CN115940513A - 一种永磁直驱电机的转子和轴承室冷却结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及永磁直驱电机技术领域，具体为一种永磁直驱电机的转子和轴承室冷却结构，其为了解决如何在实现永磁直驱电机气隙封闭的同时，提高转子和轴承室冷却效果的问题，故提供了一种新的永磁直驱电机的转子和轴承室冷却结构，包括转子、定子、左端盖、右端盖、左轴承室、右轴承室，转子包括转轴、转子铁心、永磁体，转轴为空心轴且转轴上设有左进风口和右进风口，左端盖、右端盖上分别设有左出风口、右出风口，左转子压圈上固定有左风扇，左端盖的左出风口的外圈向内侧延伸后与左风扇的外圈形成迷宫密封结构，右转子压圈上设有右风扇，右端盖的右出风口的外圈向内侧延伸后与右风扇的外圈形成迷宫密封结构，结构简单且解决了技术问题。

Description

一种永磁直驱电机的转子和轴承室冷却结构

技术领域

本发明涉及永磁直驱电机技术领域，具体为一种永磁直驱电机的转子和轴承室冷却结构。

背景技术

永磁电机具有体积小、重量轻、功率密度高等特点，为保证永磁电机正常运行，通常将电机设计为全封闭结构，以避免电机气隙中吸附磁性粉尘。永磁电机风冷结构，通常为气隙和转子全封闭设计。如公开号为CN110768414A 的一种永磁电机的冷却结构，提出一种在定子轭部、定子外部和转子轭部设置的风路结构，形成定子外通风冷却、转子内循环通风冷却的结构，但由于转子和轴承室无法直接与外界进行对流换热，导致转子和轴承室冷却效果不理想。

发明内容

本发明为了解决如何在实现永磁直驱电机气隙封闭的同时，提高转子和轴承室冷却效果的问题，故提供了一种新的永磁直驱电机的转子和轴承室冷却结构。

本发明是采用如下技术方案实现的：一种永磁直驱电机的轴承冷却结构，包括转子、定子、左端盖、右端盖、左轴承室和右轴承室，转子包括转轴、转子铁心、永磁体，转子铁心两端分别设有左永磁体挡板和右永磁体挡板，转子轭部的两端分别设有左转子压圈和右转子压圈，转轴为空心轴且转轴的位于左轴承室与左转子压圈之间的部分、位于右轴承室与右转子压圈之间的部分分别设有左进风口和右进风口，左端盖、右端盖上分别设有左出风口、右出风口，左转子压圈上固定有左风扇，左端盖的左出风口的外圈向内侧延伸后与左风扇的外圈形成迷宫密封结构，左进风口、左端盖的内圈、左出风口、左风扇形成左轴承室冷却风路，右转子压圈上设有右风扇，右端盖的右出风口的外圈向内侧延伸后与右风扇的外圈形成迷宫密封结构，右进风口、右端盖的内圈、右风扇、右出风口形成右轴承室冷却风路。

使用时，转轴为架悬式安装方式，转轴直接与轮对相连，冷却时，一路冷却风路为：冷却风（由于本申请中的转轴是空心轴，所以本申请中的冷却风均是从转轴的两端进入的）从转轴的右进风口进入后，通过右风扇后，从右端盖的右出风口排出，从而带走右轴承室产生的热量，实现右轴承室的冷却；另一路冷却风路为：冷却风从转轴的左进风口进入后，通过左风扇后，从左端盖的左出风口排出，从而带走左轴承室产生的热量，实现左轴承室的冷却。

一种永磁直驱电机的转子冷却结构，包括转子、定子、左端盖、右端盖、左轴承室和右轴承室，转子包括转轴、转子铁心、永磁体，转子铁心两端分别设有左永磁体挡板和右永磁体挡板，转子轭部的两端分别设有左转子压圈和右转子压圈，转轴为空心轴且转轴的中部设有左转轴进风口和右转轴进风口，左端盖、右端盖上分别设有左出风口、右出风口，转子轭部的左半部分和右半部分分别设有左轴向通风孔和右轴向通风孔，左转子压圈上设有与左轴向通风孔相通的左压圈通风孔，右转子压圈上设有与右转子通风孔相通的右压圈通风孔，左转轴进风口通过设于转子上的左径向连接孔与左轴向通风孔连通，右转轴通风口通过设于转子上的右径向连接孔与右轴向通风孔连通，左转子压圈的外侧端面上固定有左风扇，左端盖的左出风口的外圈向内侧延伸后与左风扇的外圈形成迷宫密封结构，右转子压圈的外侧端面上设有右风扇，右端盖的右出风口的外圈向内侧延伸后与右风扇的外圈形成迷宫密封结构，左转轴进风口、左径向连接孔、左轴向通风孔、左压圈通风孔、左风扇、左出风口形成转子的左半部分的冷却风路，右转轴进风口、右径向连接孔、右轴向通风孔、右压圈通风孔、右风扇、右出风口形成转子的右半部分的冷却风路，从而实现转子的冷却。

一种永磁直驱电机的转子和轴承冷却结构，包括转子、定子、左端盖、右端盖、左轴承室和右轴承室，转子包括转轴、转子铁心、永磁体，转子铁心两端分别设有左永磁体挡板和右永磁体挡板，转子轭部的两端分别设有左转子压圈和右转子压圈，转轴为空心轴，左端盖、右端盖上分别设有左出风口、右出风口，左转子压圈与左轴承室之间设有左风扇，左风扇包括套固于转轴的左风扇支架以及位于左风扇支架外侧的左轴承扇叶，左端盖的左出风口的外圈向内侧延伸后与左风扇支架的外侧端的外圈形成迷宫密封结构，转轴的位于左轴承室与左风扇风扇支架的外侧端之间的部位设有左进风口，左进风口、左风扇支架的外侧、左出风口形成左轴承的冷却风路，左风扇支架的内侧端的外圈与左永磁体挡板静密封连接，转子铁心上设有转子轴向通风孔，左永磁体挡板上设有与转子轴向通风孔相通的左挡板通风孔，转轴的位于左风扇支架的内侧端与左转子压圈之间的部分设有转子出风口，右永磁体挡板上设有与转子轴向通风孔相通的右挡板通风孔，右转子压圈与右轴承室之间设有右风扇，右风扇包括固定于转轴的右风扇支架以及位于分别右风扇支架内外侧的转子扇叶和右轴承扇叶，右风扇支架的内侧端的外圈与右永磁体挡板静密封连接，转轴的位于右转子压圈与右风扇支架的内侧端之间的部位设有转子进风口，转子进风口、右挡板通风孔、转子轴向通风孔、左挡板通风孔、转子出风口形成转子的冷却风路，转轴的位于右轴承室与右风扇支架的外侧端之间的部分设有右进风口，右端盖的右出风口的外圈向内侧延伸后与右风扇支架的外侧端的外圈形成迷宫密封结构，右进风口、右风扇、右出风口形成右轴承的冷却风路（为描述方便，本申请中所述的内侧、外侧指的是轴向上的内外，内圈、外圈指的是径向上的内外）。

本发明所产生的有益效果如下：本发明通过采用转轴为空心轴的设计以及打破常规在空心轴上设置进风口来实现永磁电机轴承、转子与外界直接进行热量交换的目的，既满足了永磁直驱电机气隙封闭的条件，避免了定转子间的气隙吸附粉尘的安全隐患，同时又有效提高了转子和轴承室的散热能力。本发明的结构简单且易于实现，转子和轴承的效果显著。

附图说明

图1为实施例一的结构示意图；

图2为实施例二的结构示意图；

图3为实施例三的结构示意图；

图4为组合风扇处的放大结构示意图。

图中：1—定子，2—转子，3—左端盖，4—右端盖，5—左轴承室，6—右轴承室，7—左永磁体挡板，8—右永磁体挡板，9—左转子压圈，10—右转子压圈，11—转轴，12—左进风口，13—右进风口，14—左出风口，15—右出风口，16—左风扇，17—右风扇，18—左轴向通风孔，19—右轴向通风孔，20—左压圈通风孔，21—右压圈通风孔，22—左转轴进风口，23—右转轴进风口，24—左径向连接孔，25—右径向连接孔，26—左轴承扇叶，27—右轴承扇叶，28—转子扇叶，29—转子进风口，30—左挡板通风孔，31—右挡板通风孔，32—转子轴向通风孔，33—转子出风口。

具体实施方式

实施例一：如图1所示，一种永磁直驱电机的轴承冷却结构，包括转子2、定子1、左端盖3、右端盖4、左轴承室5和右轴承室6，转子2包括转轴11、转子2铁心、永磁体，转子2铁心两端分别设有左永磁体挡板7和右永磁体挡板8，转子2轭部的两端分别设有左转子压圈9和右转子压圈10，转轴11为空心轴且转轴11的位于左轴承室5与左转子压圈9之间的部分、位于右轴承室6与右转子压圈10之间的部分分别设有左进风口12和右进风口13，左端盖3、右端盖4上分别设有左出风口14、右出风口15，左转子压圈9上固定有左风扇16，左端盖3的左出风口14的外圈向内侧延伸后与左风扇16的外圈形成迷宫密封结构，左进风口12、左端盖3的内圈、左出风口14、左风扇16形成左轴承室冷却风路，右转子压圈10上设有右风扇17，右端盖4的右出风口15的外圈向内侧延伸后与右风扇17的外圈形成迷宫密封结构，右进风口13、右端盖4的内圈、右风扇17、右出风口15形成右轴承室冷却风路。

冷却时，一路冷却风路为：冷却风（由于本申请中的转轴11是空心轴，所以本申请中的冷却风均是从转轴11的两端进入的）从转轴11的右进风口13进入后，通过右风扇17后，从右端盖4的右出风口15排出，从而带走右轴承室6产生的热量，实现右轴承室6的冷却；另一路冷却风路为：冷却风从转轴11的左进风口12进入后，通过左风扇16后，从左端盖3的左出风口14排出，从而带走左轴承室5产生的热量，实现左轴承室5的冷却。

具体实施时，左风扇16的内圈与左转子压圈9通过螺栓连接。右风扇17的内圈与右转子压圈10通过螺栓连接。

实施例二：如图2所示，一种永磁直驱电机的转子2冷却结构，包括转子2、定子1、左端盖3、右端盖4、左轴承室5和右轴承室6，转子2包括转轴11、转子2铁心、永磁体，转子2铁心两端分别设有左永磁体挡板7和右永磁体挡板8，转子2轭部的两端分别设有左转子压圈9和右转子压圈10，转轴11为空心轴且转轴11的中部设有左转轴进风口22和右转轴进风口23，左端盖3、右端盖4上分别设有左出风口14、右出风口15，转子2轭部的左半部分和右半部分分别设有左轴向通风孔18和右轴向通风孔19，左转子压圈9上设有与左轴向通风孔18相通的左压圈通风孔20，右转子压圈10上设有与右转子2通风孔相通的右压圈通风孔21，左转轴进风口22通过设于转子2上的左径向连接孔24与左轴向通风孔18连通，右转轴11通风口通过设于转子2上的右径向连接孔25与右轴向通风孔19连通，左转子压圈9的外侧端面上固定有左风扇16，左端盖3的左出风口14的外圈向内侧延伸后与左风扇16的外圈形成迷宫密封结构，右转子压圈10的外侧端面上设有右风扇17，右端盖4的右出风口15的外圈向内侧延伸后与右风扇17的外圈形成迷宫密封结构，左转轴进风口22、左径向连接孔24、左轴向通风孔18、左压圈通风孔20、左风扇16、左出风口14形成转子2的左半部分的冷却风路，右转轴进风口23、右径向连接孔25、右轴向通风孔19、右压圈通风孔21、右风扇17、右出风口15形成转子2的右半部分的冷却风路，从而实现转子2的冷却。

具体实施时，左风扇16的内圈与左转子压圈9通过螺栓连接。右风扇17的内圈与右转子压圈10通过螺栓连接。左转轴进风口22为多个且周向均布于转轴11，右转轴进风口23为多个且周向均布于转轴11。

实施例三：如图3和图4所示，一种永磁直驱电机的转子和轴承冷却结构，包括转子2、定子1、左端盖3、右端盖4、左轴承室5和右轴承室6，转子2包括转轴11、转子铁心、永磁体，转子铁心两端分别设有左永磁体挡板7和右永磁体挡板8，转子2轭部的两端分别设有左转子压圈9和右转子压圈10，转轴11为空心轴，左端盖3、右端盖4上分别设有左出风口14、右出风口15，左转子压圈9与左轴承室5之间设有左风扇16，左风扇包括套固于转轴的左风扇支架（具体实施时，左风扇支架的横截面为Y字型）以及位于左风扇支架外侧的左轴承扇叶26，左端盖3的左出风口的外圈向内侧延伸后与左风扇支架的外侧端的外圈形成迷宫密封结构，转轴的位于左轴承室5与左风扇支架的外侧端之间的部位设有左进风口12，左进风口12、左风扇支架的外侧、左出风口14形成左轴承室的冷却风路，左风扇支架的内侧端的外圈与左永磁体挡板7静密封连接，转子铁心上设有转子轴向通风孔32，左永磁体挡板7上设有与转子轴向通风孔32相通的左挡板通风孔30，转轴的位于左风扇支架的内侧端与左转子压圈9之间的部分设有转子出风口33，右永磁体挡板8上设有与转子轴向通风孔32相通的右挡板通风孔31，右转子压圈10与右轴承室6之间设有右风扇，右风扇包括固定于转轴11的右风扇支架（具体实施时，右风扇支架的横截面为Y字型）以及分别位于右风扇支架内外侧的转子扇叶28和右轴承扇叶27，右风扇支架的内侧端的外圈与右永磁体挡板8静密封连接，转轴11的位于右转子压圈10与右风扇支架的内侧端之间的部位设有转子进风口29，转子进风口29、右挡板通风孔31、转子轴向通风孔32、左挡板通风孔30、转子出风口33形成转子的冷却风路，转轴11的位于右轴承室6与右风扇支架的外侧端之间的部分设有右进风口13，右端盖4的右出风口15的外圈向内侧延伸后与右风扇支架的外侧端的外圈形成迷宫密封结构，右进风口13、右风扇、右出风口15形成右轴承的冷却风路。

具体实施时，转子进风口29、转子出风口33均为多个且周向均布于转轴11圆周面，轴向通风孔、左挡板通风孔30、右挡板通风孔31均为多个且周向均布于转子2铁心。

Claims (9)

1.一种永磁直驱电机的轴承冷却结构，包括转子（2）、定子（1）、左端盖（3）、右端盖（4）、左轴承室（5）以及右轴承室（6），转子（2）包括转轴（11）、转子铁心、永磁体，转子铁心两端分别设有左永磁体挡板（7）和右永磁体挡板（8），转子（2）轭部的两端分别设有左转子压圈（9）和右转子压圈（10），其特征在于，转轴（11）为空心轴且转轴（11）的位于左轴承室（5）与左转子压圈（9）之间的部分、位于右轴承室（6）与右转子压圈（10）之间的部分分别设有左进风口（12）和右进风口（13），左端盖（3）、右端盖（4）上分别设有左出风口（14）、右出风口（15），左转子压圈（9）上固定有左风扇（16），左端盖（3）的左出风口（14）的外圈向内侧延伸后与左风扇（16）的外圈形成迷宫密封结构，左进风口（12）、左端盖（3）的内圈、左出风口（14）、左风扇（16）形成左轴承室冷却风路，右转子压圈（10）上设有右风扇（17），右端盖（4）的右出风口（15）的外圈向内侧延伸后与右风扇（17）的外圈形成迷宫密封结构，右进风口（13）、右端盖（4）的内圈、右风扇（17）、右出风口（15）形成右轴承室冷却风路。

2.根据权利要求1所述的一种永磁直驱电机的轴承冷却结构，其特征在于，左风扇（16）的内圈与左转子压圈（9）通过螺栓连接。

3.根据权利要求2所述的一种永磁直驱电机的轴承冷却结构，其特征在于，右风扇（17）的内圈与右转子压圈（10）通过螺栓连接。

4.一种永磁直驱电机的转子冷却结构，包括转子（2）、定子（1）、左端盖（3）、右端盖（4）、左轴承室（5）以及右轴承室（6），转子（2）包括转轴（11）、转子铁心、永磁体，转子铁心两端分别设有左永磁体挡板（7）和右永磁体挡板（8），转子（2）轭部的两端分别设有左转子压圈（9）和右转子压圈（10），其特征在于，转轴（11）为空心轴且转轴（11）的中部设有左转轴进风口（22）和右转轴进风口（23），左端盖（3）、右端盖（4）上分别设有左出风口（14）、右出风口（15），转子（2）轭部的左半部分和右半部分分别设有左轴向通风孔（18）和右轴向通风孔（19），左转子压圈（9）上设有与左轴向通风孔（18）相通的左压圈通风孔（20），右转子压圈（10）上设有与右转子（2）通风孔相通的右压圈通风孔（21），左转轴进风口（22）通过设于转子（2）上的左径向连接孔（24）与左轴向通风孔（18）连通，右转轴（11）通风口通过设于转子（2）上的右径向连接孔（25）与右轴向通风孔（19）连通，左转子压圈（9）的外侧端面上固定有左风扇（16），左端盖（3）的左出风口（14）的外圈向内侧延伸后与左风扇（16）的外圈形成迷宫密封结构，右转子压圈（10）的外侧端面上设有右风扇（17），右端盖（4）的右出风口（15）的外圈向内侧延伸后与右风扇（17）的外圈形成迷宫密封结构，左转轴进风口（22）、左径向连接孔（24）、左轴向通风孔（18）、左压圈通风孔（20）、左风扇（16）、左出风口（14）形成转子（2）的左半部分的冷却风路，右转轴进风口（23）、右径向连接孔（25）、右轴向通风孔（19）、右压圈通风孔（21）、右风扇（17）、右出风口（15）形成转子（2）的右半部分的冷却风路，从而实现转子（2）的冷却。

5.根据权利要求4所述的一种永磁直驱电机的转子冷却结构，其特征在于，左风扇（16）的内圈与左转子压圈（9）通过螺栓连接。

6.根据权利要求5所述的一种永磁直驱电机的转子冷却结构，其特征在于，右风扇（17）的内圈与右转子压圈（10）通过螺栓连接。

7.根据权利要求6所述的一种永磁直驱电机的转子冷却结构，其特征在于，左转轴进风口（22）为多个且周向均布于转轴（11），右转轴进风口（23）为多个且周向均布于转轴（11）。

8.一种永磁直驱电机的转子和轴承冷却结构，包括转子（2）、定子（1）、左端盖（3）、右端盖（4）、左轴承室（5）以及右轴承室（6），转子（2）包括转轴（11）、转子铁心、永磁体，转子铁心两端分别设有左永磁体挡板（7）和右永磁体挡板（8），转子（2）轭部的两端分别设有左转子压圈（9）和右转子压圈（10），其特征在于，转轴（11）为空心轴，左端盖（3）、右端盖（4）上分别设有左出风口（14）、右出风口（15），左转子压圈（9）与左轴承室（5）之间设有左风扇（16），左风扇包括套固于转轴的左风扇支架以及位于左风扇支架外侧的左轴承扇叶（26），左端盖（3）的左出风口的外圈向内侧延伸后与左风扇支架的外侧端的外圈形成迷宫密封结构，转轴的位于左轴承室（5）与左风扇支架的外侧端之间的部位设有左进风口（12），左进风口（12）、左风扇支架的外侧端、左出风口（14）形成左轴承室的冷却风路，左风扇支架的内侧端的外圈与左永磁体挡板（7）静密封连接，转子铁心上设有转子轴向通风孔（32），左永磁体挡板（7）上设有与转子轴向通风孔（32）相通的左挡板通风孔（30），转轴的位于左风扇支架的内侧端与左转子压圈（9）之间的部分设有转子出风口（33），右永磁体挡板（8）上设有与转子轴向通风孔（32）相通的右挡板通风孔（31），右转子压圈（10）与右轴承室（6）之间设有右风扇，右风扇包括固定于转轴（11）的右风扇支架以及分别位于右风扇支架内外侧的转子扇叶（28）和右轴承扇叶（27），右风扇支架的内侧端的外圈与右永磁体挡板（8）静密封连接，转轴（11）的位于右转子压圈（10）与右风扇支架的内侧端之间的部位设有转子进风口（29），转子进风口（29）、左挡板通风孔（30）、转子轴向通风孔（32）、右挡板通风孔（31）、转子出风口（33）形成转子的冷却风路，转轴（11）的位于右轴承室（6）与右风扇支架的外侧端之间的部分设有右进风口（13），右端盖（4）的右出风口（15）的外圈向内侧延伸后与右风扇支架的外侧端的外圈形成迷宫密封结构，右进风口（13）、右风扇、右出风口（15）形成右轴承室的冷却风路。

9.根据权利要求8所述的一种永磁直驱电机的转子和轴承冷却结构，其特征在于，转子进风口（29）、转子出风口（33）均为多个且周向均布于转轴（11）圆周面，轴向通风孔、左挡板通风孔（30）、右挡板通风孔（31）均为多个且周向均布于转子铁心。

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