CN113726097B - 一种电机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的电机,包括:壳体,具有第一风道及位于第一风道内的安装室;叶轮,设在第一风道的进风口处;转子和定子,设在安装室内;第一风道上设有至少一个导风口,将第一风道与安装室连通,安装室与第一风道的出风口连通。通过设置导风口,将设有转子和定子的安装室与第一风道连通,以形成第二风道。当叶轮转动时,将外界的风经进风口抽入到第一风道内,部分风经导风口进入安装室内,对转子和定子进行降温,之后经出风口排出;另一部分风穿过第一风道后经出风口排出,由于部分风进入第二风道内,则第一风道内的风量减少,对第一风道的冲击力降低,减少电机振动现象的发生,从整体上提升电机的性能。

Description

一种电机
【技术领域】
本发明涉及动力装置技术领域,特别涉及一种电机。
【背景技术】
目前,电机一般包括壳体,壳体内设有风道,及位于风道内侧的安装室,安装室内设有转子和定子;风道的进风口处设有叶轮。当电机运行时,叶轮转动将外界风引入风道内,并经风道直接排出壳体外。尤其是电机高速运转时,风高速地从风道内排出,对风道产生冲击力,引起电机的振动,影响电机的性能。
同时,随着电机的运行,安装室内的转子和定子的温度升高,尤其当电机在高速运转下,转子和定子的温度剧增,容易引起转子的永磁体退磁,甚至会烧坏电机,导致电机失效。
【发明内容】
因此,本发明所要解决的技术问题是现有的电机高速运转引起温度剧增,导致电机失效的问题。
为此,本发明提供一种电机,包括:
壳体,具有第一风道及位于所述第一风道内侧的安装室;
叶轮,设在所述第一风道的进风口处;
转子和定子,设在所述安装室内;
所述第一风道上设有至少一个导风口,将所述第一风道与所述安装室连通,所述安装室与所述第一风道的出风口连通。
可选地,上述的电机,所述壳体包括第一导叶机构和第一支架;
所述第一导叶机构包括
第一导叶体,具有第一内孔及分布在所述第一内孔的外周的至少一个第一导风通道;
延伸部件,固定在所述第一导叶体的一侧表面上;所述延伸部件的内腔围成所述安装室;所述延伸部件的外壁与所述第一导叶体的外壁及第一导风通道之间围成所述第一风道;所述导风口设在所述延伸部件上;
所述第一支架固定在所述第一内孔上;所述叶轮和转子可转动地设在所述第一支架上,且分布在所述第一导叶体的两侧。
可选地,上述的电机,所述导风口的根部靠近所述第一支架分布,所述导风口的尾部朝向远离所述第一支架方向延伸,所述定子和转子位于所述导风口的所述根部和尾部之间。
可选地,上述的电机,所述导风口的根部靠近所述第一支架分布,且至少延伸至与所述导风口对应的所述第一导风通道的出口处。
可选地,上述的电机,所述第一支架具有第二内孔,所述转子和所述叶轮通过所述第二内孔可转动地设在所述第一支架上;
所述第一导叶机构还包括凸出设在所述第一支架的一侧表面上且位于所述安装室内的至少一个引流部件;每个所述引流部件对应设在一个所述导风口处;
所述引流部件具有由各自对应的所述导风口朝向所述第二内孔方向延伸的引流面;所述引流面通过各自对应的所述导风口,与该导风口对应的所述第一导风通道连通。
可选地,上述的电机,沿所述第二内孔的径向,至少一个所述引流部件的外侧端伸入各自对应的所述第一导风通道内,且位于该所述第一导风通道的延伸方向上。
可选地,上述的电机,所述壳体还包括至少一个第二导叶机构,其包括
第二导叶体,具有第三内孔,及分布在所述第三内孔外周的至少一个第二导风通道;所述第二导风通道的进口与所述第一导风通道的出口连通;且所述第二导风通道的延伸方向与所述第一导风通道的延伸方向错开;
所述第二导叶体固定在所述第一导叶体上,且所述第三内孔套设在所述延伸部件外;至少由所述第一导风通道和所述第二导风通道围成所述第一风道。
可选地,上述的电机,所述第二导叶体包括第二外圈,位于所述第二外圈内的第二内圈,及设在所述第二外圈与第二内圈之间的至少两个第二叶片,相邻两个所述第二叶片之间形成所述第二导风通道;
所述第二内圈套设在所述延伸部件上,所述第二外圈安装在所述第一导叶体上。
可选地,上述的电机,所述第二导叶机构为至少两个,所有所述第二导叶机构沿第一导叶体的轴向依次分布,相邻两个所述第二导叶体连接,且相邻的两个所述第二导风通道的延伸方向错开。
可选地,上述的电机,所述壳体还包括
安装体,固定在位于末端的所述第二导叶机构的出口上;所述安装体具有空心内腔,所述空心内腔与所述第二导风通道、安装室均连通;
所述安装体上设有至少一个出风口;所述安装体上设有线路板。
可选地,上述的电机,沿所述第三内孔的轴向,所述安装体上远离所述第二导叶体的一端呈敞开口;
所述线路板安装在所述敞开口上,所述出风口设在所述安装体的侧壁上。
可选地,上述的电机,所述壳体还包括风罩,所述风罩设在所述第一导叶体上;所述风罩与所述第一导叶体、所述第一支架之间围成容纳腔;
所述叶轮设在所述容纳腔内,所述风罩的进口与外界连通,所述风罩的出口与所述第一导风通道的进口连通。
可选地,上述的电机,所述第一支架设有第二内孔;所述第二内孔内可转动地穿设有转轴;
所述转子和叶轮均套设并固定在所述转轴上;
所述定子设在所述延伸部件上,所述转子位于所述定子围成的内腔中。
可选地,上述的电机,所述转子包括
磁环;
保护套,套设在所述磁环的外周壁上;所述保护套沿其径向设有至少一个通口,所述保护套采用非导磁的金属材料制成。
可选地,上述的电机,所述通口为至少两个,其中两个所述通口沿所述保护套的轴向间隔分布在所述保护套上;
位于所述保护套的同一径向横截面上的所有所述通口均连通,以所述通口为界,将所述保护套沿其轴向分割为至少两段的保护段,相邻两段所述保护段之间相距第一间隙。
可选地,上述的电机,所述转子包括
磁环;
保护套,套设在所述磁环的外周壁上;所述保护套沿其径向设有至少一个通口,所述保护套采用非导磁的金属材料制成。
可选地,上述的电机,所述通口为至少两个,其中两个所述通口沿所述保护套的轴向间隔分布在所述保护套上;
位于所述保护套的同一径向横截面上的所有所述通口均连通,以所述通口为界,将所述保护套沿其轴向分割为至少两段的保护段,相邻两段所述保护段之间相距第一间隙。
本发明提供的技术方案,具有以下优点:
本发明提供的电机,包括:壳体,具有第一风道及位于第一风道内的安装室;叶轮,设在第一风道的进风口处;转子和定子,设在安装室内;第一风道上设有至少一个导风口,将第一风道与安装室连通,安装室与第一风道的出风口连通。通过设置导风口,将设有转子和定子的安装室与第一风道连通,以形成第二风道。
当叶轮转动时,将外界的风经进风口抽入到第一风道内,部分风经导风口进入安装室内,对转子和定子进行降温,之后经出风口排出;即安装室内形成第二风道,使转子和定子的温度不会过高,避免转子的永磁体的退磁现象发生;另一部分风穿过第一风道后经出风口排出,由于部分风进入第二风道内,则第一风道内的风量减少,对第一风道的冲击力降低,减少电机振动现象的发生,从整体上提升电机的性能。
【附图说明】
图1是本发明中电机整机示意图;
图2是本发明中电机整机剖视图;
图3是本发明中第一导叶体示意图之一;
图4是本发明中第一导叶体示意图之二
图5是本发明中第一导叶体仰视示意图;
图6是本发明中第二导叶体示意图;
图7是本发明中电机局部剖视图之一;
图8是本发明中电机局部剖视图之二;
图9是本发明中定子爆炸图;
图10是本发明中电机局部示意图;
图11是本发明中电机部分装配图;
图12是本发明中的转子示意图;
图13是本发明中的保护套和磁环示意图。
附图标记说明:100-壳体;110-安装室;120-第一风道;121-进风口;122-出风口;130-容纳腔;200-风罩;300-第一导叶体;301-第一导风通道;302-第一环形台阶;303-第一内圈;304-第一外圈;305-第二环形台阶;310-第一叶片;320-延伸部件;321-导风口;330-引流部件;331-引流面;340-加强筋;400-第二导叶体;401-第二导风通道;403-第二内圈;404-第二外圈;410-第二叶片;500-第一支架;501-第二内孔;510-轴承;520-环形安装座;600-安装体;610-线路板;620-敞开口;700-转子;710-磁环;720-保护套;730-通口;800-叶轮;900-定子;910-定子支架;911-上支架;912-下支架;920-线圈;930-通孔;940-铁芯;21-第一基板;22-第二基板;23-散热孔;30-第一电子器件组;40-凸起;50-保护板;51-让位孔;52-螺帽柱;53-螺钉。
【具体实施方式】
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请创造的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
实施例1
本发明提供一种电机,请参考图1至图13,包括壳体100、叶轮800、转子700和定子900。壳体100具有第一风道120及位于第一风道120内侧的安装室110,叶轮800设在第一风道120的进风口121处,用于产生气流,转子700和定子900设在安装室110内。
其中,第一风道120上设有至少一个导风口321,用于将第一风道120与安装室110连通,安装室110与第一风道120的出风口122连通。通过设置导风口321,将设有转子700和定子900的安装室110与第一风道120连通,在安装室110内形成第二风道。
当叶轮800转动时,将外界的风经进风口121抽入到第一风道120内,部分风经导风口进入安装室110内,对转子700和定子900进行降温,之后经出风口122排出;即安装室110内形成第二风道,使转子700和定子900的温度不会过高,避免转子700的永磁体的退磁现象发生;另一部分风穿过第一风道120后经出风口122排出,由于部分风进入第二风道内,则第一风道120内的风量减少,对第一风道120的冲击力降低,减少电机振动现象的发生,从整体上提升电机的性能。
需要说明的是,对于导风口321的数量,可以为一个、两个、三个、四个或者更多,具体设置数量不做限定。当导风口321为多个时,至少部分导风口321沿第一风道120的外周一圈间隔分布;或者,至少部分导风口321沿第一风道120的长度方向间隔分布。
可选地,参考图2和图3,上述的电机,壳体100还包括第一导叶机构和第一支架500。第一导叶机构包括第一导叶体300和延伸部件320。其中,第一导叶体300具有第一内孔及分布在第一内孔的外周的至少一个第一导风通道301。第一导风通道301的两端分别与进风口121和出风口122连通,起到引导气流的作用。需要说明的是,对于第一导风通道301的数量,可以为一个、两个、三个、四个或者更多,具体设置数量不做限定。
对于第一导叶体300而言,如图3所示,第一导叶体300包括第一外圈304,位于第一外圈304内的第一内圈303,及设在第一外圈304与第一内圈303之间的至少两个第一叶片310,相邻两个第一叶片310之间形成第一导风通道301。
第一叶片310可以为两个、三个、四个或者更多,以形成多个第一导风通道301,所有的第一导风通道301的进口端与进风口121连通,出口端与出风口122连通。
如图3所示,第一支架500固定在第一内孔上,第一支架500可以一体成型在第一内孔上,在加工时,只需开一次模具,便于第一支架500和第一导叶体300的加工。当然,第一支架500还可以可拆卸地固定在第一内孔上。叶轮800和转子700可转动地设在第一支架500上,并且分布在第一导叶体300的两侧。
例如,第一支架500具有第二内孔501,第二内孔501上可转动地设有转轴,叶轮800和转子700均固定套设在转轴上,确保转子700和叶轮800的同轴性,转子700分布在安装室110内,叶轮800分布在第一支架500的另外一侧。
优选地,转轴通过轴承510设在第二内孔501上,具体地,如图3所示,转轴一端供叶轮800安装,转轴的另一端供转子700安装,第二内孔501内设有由轴承510,以将转轴可转动地安装在第二内孔上。第二内孔501即为安装轴承的轴承室,轴承室内设有轴承510,轴承510的外圈固定在轴承室上,轴承510的内圈固定有转轴,叶轮800和转子700固定套设在转轴上。轴承510可以为一个或者多个,具体设置数量根据需求而定。
轴承510的外圈的的外周壁与第二内孔501的内壁之间通过过盈,或者胶粘接固定;或者过盈配合的同时胶粘固定连接。上述定子900设在上述延伸部件320上且围绕在转子700外,具体的,定子900可固定在延伸部件320的内壁上,转子700则位于定子900围成的内腔中。
优选地,如图9所示,定子900包括定子支架910、铁芯940和线圈920,线圈920缠绕在定子支架910上。定子支架910一般包括上支架911和下支架912,二者固定连接,定子支架910的侧壁上设有通孔930,铁芯940包括环形本体,及设在环形本体内且径向向内凸出的连接部,环形本体套设在定子支架910外,连接部穿设在通口930内,以与转子700上的磁环710正对。定子900除了上述结构外,还可以为其他形式的定子900,在此不再赘述。
对于定子900与延伸部件320的固定方式可以有多种,优先地,环形本体的外壁面上沿轴向延伸凸条,对应地延伸部件320的内侧壁上设有凹槽,通过凸条插接在凹槽内,以实现定子900与延伸部件320的固定。作为变形,凸条与凹槽的位置可以对调。当然,还可以采用其他固定方式,例如,延伸部件320与环形本体采用过盈配合,或者胶粘固定,或者过盈配合的同时胶粘固定,或者采用紧固件固定连接。在图9中,定子支架的底部设有插脚或插头,与线路板(下文提及)基板上的电路电性连接。
如图3至图5所示,延伸部件320固定在第一导叶体300的一侧表面上。延伸部件320的内腔围成安装室110,叶轮800和转子700安装在安装室110内。延伸部件320的外壁与第一导叶体300的外壁及第一导风通道301之间围成第一风道120,供气流通过。对应地,上述的导风口321设在延伸部件320上,以导通延伸部件320两侧的第一导风通道301和第二风道。
优选地,延伸部件320的一端固定在第一导叶体300的第一内圈303上,另一端作为悬空端,朝向远离第一支架500方向延伸,以悬空在壳体100内,在此实施方式中,第一导叶体300的第一外圈304朝向远离第一支架500方向延伸,第一外圈304的外壁与延伸部件320的外壁面、第一导风通道301之间围成第一风道120。
例如,图4中延伸部件320呈圆环形板,圆环形板上设有三个导风口321,三个导风口321沿圆环形板的周向间隔分布。当然,导风口321可以为更多个,或者一个、两个。对于延伸部件320的形状不做具体限定,还可以为其他形状,例如方形板块或者椭圆形板块。
对于导风口321而言,如图4所示,导风口321具有根部,导风口321的根部靠近第一支架500分布,且导风口321至少延伸至与导风口321对应的第一导风通道301的出口处。即,导风口321与根部相对的尾部则远离第一支架500分布。从而使经第一导风通道301导出的空气气流确保可直接通过导风口321,对气流高效引导。
可选地,导风口321的根部靠近所述第一支架500分布,导风口321的尾部朝向远离所述第一支架500方向延伸,定子900和转子700位于导风口321的根部和尾部之间,从而确保经导风口321进入第二风道内的风能够定子900和转子700整个轴向的不同位置进行散热,改善散热效果。
在另一个实施方式中,上述的电机,导风口321上与根部相对的尾部至少部分与安装室110内的转子700和定子900正对,使导风口321引导出的气流直吹转子700和定子900,以保证对转子700和定子900的冷却效果。
作为进一步优选的实施方式,第一导叶机构还包括凸出设在第一支架500的一侧表面上,且位于安装室110内的至少一个引流部件330,每个引流部件330对应设在一个导风口321处,引流部件330具有由各自对应的导风口321朝向第二内孔501方向延伸的引流面331,引流面331通过各自对应的导风口321,与该导风口321对应的第一导风通道301连通,从而对第一导风通道301经导风口321排出的风,快速引流到第二内孔501处的转轴上安装的转子700处,及设在延伸部件320上的定子900上,加快对转子700和定子900的散热作用。
对于引流部件330的数量,可以为一个、两个、三个、四个或者更多,具体设置数量不做限定。单个引流部件330可引导气流的作用,优选地,多个引流部件330均匀、等间隔分布,使气流分散,相应的冷却效果稳定、有效,不会产生局部过热。
进一步优选地,沿第二内孔501的径向,至少一个引流部件330的外侧端伸入各自对应的第一导风通道301内,且位于该第一导风通道301的延伸方向上,风从第一导流通道301内流到引流面331上时,无需改变风的流向,加速风沿引流面331进入安装室110内,对转子700和定子900的散热效果。
如图4所示,可选地,第二内孔501上凸出设有环形安装座520。其中,沿第二内孔501的径向,至少一个引流部件330的外侧端伸入各自对应的第一导风通道301内,引流部件330的内侧端则固定在环形安装座520的外壁上。此外,为加强结构强度,优选地,环形安装座520上可设有至少一个加强筋340,若设置多个加强筋340,相邻两个加强筋340沿环形安装座520的周向间隔分布,加强筋340一端与环形安装座520的外壁固定,另一端固定在第一导叶体300的第一内圈303的内壁上,以增强环形安装座520的结构强度。优选地,引流部件330在环形安装座520的外壁上排列设置为弧形向心分布,使进入气流形成集中度高的旋风,提高冷却效果。
可选地,请参考图6,上述的电机,壳体100还包括至少一个第二导叶机构,其包括第二导叶体400。第二导叶体400具有第三内孔402,及分布在第三内孔402外周的至少一个第二导风通道401。其中,第二导风通道401的进口与第一导风通道301的出口连通,形成连续的气流通道,第二导风通道401的出口与出风口122连通。第二导风通道401的延伸方向与第一导风通道301的延伸方向错开,气流在两个导风通道的流向不同,增大气流在导风通道内流动时所受的阻力,降低气流的流速,对气流起到一定的缓冲作用,以进一步地减轻噪音。
第二导叶体400固定在第一导叶体300上,且第三内孔402套设在延伸部件320的外壁上。至少由第一导风通道301和第二导风通道401围成上述第一风道120。
对于第二导叶体400而言,如图6所示,第二导叶体400包括第二外圈404,位于第二外圈404内的第二内圈403,及设在第二外圈404与第二内圈403之间的至少两个第二叶片410。相邻两个第二叶片410之间形成第二导风通道401,起到对气流的引导作用。
需要说明的是,对于第二叶片410的数量,可以为两个、三个、四个或者更多,具体设置数量不做限定。其中,第二内圈403的内孔(即第三内孔402)套设在延伸部件320上,第二外圈404与第一导叶体300的第一外圈304固定连接。
当第二导叶体400具有多个时,所有第二导叶体400沿第一导叶体300的轴向依次分布,第一导叶体300与安装体600之间通过第二导叶体400连接,气流经第一导叶体300后,经一个或多个第二导叶体400后流经安装体600,进一步地延长气流在导风通道内的停留时间,降低流速,降噪的效果更好。
可选地,上述的电机,第二导叶机构为至少两个,所有第二导叶机构沿第一导叶体300的轴向依次分布,其中,相邻两个第二导叶体400连接,且相邻的两个第二导风通道401的延伸方向错开。通过设置多个第二导叶机构,且风在相邻两个第二导风通道401的流向不同,增大气流在第二导风通道401内流动时所受的阻力,降低气流的流速,对气流起到进一步的缓冲作用,以进一步地减轻噪音。需要说明的是,对于第二导叶机构的数量,可以为一个、两个、三个、四个或者更多,具体设置数量不做限定。当设置第二导叶体400时,对应地,第一风道120包括上述的第一导风通道301和第二导风通道401。
对于多个第二导叶体400而言,位于起始端的第二导叶体400与第一导叶体300的一端通过套设固定连接,位于末端的第二导叶体400与安装体600的一端通过套设固定连接,相邻两个第二导叶体400中,前一个第二导叶体400与后一个第二导叶体400通过套设固定连接,最佳地,套设处可通过过盈,或者胶粘固定,或者过盈配合和胶粘同时设置的方式。对于相邻两个第二导叶体400的套设方式;第二导叶体400与第一导叶体300之间的套设固定方式、第二导叶体400与安装体600之间的套设固定方式,均参见上述的套设固定方式的表述,在此不赘述。
可选地,上述的壳体100中,第一导叶体300的外周壁和第二导叶体400的外周壁位于同一圆周面上。则第二导叶体400与第一导叶体300具有相同直径的外周壁,使电机的壳体的结构紧凑,所占用的空间小。例如,当电机壳体100呈圆筒状,第二导叶体400与第一导叶体300的外周壁组成圆筒状壳体100的一部分。作为变形,第一导叶体300的外周壁和第二导叶体400的外周壁还可以不位于同一圆周面上。
对于第一导叶体与第二导叶体的固定方式而言,除了上述的套接方式外,还可以为其他配合连接方式,例如螺纹配合。
在另一个实施例中,上述的电机,如图7所示,壳体100还包括风罩200,风罩200设在第一导叶体300上。其中,风罩200与第一导叶体300、第一支架500之间围成容纳腔130,叶轮800设在容纳腔130内。风罩200的进口作为进风口121,与外界连通,风罩200的出口与第一导风通道301的进口连通。转子700驱动叶轮800转动以在容纳腔130内形成负压,而使风罩200所连通的第一导风通道301产生气流。设置风罩200时,第一风道120包括上述的容纳腔130、第一导风通道301及第二导风通道401。
其中,风罩200和位于起始端的第二导叶体400分别与第一外圈304的两端通过套设固定连接,使风罩200、第二导叶体400与第一导叶体300实现无螺钉固定的同时,保证气流在壳体100内部流转。
进一步可选地,上述的电机,壳体100还包括安装体600,安装体600固定在位于末端的第二导叶机构的出口上。安装体600具有空心内腔,空心内腔与第二导风通道401、安装室110均连通,安装体600上还设有线路板610和至少一个出风口122,线路板610上设有若干易过热的电子器件。对应地,第一风道120包括第一导风通道301、第二导风通道401、空心内腔。外界风经进风口121进入第一导风通道301内,经第二导风通道401至空心内腔,对安装体600上的线路板610进行冷却,最后由出风口122排出。
可选地,上述的电机,沿第三内孔402的轴向,安装体600上远离第二导叶体400的一端呈敞开口620,线路板610安装在敞开口620上,出风口122设在安装体600的侧壁上。气流可经敞开口620到达线路板610上,实现气流对线路板610的冷却。优选地,线路板610设在壳体100的一端的端面上,气流流经壳体100端面即线路板610位置后由出风口122排出。
可选地,上述的风罩200和安装体600分别与第一导叶体300的两端通过套设而固定连接。
例如,第一导叶体300的两端分别套设在风罩200和安装体600的外侧;或者,第一导叶体300的两端分别插接在风罩200和安装体600的内腔中。或者,第一导叶体300的一端套设在风罩200外,另一端插接在安装体600的内腔中;或者,第一导叶体300的一端插接在风罩200内,另一端套设在安装体600外。
由于风罩200、第一导叶体300直接作为电机的壳体100,并且第一导叶体300的两端分别与风罩200和安装体600之间通过套设固定连接,避免了采用螺钉固定的方式使导叶机构、风罩200产生振动引起噪音。采用套接的固定方式,也简化风罩200、第一导叶体300和安装体600之间的装配工序。
可选地,上述的电机壳体100中,风罩200和安装体600分别与第一导叶体300的两端套设连接的套设处通过过盈,或者胶粘接固定;或者过盈配合的同时胶粘固定连接。即:风罩200与第一导叶体300之间、安装体600与第一导叶体300之间的套设处具有因套设而彼此重叠部分,该重叠部分通过过盈连接或是采用胶粘接固定,或者,同时采用过盈和胶粘接固定,以强化固定效果。
优选地,在保证固定强度的前提下,优先采用过盈配合的方式固定风罩200和/或安装体600与第一导叶体300,以减少工序和成本;当固定强度不够时,可进一步采用胶粘接固定。胶粘可通过在重叠的缝隙内注入胶水;或在装配时,先在风罩200和安装体600分布与第一导叶体300的预重叠部分的表面涂覆胶层,再将第一导叶体300的两端套设在风罩200和安装体600上。
可选地,如图2所示,以图中的方位表述,上述的电机壳体100中,第一导叶体300具有沿电机轴向方向分布的上端和下端,风罩200和安装体600分别套设在第一导叶体300的上端和下端外。第一导叶体300作为壳体100的支撑部分,以供风罩200和安装体600安装,增强电机壳体100的整体强度。
可选地,如图3所示,上述的电机壳体100中,第一导叶体300的两端的外周壁上分别设有第一环形台阶302和第二环形台阶305,风罩200和安装体600分别套在第一环形台阶302和第二环形台阶305上,以使第一导叶体300更好的支撑风罩200和安装体600。
最佳地,以图2和图3为例,风罩200的下端面抵接在第一环形台阶302的台阶面上,该台阶面对风罩200在第一导叶体300上的套设位置起到限位作用;安装体600的顶部端面抵接在第二环形台阶305的台阶面上,该台阶面对安装体600在第一导叶体300上的套设位置起到限位作用,便于将风罩200和安装体600装配在第一导叶体300上。
可选地,请参考图1和10,电机包括壳体100和线路板610。壳体100具有至少一个进风口121、至少一个出风口121,以及分别与进风口121和出风口121连通的风道,外界的风经进风口121进入风道,在风道内流动后经出风口121排出。线路板610包括第一基板21和第二基板22,在位置设置上,第二基板22较第一基板21更靠近出风口121,气流更多地经过第二基板22后由出风口121排出,对线路板610,尤其是第二基板22进行冷却。
其中,第一基板21上设有第一电子器件组30以形成第一电路,第二基板22上设有第二电子器件组以形成第二电路,进而将电机的若干电子器件分为两组并分别设置在不同的基板上。第一电路与第二电路电性连接,可通过设置电子器件的组合,或调整电路元件等,使第一电路的电流小于第二电路的电流。
当第二电路流经有较大电流时,第二电路相应电子器件也会产生较高发热量,由于第二基板22设置在更靠近出风口121位置,使经过第二基板22位置的气流较大,强化对第二电子器件组的冷却,使得高速运行的电机具有良好的散热性能。优选地,第二电子器件组正对出风口121设置,以提高第二电子器件组的过风量,进一步增强电机的冷却效果。
需要说明的是,对于进风口121和出风口121的数量,可以为一个、两个、三个、四个或者更多,具体设置数量不做限定。其中,当出风口121为多个时,至少部分出风口121彼此间隔分布。
可选地,请参考图1和10,上述的电机,第一基板21和第二基板22并排间隔分布,为基板上设置的电子器件留有容纳空间,并便于气流通过和带走热量。同时,间隔分布的第一基板21和第二基板22,使得其上设置的对应电子器件相互分隔,从而减少因集聚而导致的热量集中,导致电机过热。优选地,第一基板21和第二基板22间彼此平行设置,形成层次分明的双层线路板610,并对若干器件具有较均匀的冷却效果,防止局部过热。
可选地,请参考图1和10,上述的电机,出风口121具体的是设在壳体100的侧壁上,线路板610则设在壳体100的一端的端面上,气流流经壳体100端面,即线路板610位置后,由出风口121经壳体100的侧面排出。上述第二基板22与出风口121相邻,使流向出风口121的气流更多的经过第二基板22,强化对第二电子器件组的冷却,提升电机散热。
可选地,请参考图1和10,上述的电机,出风口121面向第二基板22的一端呈豁口,豁口提高气流经出风口121的流量,第二基板22设在出风口121的豁口处,出风口121气流直接与第二基板22接触,也与外界连通,使得经第二基板22的过风量更大,冷却效率更高。
可选地,请参考图1,上述的电机,壳体100的一端的端面呈敞开口620,线路板610设在敞开口620处,气流在风道内流动后可经敞开口620到达线路板610,实现气流对线路板610的整体冷却。
可选地,请参考图1和11,上述的电机,出风口121为至少两个,相邻的两个出风口121之间形成凸起40。凸起40形成于上述壳体100的侧壁上,上述线路板610的第一基板21通过紧固件可拆卸地设安装在凸起40上。当需要检修线路板610或电机时,可由凸起40将线路板610拆下,紧固件可以是螺栓或卡扣或螺栓组件等。
优选地,当出风口121为三个时,上述凸起40为三个,且均匀环布在壳体100四周,线路板610通过紧固件可拆卸地设安装在三个凸起40上。
可选地,上述的电机,第一电路与第二电路通过设在第一基板21与第二基板22之间的连接器电性连接,连接器可包括电子信号与电源上的连接元件及其附属配件。其中,通过连接器将第一基板21和第二基板22间隔开,使第一基板21和第二基板22之间具有支撑,并避免损伤电子器件组。需要说明的是,连接器为现有的技术,具体原理不再赘述。
进一步地,请参考图11,上述的电机,第二基板22设在第一基板21上。电机还可以设置保护板50,第一基板21设在保护板50上,第一基板21位于第二基板22和保护板50之间,保护板50与第一基板21、凸起40通过螺钉53或螺栓组件固定在一起,第二基板22上设有供紧固件穿过的让位孔51。
例如,凸起40上设有向下凸起的螺帽柱52,螺钉53穿设在保护板50和第一基板21上,其螺纹部分伸入螺帽柱52内,螺纹配合固定,螺帽柱52伸入让位孔内51。
可选地,上述的电机,第一电子器件组30包括用于控制电机运行的微控制单元、为电机供能的电源器件、以及至少一个电阻、二极管和电容器件以形成第一电路,优选地,电容采用电解电容。第二电路则为采用mos管(场效应管)形成的三相拓扑电路,具有较大的电流通过,其中第一电路与第二电路电性连接。需要说明的是,上述第一电路与第二电路均为现有的电路布置,具体原理不再赘述。
可选地,请参考图10,上述的电机,第一基板21和第二基板22上各开设有至少一个散热孔23,或是在第一基板21或第二基板22之一上开设有至少一个散热孔23。热量和气流可由散热孔23在基板两侧交换,提高线路板610的散热能力。散热孔23应避开第一电子器件组30和第二电子器件组分布,即散热孔23分布在第一基板21、第二基板22上未设置有第一电子器件组30、第二电子器件组的部分位置,避免散热孔23失效。本实施方式中,对于散热孔23的数量,可以为一个、两个、三个、四个或者更多,具体设置数量不做限定。
可选地,上述的电机,如图7、图12、图13所示,转子包括磁环710和保护套720。保护套720套设在磁环710的外周壁上以对磁环710起保护作用。磁环710为环形永磁体,其套设并固定在转轴外壁上。保护套720采用非导磁的金属材料制成,如奥氏体不锈钢、无磁钢等。保护套720沿其径向设有至少一个通口730,空气进入通口730内,使保护套720的电阻率增大,保护套720的涡流损耗,降低保护套720的温度,进而使保护套720传递给磁环710的热量减少,也降低了磁环710的温度,降低了磁环710运行时的矫顽力,使磁环710不易退磁,避免了电机烧坏的现象发生,确保电机运行可靠性及寿命。即减少因保护套720覆盖整个磁环710外周,而导致的涡流损耗大和温升高。
对于上述的通口730的数量而言,通口730可以为一个、两个、三个、四个或者更多个。通口730设置的数量越多,保护套720的电阻率越大,降温效果越好。同时,空气进入通口730内,也能带走保护套720上的一定热量,也有降温的效果。
可选地,上述的电机,通口730为至少两个,其中两个通口730沿保护套720的轴向间隔分布在保护套720上。例如,通口730为两个,或者通口730为三个,则三个通口730依次沿保护套720的轴向间隔分布。作为优选,多个通口730沿保护套720的轴向等间隔分布,使保护套720的轴向温度分布更为均匀,防止保护套720的局部过热,引起磁环710的局部温度过高。
作为变形,当通口730为多个时,部分通口730沿保护套720的轴向间隔分布,部分通口730沿保护套720的周向间隔分布。
可选地,在其中一个实施方式中,位于保护套720的同一径向横截面上的所有通口730均连通,在保护套720上形成沿该径向横截面的隔断,以通口730(隔断)为界,将保护套720沿其轴向分割为至少两段的保护段,相邻两段保护段之间相距第一间隙。间隙利于使空气进入,并使空气分布更为均匀,使保护套720的电阻率均匀增加,减少各处的涡流损耗,整体温度均匀降低。
可选地,在其中一个实施方式中,上述通口730为至少三个,其中三个通口730沿保护套720的轴向间隔分布在保护套720上,任意相邻两段保护段之间的间隙相等。间隙相等的保护段使保护套720固定和保护磁环710的效果更稳定,并对转子700热稳态温度降低的调控性较好。更佳优选地,每段保护段的长度相同,便于保护段的加工和在磁环710上的安装,也使电机的运行的性能稳定性更高。
作为优选地,保护套720具有四段保护段。当然,根据需求还可采用两段、三段、五段、六段、七段、八段,或者更多段。经测试,在相同规格的转子结构中,当保护套720为一个整体时,转子700整体的涡流损耗为7.29W,当保护套720通过设通口730,形成两段的保护段,转子700的整体涡流损耗为2.8W;当保护套720通过设通口730,形成四段的保护段,转子700的整体涡流损耗为0.9W。在此基础上,若将保护段之间的间隙增加1mm,对于保护套720为两段保护段时,对应的涡流损耗降低为2.44W;对于保护套720为四段保护段时,对应的涡流损耗降低为0.63W,相应地,转子700的热稳态温度降低20K。
作为优选地,上述间隙的长度小于或等于任一段保护段的长度的1/2,以保证保护套720对磁环710产生的预紧力,防止磁环710在高温下,受离心力的作用,而径向膨胀爆裂;同时,能够增大保护段的电阻率。
可选地,在另一个实施方式中,通口730为至少两个,其中两个通口730沿保护套720的周向间隔分布,使周向温度分布更为均匀,防止磁环710局部过热。作为优选,通口730为至少三个,其中两个通口730沿保护套720的轴向间隔分布,以进一步提高降温效果。例如,通口730为三个,其中两个通口730沿保护套720的轴向分布,另一个通口730与前两个通口730中的一个沿保护套720的周向分布。或者,三个通口730都沿保护套720的轴向分布。
最佳地,在其中一个实施方式中,沿保护套720的轴向方向,上述通口730的长度为0.5mm-1mm,以确保保护套720对转子700的转轴施加预紧力的前提下,通口730沿保护套720轴向具有足够的长度,以实现保护段的分隔和进一步的控温效果。例如,通口730的长度为0.5mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm。当然通口730的长度也可以超出上述范围外。例如,通口730的长度为0.1mm、0.3mm、0.4mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、2mm等。
为了防止保护套720松脱,并提高对磁环710的固定和保护,在其中一个实施方式中,保护套720过盈套设在磁环710上,保护套720与磁环710过盈配合。作为变形,保护套720与磁环710在过盈配合的基础上,还可以采用胶粘接固定。或者保护套720与磁环710之间采用胶水固定。或者,还可以采用其他的固定方式,例如,螺纹固定方式,或者沿径向采用紧固件固定。紧固件可以为螺钉53或螺栓。
在其中一个实施方式中,磁环710为粘结永磁环。粘结永磁环是指将一定永磁性能的磁粉与一定比例的粘结剂混合,按一定的成型工艺制成的一种磁环710,兼有永磁和粘结剂材料特性。本实施方式的粘结永磁铁作为转子磁极应用于高速小型直流无刷电机中。当然,磁环710还可以为烧结永磁体,或者其他类型的永磁体。
以上述依据本申请的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项申请的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (14)

1.一种电机,其特征在于,包括:
壳体(100),具有第一风道(120)及位于所述第一风道(120)内侧的安装室(110);
叶轮(800),设在所述第一风道(120)的进风口(121)处;
转子(700)和定子(900),设在所述安装室(110)内;
所述第一风道(120)上设有至少一个导风口(321),将所述第一风道(120)与所述安装室(110)连通,所述安装室(110)与所述第一风道(120)的出风口(122)连通;
其中,所述壳体(100)包括第一导叶机构和第一支架(500);
所述第一导叶机构包括:
第一导叶体(300),具有第一内孔及分布在所述第一内孔的外周的至少一个第一导风通道(301);
延伸部件(320),固定在所述第一导叶体(300)的一侧表面上;所述延伸部件(320)的内腔围成所述安装室(110);所述延伸部件(320)的外壁与所述第一导叶体(300)的外壁及第一导风通道(301)之间围成所述第一风道(120);所述导风口(321)设在所述延伸部件(320)上;
所述第一支架(500)固定在所述第一内孔上;所述叶轮(800)和转子(700)可转动地设在所述第一支架(500)上,且分布在所述第一导叶体(300)的两侧。
2.根据权利要求1所述的电机,其特征在于,所述导风口(321)的根部靠近所述第一支架(500)分布,所述导风口(321)的尾部朝向远离所述第一支架(500)方向延伸,所述定子(900)和转子(700)位于所述导风口(321)的所述根部和尾部之间。
3.根据权利要求1所述的电机,其特征在于,所述导风口(321)的根部靠近所述第一支架(500)分布,且至少延伸至与所述导风口(321)对应的所述第一导风通道(301)的出口处。
4.根据权利要求1所述的电机,其特征在于,所述第一支架(500)具有第二内孔(501),所述转子(700)和所述叶轮(800)通过所述第二内孔(501)可转动地设在所述第一支架(500)上;
所述第一导叶机构还包括凸出设在所述第一支架(500)的一侧表面上且位于所述安装室(110)内的至少一个引流部件(330);每个所述引流部件(330)对应设在一个所述导风口(321)处;
所述引流部件(330)具有由各自对应的所述导风口(321)朝向所述第二内孔(501)方向延伸的引流面(331);所述引流面(331)通过各自对应的所述导风口(321),与该导风口(321)对应的所述第一导风通道(301)连通。
5.根据权利要求4所述的电机,其特征在于,沿所述第二内孔(501)的径向,至少一个所述引流部件(330)的外侧端伸入各自对应的所述第一导风通道(301)内,且位于该所述第一导风通道(301)的延伸方向上。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的电机,其特征在于,所述壳体(100)还包括至少一个第二导叶机构,其包括
第二导叶体(400),具有第三内孔(402),及分布在所述第三内孔(402)外周的至少一个第二导风通道(401);所述第二导风通道(401)的进口与所述第一导风通道(301)的出口连通;且所述第二导风通道(401)的延伸方向与所述第一导风通道(301)的延伸方向错开;
所述第二导叶体(400)固定在所述第一导叶体(300)上,且所述第三内孔(402)套设在所述延伸部件(320)外;至少由所述第一导风通道(301)和所述第二导风通道(401)围成所述第一风道(120)。
7.根据权利要求6所述的电机,其特征在于,所述第二导叶体(400)包括第二外圈(404),位于所述第二外圈(404)内的第二内圈(403),及设在所述第二外圈(404)与第二内圈(403)之间的至少两个第二叶片(410),相邻两个所述第二叶片(410)之间形成所述第二导风通道(401);
所述第二内圈(403)套设在所述延伸部件(320)上,所述第二外圈(404)安装在所述第一导叶体(300)上。
8.根据权利要求6所述的电机,其特征在于,所述第二导叶机构为至少两个,所有所述第二导叶机构沿第一导叶体(300)的轴向依次分布,相邻两个所述第二导叶体(400)连接,且相邻的两个所述第二导风通道(401)的延伸方向错开。
9.根据权利要求6所述的电机,其特征在于,所述壳体(100)还包括安装体(600),固定在位于末端的所述第二导叶机构的出口上;所述安装体(600)具有空心内腔,所述空心内腔与所述第二导风通道(401)、安装室(110)均连通;
所述安装体(600)上设有至少一个出风口(122);所述安装体(600)上设有线路板(610)。
10.根据权利要求9所述的电机,其特征在于,沿所述第三内孔(402)的轴向,所述安装体(600)上远离所述第二导叶体(400)的一端呈敞开口(620);
所述线路板(610)安装在所述敞开口(620)上,所述出风口(122)设在所述安装体(600)的侧壁上。
11.根据权利要求1-5中任一项所述的电机,其特征在于,所述壳体(100)还包括风罩(200),所述风罩(200)设在所述第一导叶体(300)上;所述风罩(200)与所述第一导叶体(300)、所述第一支架(500)之间围成容纳腔(130);
所述叶轮(800)设在所述容纳腔(130)内,所述风罩(200)的进口与外界连通,所述风罩(200)的出口与所述第一导风通道(301)的进口连通。
12.根据权利要求1-5中任一项所述的电机,其特征在于,所述第一支架(500)设有第二内孔(501);所述第二内孔(501)内可转动地穿设有转轴;
所述转子(700)和叶轮(800)均套设并固定在所述转轴上;
所述定子(900)设在所述延伸部件(320)上,所述转子(700)位于所述定子(900)围成的内腔中。
13.根据权利要求1-5中任一项所述的电机,其特征在于,所述转子(700)包括
磁环(710);
保护套(720),套设在所述磁环(710)的外周壁上;所述保护套(720)沿其径向设有至少一个通口(730),所述保护套(720)采用非导磁的金属材料制成。
14.根据权利要求13所述的电机,其特征在于,所述通口(730)为至少两个,其中两个所述通口(730)沿所述保护套(720)的轴向间隔分布在所述保护套(720)上;
位于所述保护套(720)的同一径向横截面上的所有所述通口(730)均连通,以所述通口(730)为界,将所述保护套(720)沿其轴向分割为至少两段的保护段,相邻两段所述保护段之间相距第一间隙。
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