。

进一步地，所述通气孔为凸台边缘的梯形状缺口，绕圆心均匀分布于第一凸台与第二凸台，所述通气孔轴向贯穿第一凸台与第二凸台，即轴向从第二凸台上端面延伸至定子框架内壁面。所述通气孔径向长度小于第二凸台与第三凸台的半径之差，大于第一凸台与第二凸台的半径之差。

进一步地，所述第二凸台上设有周期性排布的多组散热筋，所述散热筋之间形成的间隙，从第二凸台靠近第三凸台的侧面一直延伸到定子框架的侧壁面，形成贯穿的通道。

进一步地，所述散热筋呈长条状，一端与第二凸台相连，另一端悬空。

进一步地，所述定子框架与散热筋相连的侧壁面处设有通风风扇，给整个通风风路提供风压，气流通过转子与定子框架之间的空隙流入定子框架的内壁面与定子、转子形成的内部空间中，再通过定子与定子框架之间的通气孔以及定子与转子之间的间隙流入转子的内壁面与定子框架、定子形成的内部空间中，两股气流合并之后，在抽风风扇提供的风压作用下，通过定子框架散热筋之间的间隙流出电机，同时也将热量带出了电机。

本发明的优点是：

1)定子框架上的散热筋可以加强定子框架与定子接触部位的散热效率，同时散热筋之间的空隙能使电机结构内部与外界形成一个完整有效的通风回路。

2)由于定子与转子之间的间隙太小，气体流动性比较差，因此定子框架与定子之间的通气孔增加了定子框架内壁面与转子内壁面之间的通风风路，有效改善了电机结构内部的气体流通。

3)定子框架散热筋后方加一个抽风风扇可以加快电机结构内的气体流动速度，加强散热效率。

4)通过构建电机内部与外界之间的风路循环让气流直接带走定子绕组上产生的热量，增强了电机的散热效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所述电机的正面立体图。

图2为本发明所述电机的背面立体图。

图3为本发明所述转子的立体图。

图4为本发明所述电机的三维轴向剖视图。

图5为本发明所述电机的二维轴向局部剖视图。

图6为本发明所述散热筋的局部放大图。

图7为本发明所述定子框架的立体图。

图8为本发明所述定子的立体图。

图9为本发明所述电机结构内部的风路示意图。

图中：1-定子框架，2-转子，3-定子，4-散热筋，5-轴承盖，6-第一轴承，7-通气孔，8-转轴，9-第二凸台上端面，10-第二轴承,11-抽风风扇，12-第一凸台，13-第二凸台，14-第三凸台，15-定子框架内壁面，16-第一凸台上端面，17-第三凸台上端面，18-定子内环，19-定子内环侧壁面，20-定子侧壁面，21-定子框架外壁面，22-转子内壁面，23-磁钢，24-第一通孔，25-第二通孔，26-第四凸台。

具体的实施方式

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作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。

实施例1

参考图1、图2、图3、图4、图5、图7与图8，一种改善定子散热的电机结构，主要包括定子框架1、定子3和转子2，所述定子框架1内部为一个圆形内腔，圆形内腔中心处设有第一通孔24和凸台。所述第一通孔从第三凸台上端面17延伸到定子框架外壁面21，用于安装第一轴承6、第二轴承10以及转轴8。所述凸台按直径的不同主要分为三部分：第一凸台12、第二凸台13以及第三凸台14。

所述第一凸台12为直径最大，与定子框架内壁面15相连的部分，所述第一凸台12的范围在定子框架内壁面15与第一凸台上端面16之间；所述第二凸台13的直径小于第一凸台12的直径，大于第三凸台14的直径，所述第二凸台13的范围在第一凸台上端面16与第二凸台上端面9之间，所述第一凸台12与所述第二凸台13主要用于安装定子3；所述第三凸台14为直径最小的圆柱状部分，范围在第二凸台上端面9与第三凸台上端面17之间，主要用于固定第一轴承6与转轴8。

所述定子3安装于定子框架1上，两者之间采用过盈配合；所述定子3内侧有一个定子内环18。所述定子内环18最内圈直径小于第一凸台12的直径，大于第二凸台13的直径；所述定子内环18径向宽度大于第一凸台12与第二凸台13的半径之差；所述定子3安装时定子内环侧壁面19与第一凸台上端面16重合；所述定子内环18轴向宽度与第一凸台上端面16到第二凸台上端面9之间的距离相等；所述定子内环侧壁面19到定子侧壁面20的距离小于第一凸台上端面16到定子框架内壁面15的距离，因此所述定子侧壁面20与定子框架内壁面15之间有一定的间隙以供空气流通。

所述转子2为两个空心圆柱体相接而构成的外壳，较大直径圆柱体的内腔侧壁面上固定有若干的磁钢23；所述转子2的内径大于定子3的外径，所述转子2的外径小于定子框架1圆形内腔的内径；所述转子2与定子3间，所述转子2与定子框架1间留有足够的间隙以供空气流通。所述转子2通过转轴8、第一轴承6、第二轴承10保证与定子框架1之间的相对转动，所述转子2较小直径圆柱体的内腔中心设有第四凸台26，所述第四凸台26中心设有第二通孔25用于安装转轴8。在所述转子内壁面22的中心安装有用于固定第一轴承6的轴承盖5，所述转子2通过第一轴承6安装在定子框架1圆形内腔中，所述转轴8一端固定于转子2的第二通孔25中，另一端通过第二轴承10固定在定子框架1的第一通孔24内。

参考图1与图4，在不影响转子2与定子框架1之间传热的前提下可适当扩大转子2与定子框架1之间的空隙以让气体更好地流通。

参考图2、图4、图6与图7，所述第二凸台上端面9被划分为若干块区域，每块区域内都至少有十根散热筋4，相邻两根散热筋4之间留有一定的间隙以保证空气流通。所述散热筋4呈长条状，所述散热筋4底端与凸台相连，顶端悬空，并且底端粗，顶端细；所述散热筋4的径向长度小于第二凸台13与第三凸台14的半径之差，所述散热筋4的轴向长度等于第二凸台上端面9与定子框架外壁面21之间的距离。所述凸台上有至少十个通气孔7，增加了定子框架内壁面15与转子内壁面22之间的通风风路。所述通气孔7为凸台边缘的梯形状缺口，绕圆心均匀分布于第一凸台12与第二凸台13；所述通气孔7轴向贯穿第一凸台12与第二凸台13，即轴向从第二凸台上端面9延伸至定子框架内壁面15；所述通气孔7径向长度小于第二凸台13与第三凸台14的半径之差，大于第一凸台12与第二凸台13的半径之差。

参考图4与图9，在定子框架散热筋4后方加一个抽风风扇11可以加快电机结构内的气体流动速度，加强散热效率。在抽风风扇11提供的风压作用下，气流从定子框架1与转子2之间的间隙流入定子框架内壁面15与定子3、转子2形成的内部空间中，之后气流一部分从定子3与转子2之间的间隙流入转子内壁面22与定子框架1、定子3形成的内部空间中，另一部分则从定子3与定子框架1之间的通气孔7流入转子内壁面22与定子框架1、定子3形成的内部空间中，两股气流共同通过定子框架散热筋4之间的间隙流出电机内部，同时也将热量一并带出。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求.

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种改善定子散热的电机结构，主要包括定子框架、定子和转子，其特征在于，所述定子框架内部为一圆形内腔，所述圆形内腔中心设有第一通孔，以第一通孔为中心从定子框架侧壁面延伸依次设有第一凸台、第二凸台和第三凸台，所述第一凸台、第二凸台、第三凸台的直径依次减小；所述定子安装于第一凸台和第二凸台之间，定子靠近定子框架侧壁面形成间隙，供空气流通，所述第三凸台用于固定第一轴承和转轴，所述转子内腔中心设有第四凸台，所述第四凸台中心设有第二通孔，用于安装转轴，所述转子内壁面的中心安装有固定第一轴承的轴承盖，所述转子通过第一轴承与定子框架相连接，所述转轴一端固定于转子的第二通孔中，另一端通过第二轴承固定于定子框架的第一通孔内，所述转子内壁面与定子外壁面形成间隙，供空气流通；所述定子框架外壁面、侧壁面与所述定子、转子的间隙之间形成冷却通道；所述第二凸台上设有周期性排布的多组散热筋，所述散热筋之间形成的间隙，从第二凸台靠近第三凸台的侧面一直延伸到定子框架的侧壁面，形成贯穿的通道。

2.根据权利要求1所述的一种改善定子散热的电机结构，其特征在于，所述第一凸台和第二凸台上设有多个周期性排布的通气孔。

3.根据权利要求1所述的一种改善定子散热的电机结构，其特征在于，所述散热筋呈长条状，一端与第二凸台一侧相连，另一端悬空。

4.根据权利要求1所述的一种改善定子散热的电机结构，其特征在于，所述定子框架与散热筋相连的侧壁面处设有通风风扇。

5.根据权利要求1所述的一种改善定子散热的电机结构，其特征在于，所述定子内侧设有定子内环，所述定子内环的最内圈直径小于第一凸台的直径，大于第二凸台的直径。

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