CN116526795A - 一种高效散热的轴向磁通电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效散热的轴向磁通电机，涉及轴向磁通电机领域,包括壳体，所述壳体内的中部设置有定子，且在定子的两侧设置有动子，定子的中心转动连接有转轴，所述定子的两侧与动子之间皆设置有导风环，所述导风环朝向定子设置有第一凸沿，且朝向动子设置有第二凸沿，第一凸沿与第二凸沿用于引导定子两侧气隙内的气体沿环形流动，壳体的底端连接有进风盒，所述进风盒内朝向定子方向设置有风扇，所述转轴连接有传动带，所述壳体的顶端设置有出风口。本发明在电机的定子两侧设置导风结构，并且在壳体外部的底端设置风机，利用电机的转轴带动风机转动，在不增加电机轴向厚度的前提下，以简单的结构有效利用气流带走电机内所产生的热量。

Description

一种高效散热的轴向磁通电机

技术领域

本发明涉及轴向磁通电机领域，具体为一种高效散热的轴向磁通电机。

背景技术

轴向磁通的盘式电机具有轴向尺寸短、转矩密度大和效率高等优点，它的主要作用是产生驱动转矩，作为电器或各种机械的动力源。

轴向磁通电机在工作过程中会产生损耗，并以热量的形式释放，主要损耗包括铜损和铁损，其中铜损指电机内铜制绕组由于欧姆电阻产生损耗，铁损分为磁滞损耗和涡流损耗，可见，电机的主要耗损发热部件为线圈绕组和定子铁芯电机在工作过程中产生的热量如果无法及时散出而造成堆积，将对电机的绝缘寿命、磁性材料性能造成不良影响，甚至损坏电机。

现有对轴向磁通电机散热的方式大多采用液冷管路换热的方式，或是在电机内设置风扇结构，但在电机壳体结构内设置液冷管路较为复杂，所制造出的电机成本较高，而在电机壳体内设置风扇结构则会增加电机的轴向长度，影响电机的安装便捷程度，因此，现有的轴向磁通电机不便以简单的结构针对定子与动子高效散热。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种高效散热的轴向磁通电机，以解决现有的轴向磁通电机不便以简单的结构针对定子与动子高效散热的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高效散热的轴向磁通电机，包括壳体，所述壳体内的中部设置有定子，且在定子的两侧设置有动子，所述定子的中心转动连接有转轴，所述定子的两侧与动子之间皆设置有导风环，所述导风环朝向定子设置有第一凸沿，且朝向动子设置有第二凸沿，所述第一凸沿与第二凸沿用于引导定子两侧气隙内的气体沿环形流动，所述壳体的底端连接有进风盒，所述进风盒内朝向定子方向设置有风扇，所述转轴连接有传动带，所述转轴通过传动带以及设置在进风盒内的传动结构驱动风扇转动，所述壳体的顶端设置有出风口。

通过采用上述技术方案，在电机的定子两侧设置导风结构，并且在壳体外部的底端设置风机，利用电机的转轴带动风机转动，在不增加电机轴向厚度的前提下，以简单的结构有效利用气流带走电机内所产生的热量。

本发明进一步设置为，所述转轴在动子的两侧皆连接有传动带，所述传动带伸入进风盒中皆连接有蜗杆，所述蜗杆啮合有蜗轮，所述蜗轮的转轴上设置有多个风扇，所述进风盒的吹风方向朝向定子的底端。

通过采用上述技术方案，有效利用电机内定子两侧的气隙，使转轴能够更为有效的驱动散热的风扇转动。

本发明进一步设置为，所述定子的底端与进风盒之间设置有挡风板，所述挡风板用于隔开两组风扇所产生的气流。

通过采用上述技术方案，使得进风盒内所产生的气流能够更为顺畅的沿着环形的轨道向上流动，进而高效的带走电机内所产生的热量。

本发明进一步设置为，所述导风环在朝向定子的一面呈环形分布设置有挡风条，所述挡风条对应定子上线圈之间的缝隙。

通过采用上述技术方案，挡风条能够使一部分环形流动的气流在定子上线圈缝隙处出现湍流，进而有效带走定子上线圈缝隙处的热量。

本发明进一步设置为，所述壳体的顶端设置有出风口，所述出风口朝向底端的投影与进风盒重合。

通过采用上述技术方案，在电机的壳体底端进入到壳体内部的气流沿着环形的轨道向上流动后从出风口流出，持续保持较高的流动速度。

本发明进一步设置为，所述壳体在出风口的顶端设置有防护板。

通过采用上述技术方案，有效避免外界的灰尘以及杂物进入到电机的壳体内部。

本发明进一步设置为，所述导风环的第一凸沿插接在定子的框架上，而第二凸沿靠近动子但不与动子接触。

通过采用上述技术方案，使得风扇所产生的气流能够高效沿着电机内发热量大的区域流动，同时也使气流在电机内流动的更为均匀。

本发明进一步设置为，所述导风环与定子以及动子之间的间隙相同。

通过采用上述技术方案，使得导风环两侧的气隙宽度保持一致，有效避免出现一侧的风速明显高于另一侧的情况，进而对电机内发热组件更为均匀的降温。

本发明进一步设置为，所述导风环上设置的挡风条不伸入定子上线圈之间的缝隙。

通过采用上述技术方案，避免挡风条完全阻挡环向流动的气流，使气流保持对电机定子侧面良好的冷区效果。

综上所述，本发明主要具有以下有益效果：

本发明通过在电机的定子两侧设置导风结构，并且在壳体外部的底端设置风机，利用电机的转轴带动风机转动，在不增加电机轴向厚度的前提下，以简单的结构有效利用气流带走电机内所产生的热量。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2为本发明的另一视角立体图；

图3为本发明的壳体内动子立体图；

图4为本发明的壳体内定子立体图；

图5为本发明的壳体内视截面立体图；

图6为本发明的壳体内视截面俯视图；

图7为本发明的导风环立体图；

图8为本发明的另一视角导风环立体图；

图9为本发明的进风盒内视正视图。

图中：1、壳体；2、壳盖；3、转轴；4、定子；5、动子；6、导风环；7、传动带；8、进风盒；9、蜗杆；10、蜗轮；11、风扇轴；12、风扇；13、防护板；14、第一凸沿；15、第二凸沿；16、挡风条；17、挡风板；18、出风口。

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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面根据本发明的整体结构，对其实施例进行说明。

一种高效散热的轴向磁通电机，如图1-9所示，包括壳体1，具体的，壳体1的一侧连接有壳盖2，壳盖2用于保护壳体1内的组件，与壳体1共同组成盘状的电机外壳结构，壳体1内的中部设置有定子4，且在定子的两侧设置有动子5，具体的，定子4上呈环状缠绕有线圈，而动子5上呈环状固定连接有永磁铁，其中动子5固定连接在转轴3上，而定子4通过支架结构固定连接在壳体1的内壁，定子4的中心转动连接有转轴3，定子4的两侧与动子5之间皆设置有导风环6，导风环6朝向定子4设置有第一凸沿14，且朝向动子5设置有第二凸沿15，第一凸沿14与第二凸沿15用于引导定子4两侧气隙内的气体沿环形流动，壳体1的底端连接有进风盒8，进风盒8内朝向定子4方向设置有风扇12，转轴3连接有传动带7，转轴3通过传动带以及设置在进风盒8内的传动结构驱动风扇12转动，壳体1的顶端设置有出风口18，转轴3在动子5的两侧皆连接有传动带7，传动带7伸入进风盒8中皆连接有蜗杆9，进风盒8内的蜗杆9啮合有蜗轮10，具体的，为了减少蜗轮10阻挡气流的流动效率，蜗轮10上设置有竖直方向上的通孔，蜗轮10的转轴上设置有多个风扇12，具体的，蜗轮10的转轴具体为转动设置在进风盒8内的风扇轴11，进风盒8的吹风方向朝向定子4的底端，有效利用电机内定子4两侧的气隙，使转轴3能够更为有效的驱动散热的风扇12转动。

请参阅图1，壳体1的顶端设置有出风口18，出风口18朝向底端的投影与进风盒8重合，在电机的壳体1底端进入到壳体1内部的气流沿着环形的轨道向上流动后从出风口18流出，持续保持较高的流动速度，壳体1在出风口18的顶端设置有防护板13，有效避免外界的灰尘以及杂物进入到电机的壳体1内部，具体的，壳体1上设置有多个用于安装电机的安装耳，安装耳上设置有安装孔，防护板13上设置有用于避开壳体1上安装孔的凹陷，此凹陷位于防护板13的中心，不易影响出风口18的出风速度。

请参阅图5、图7和图8，导风环6在朝向定子4的一面呈环形分布设置有挡风条16，具体的，挡风条16沿着导风环6的半径方向设置，挡风条16对应定子4上线圈之间的缝隙，挡风条16能够使一部分环形流动的气流在定子4上线圈缝隙处出现湍流，进而有效带走定子4上线圈缝隙处的热量。

请参阅图4，定子4的底端与进风盒8之间设置有挡风板17，挡风板17用于隔开两组风扇12所产生的气流，使得进风盒8内所产生的气流能够更为顺畅的沿着环形的轨道向上流动，进而高效的带走电机内所产生的热量，导风环6的第一凸沿14插接在定子4的框架上，而第二凸沿15靠近动子5但不与动子5接触，避免导风环6影响到动子的转动，使得风扇12所产生的气流能够高效沿着电机内发热量大的区域流动，同时也使气流在电机内流动的更为均匀，导风环6与定子4以及动子5之间的间隙相同，使得导风环6两侧的气隙宽度保持一致，有效避免出现一侧的风速明显高于另一侧的情况，进而对电机内发热组件更为均匀的降温，导风环6上设置的挡风条16不伸入定子4上线圈之间的缝隙，避免挡风条16完全阻挡环向流动的气流，使气流保持对电机定子4侧面良好的冷区效果。

本发明的工作原理为：电机正常工作的状态下，转轴3转动通过传动带7传动，使得进风盒8内部的蜗杆9转动，蜗杆9带动蜗轮10转动进而使得与蜗轮10同轴连接的风扇12转动，风扇12转动所产生的气流向上流动受到挡风板17的阻挡后向着远离挡风板17的一侧流动，由于电机内部设置的导风环6与电机的壳体1以及壳盖2所组成的环状结构，使流动的气流沿环形流动，气流在流动的过程中高效的带走电机定子4与动子5之间气隙内的热量，运动半环后从出风口18流出，如此便实现以简单的机构实现对风机内的高效散热，并且不会增加电机的轴向长度。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，但本具体实施例仅是对本发明的解释，其并不是对发明的限制，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合，本领域技术人员在阅读完本说明书后可在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下，可以根据需要对实施例做出没有创造性贡献的修改、替换和变型等，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种高效散热的轴向磁通电机，包括壳体（1），所述壳体（1）内的中部设置有定子（4），且在定子的两侧设置有动子（5），所述定子（4）的中心转动连接有转轴（3），其特征在于：所述定子（4）的两侧与动子（5）之间皆设置有导风环（6），所述导风环（6）朝向定子（4）设置有第一凸沿（14），且朝向动子（5）设置有第二凸沿（15），所述第一凸沿（14）与第二凸沿（15）用于引导定子（4）两侧气隙内的气体沿环形流动，所述壳体（1）的底端连接有进风盒（8），所述进风盒（8）内朝向定子（4）方向设置有风扇（12），所述转轴（3）连接有传动带（7），所述转轴（3）通过传动带以及设置在进风盒（8）内的传动结构驱动风扇（12）转动，所述壳体（1）的顶端设置有出风口（18）。

2.根据权利要求1所述的高效散热的轴向磁通电机，其特征在于：所述转轴（3）在动子（5）的两侧皆连接有传动带（7），所述传动带（7）伸入进风盒（8）中皆连接有蜗杆（9），所述蜗杆（9）啮合有蜗轮（10），所述蜗轮（10）的转轴上设置有多个风扇（12），所述进风盒（8）的吹风方向朝向定子（4）的底端。

3.根据权利要求2所述的高效散热的轴向磁通电机，其特征在于：所述定子（4）的底端与进风盒（8）之间设置有挡风板（17），所述挡风板（17）用于隔开两组风扇（12）所产生的气流。

4.根据权利要求1所述的高效散热的轴向磁通电机，其特征在于：所述导风环（6）在朝向定子（4）的一面呈环形分布设置有挡风条（16），所述挡风条（16）对应定子（4）上线圈之间的缝隙。

5.根据权利要求1所述的高效散热的轴向磁通电机，其特征在于：所述壳体（1）的顶端设置有出风口（18），所述出风口（18）朝向底端的投影与进风盒（8）重合。

6.根据权利要求5所述的高效散热的轴向磁通电机，其特征在于：所述壳体（1）在出风口（18）的顶端设置有防护板（13）。

7.根据权利要求1所述的高效散热的轴向磁通电机，其特征在于：所述导风环（6）的第一凸沿（14）插接在定子（4）的框架上，而第二凸沿（15）靠近动子（5）但不与动子（5）接触。

8.根据权利要求4所述的高效散热的轴向磁通电机，其特征在于：所述导风环（6）与定子（4）以及动子（5）之间的间隙相同。

9.根据权利要求4所述的高效散热的轴向磁通电机，其特征在于：所述导风环（6）上设置的挡风条（16）不伸入定子（4）上线圈之间的缝隙。