CN120979075A - 一种风冷式轴向磁通电机 - Google Patents

一种风冷式轴向磁通电机

Info

Publication number
CN120979075A
CN120979075A CN202511205613.3A CN202511205613A CN120979075A CN 120979075 A CN120979075 A CN 120979075A CN 202511205613 A CN202511205613 A CN 202511205613A CN 120979075 A CN120979075 A CN 120979075A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rotor
air
stator
axial flux
rotating shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202511205613.3A
Other languages
English (en)
Inventor
请求不公布姓名
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Enginesound Automation Technology Shanghai Co ltd
Original Assignee
Enginesound Automation Technology Shanghai Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Enginesound Automation Technology Shanghai Co ltd filed Critical Enginesound Automation Technology Shanghai Co ltd
Priority to CN202511205613.3A priority Critical patent/CN120979075A/zh
Publication of CN120979075A publication Critical patent/CN120979075A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/02—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
    • H02K9/04—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium
    • H02K9/06—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium with fans or impellers driven by the machine shaft
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2793—Rotors axially facing stators
    • H02K1/2795—Rotors axially facing stators the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2798—Rotors axially facing stators the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets where both axial sides of the stator face a rotor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/32—Rotating parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K16/00—Machines with more than one rotor or stator
    • H02K16/02—Machines with one stator and two or more rotors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/20—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H02K5/207—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium with openings in the casing specially adapted for ambient air
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2201/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
    • H02K2201/12—Transversal flux machines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Abstract

本发明提供一种风冷式轴向磁通电机,包括转轴、定子、第一转子和第二转子;电机壳的两端分别设有第一通气口和第二通气口;各转子均包括转子盘和磁钢组件;转子盘远离定子的一侧周向布置有多个径流扇叶,且相邻两个径流扇叶之间形成有第一风道;转子盘上设有与第一风道一一对应的过风孔,过风孔与定子轴孔轴向连通;两个转子盘上的径流扇叶被配置为背对背反向安装;如此,当电机工作时,能够在电机壳内形成径向‑轴向‑径向的气流冷却路径,以实现定子和转子的直接风冷;由于本申请的扇叶完全集成于电机内部,并借助转子自身旋转进行驱动,有效消除对外部风扇的依赖,不仅避免额外安装空间的增加;而且可以实现冷却强度的自适应调节。

Description

一种风冷式轴向磁通电机
技术领域
本发明属于电机技术领域,具体涉及一种风冷式轴向磁通电机。
背景技术
轴向磁通电机因形状扁平、结构紧凑、功率密度大等优点被广泛应用于电动车辆、航空航天、机器人等要求空间紧凑和高功率密度的场合中,具有广阔的应用前景。但随着轴向磁通电机功率的增加,其发热量也随之增加,使得轴向磁通电机的冷却设计变得极为重要。
目前,轴向磁通电机主要通过在电机壳体内设置冷却道,通过在冷却道内循环通入冷却液以实现壳体冷却,进而利用冷却壳体与定子、转子的热传递,实现定子和转子的间接冷却;这种冷却方案不能直接进行定子和转子的冷却,冷却效果较差。
为了提高冷却效果,申请号为2023211403087的实用新型专利公开了一种强制风冷的无铁芯轴向磁场电机,其中,转子靠近定子的一侧沿径向均匀开设有通风槽;转轴为空心轴,且转轴上开设与通风槽对应的进风孔;前盖的环形外壳内均匀设置有排风槽,后盖的侧面开设有第一排风孔,且第一排风孔与外接的抽风式散热风扇连通;如此,只需启动抽风式散热风扇进行抽气,电机内的热空气将被抽出以形成负压,此时,外界环境中的冷空气将通过转轴的轴向中心通孔和径向进气孔进入对应的通风槽内,进入通风槽内的空气将对相邻的定子进行散热,同时也会对转子本身进行散热,从而实现定子和转子的直接冷却散热;被加热后的空气通过定子和转子之间的气隙进入到排风槽内,最后经由第一排风孔排出电机外,完成电机的风冷散热。该专利采用的电机冷却方案虽然能实现定子和转子的直接冷却,但其冷却系统完全依靠外接的抽风式散热风扇,一旦抽风式散热风扇故障,整个冷却系统就失效,降低冷却可靠性;此外,外接的抽风式散热风扇需要额外的风扇安装空间,这与轴向磁通电机紧凑化的设计初衷相违背;最后,当轴向磁通电机在低负载工况下运行时,外接的抽风式散热风机会导致电机过度散热,造成不必要的能源消耗。
发明内容
鉴于以上现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种风冷式轴向磁通电机,其无需额外配备散热风扇,即可实现定子和转子的直接冷却。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种风冷式轴向磁通电机,包括转轴、定子、第一转子和第二转子;所述转轴转动安装在电机壳上;所述定子固定安装在电机壳内,且定子具有供转轴穿过的定子轴孔;第一转子和第二转子分别位于定子的两侧,且各转子均固定套装于转轴上;所述电机壳的两端分别设有第一通气口和第二通气口;各转子均包括转子盘和磁钢组件;所述转子盘远离定子的一侧周向布置有多个径流扇叶,且相邻两个径流扇叶之间形成有第一风道;所述转子盘上设有与第一风道一一对应的过风孔,所述过风孔与定子轴孔轴向连通;两个转子盘上的径流扇叶被配置为背对背反向安装;如此,当风冷式轴向磁通电机工作时,外界的冷空气会被吸入电机壳内,并顺着一个转子的第一风道径向向内流动至该转子的中心区域,随后,空气会轴向穿过定子轴孔流入另一个转子的第一风道内,并在该第一风道内径向向外流动直至排出电机壳,以形成径向-轴向-径向的气流冷却路径,从而实现定子和转子的直接风冷;由于本申请的扇叶完全集成于电机内部,并借助转子自身旋转进行驱动,有效消除对外部风扇的依赖,不仅有效提高冷却可靠性,而且能够避免额外安装空间的增加;同时,本申请还可以实现冷却强度的自适应调节,避免出现低负载过冷浪费的情形。
优选地,所述径流扇叶具有向心面和背心面,所述向心面用于驱动空气径向向内运动,所述背心面用于驱动空气径向向外运动;如此,只需驱动径流扇叶正转或反转,即可使空气沿着转子盘径向向内运动或径向向外运动。
优选地,所述径流扇叶为曲板结构。
优选地,所述转子盘包括同轴设置的转子盘本体和轴毂,所述磁钢组件和径流扇叶安装在转子盘本体上;所述轴毂的外周布置有多个与转子盘本体相连的连接件,且相邻两个连接件之间形成过风孔。
优选地,至少一个转子盘本体上的连接件为轴流扇叶;所述风冷式轴向磁通电机工作时,各转子盘上的轴流扇叶被配置为驱动空气轴向流动,以依次流过两个转子盘上的过风孔;轴流扇叶的设置可以增加空气的轴向流速,从而提高定子的冷却效率。
优选地,所述电机壳包括壳体和壳盖;所述壳盖可拆卸地安装在壳体上,以便于进行壳体内零部件的更换与维修。
优选地,壳体的内壁上固定有止挡件,所述壳盖用于将所述定子压紧于止挡件上,以实现定子与电机壳的相对固定。
优选地,所述第一通气口和第二通气口均设置在壳体上,或者,所述第一通气口设置在壳盖上,所述第二通气口设置在壳体上。
优选地,所述转轴包括分体设置的第一转轴和第二转轴;所述第一转轴和第二转轴可拆卸连接,以提升装配便捷性与灵活性。
优选地,所述定子为无铁芯定子。
如上,本发明提供的一种风冷式轴向磁通电机,具有以下有益效果:
本发明在两个转子盘上设置安装方向相反的径流扇叶,并在转子盘的中心区域处设置与定子轴孔相连通的过风孔;如此,当风冷式轴向磁通电机工作时,外界的冷空气会被吸入电机壳内,并在一个转子的径流扇叶作用用下径向向内流动至该转子的中心区域,随后,空气会轴向穿过定子轴孔流入另一个转子的中心区域,并在另一个转子的径流扇叶作用下径向向外流动直至排出电机壳,以形成径向-轴向-径向的气流冷却路径,从而实现定子和转子的直接风冷;由于本申请的扇叶完全集成于电机内部,并借助转子自身旋转进行驱动,有效消除对外部风扇的依赖,不仅有效提高冷却可靠性,而且能够避免额外安装空间的增加,从而与轴向磁通电机紧凑化的设计需求相契合;同时,由于空气的流速直接关联于电机的转速,使得本申请能够实现冷却强度的自适应调节,避免出现低负载过冷浪费的情形。
当至少一个转子盘上的连接件为轴流扇叶时,其能对轴向流动的空气进行加速,以提升定子的换热效率,进而提升电机的散热能力。
附图说明
图1为本申请中风冷式轴向磁通电机于第一视角下的立体图。
图2为本申请中风冷式轴向磁通电机于第二视角下的立体图。
图3为本申请中风冷式轴向磁通电机的主剖面图。
图4为图3于A处的局部放大图。
图5为本申请中风冷式轴向磁通电机的立体爆炸图。
图6为本申请中第一转子的立体爆炸图。
图7为本申请中第二转子的立体爆炸图。
图8为径流扇叶组安装在转子盘上的结构示意图。
图9为转子盘上的径流扇叶组推动空气径向向内流动的状态图。
图10为转子盘上的径流扇叶组推动空气径向向外流动的状态图。
图11为第一转子和第二转子在装配状态下的局部剖面图。
图12为电机正转时,轴流扇叶推动空气由左至右轴向流动的状态图。
图13为电机反转时,轴流扇叶推动空气由右至左轴向流动的状态图。
图14电机正转时,电机壳内部的空气流动示意图。
图15为电机反转时,电机壳内部的空气流动示意图。
图16为壳体与遮挡盖的立体爆炸图。
附图标记说明
转轴10,第一转轴11,第二转轴12;
定子20;
第一转子30a,第二转子30b,转子盘31,转子盘本体311,轴毂312,连接件313,第一驱动面313a,第二驱动面313b,过风孔31a,磁钢组件32,径流扇叶33,向心面331,背心面332,第一风道34;
电机壳40,壳体41,止挡件411,壳盖42,遮挡盖43;
第一通风口50a,第二通风口50b;
轴承60,限位环70,出线组件80,定位柱91,定位孔92。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1至图16。须知,本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时,本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1至图7所示,本发明提供的风冷式轴向磁通电机包括转轴10、定子20、第一转子30a、第二转子30b、电机壳40和出线组件80;其中,
电机壳40的左、右两端分别设有第一通气口50a和第二通气口50b,且第一通气口50a和第二通气口50b中的一个为进气口,另一个为出气口,以便于实现电机内部空气的流通;为了保证换气效果,第一通气口50a和第二通气口50b均配置有多个;在本实施例中,多个第一通气口50a以电机壳40的中轴线为中心均匀分布,多个第二通气口50b以电机壳40的中轴线为中心均匀分布。
转轴10通过轴承60转动安装在电机壳40上。
定子20固定安装在电机壳40内,且定子20具有供转轴10穿过的定子轴孔21;定子20为无铁芯定子或有铁芯定子;在本实施例中,为了降低电机轴向尺寸,定子20优选采用无铁芯定子。
第一转子30a和第二转子30b分别位于定子20的左、右两侧,且各转子均固定套装于转轴10上;此时,第一转子30a、第二转子30b和转轴10共同构成转子组件。
第一转子30a和第二转子30b均包括同轴设置的转子盘31、磁钢组件32和径流扇叶组;磁钢组件32位于转子盘31靠近定子20的一侧,径流扇叶组位于转子盘31远离定子20的一侧;径流扇叶组包括多个周向布置的径流扇叶33,且相邻两个径流扇叶33之间形成有第一风道34;转子盘31上设有与第一风道34一一对应的过风孔31a,且过风孔31a与定子轴孔21在轴向方向上相连通;两个转子盘31上的径流扇叶组被配置为背对背反向安装。
应当说明的是,两个转子盘31上的径流扇叶组被配置为背对背反向安装的含义为:一个转子盘31上的径流扇叶组左右翻转180°后能够得到另一个转子盘31上的径流扇叶组。
由于两个转子盘31上的径流扇叶组被配置为背对背反向安装,因此,当电机转动(正转或反转)时,两个径流扇叶组的工作方向会完全相反,即任意一个径流扇叶组推动空气径向向内运动以实现径向吸风时,另一个径流扇叶组会推动空气径向向外运动以实现径向排风。由于径流扇叶组推动空气径向运动时,径向运动的空气会与对应的转子盘31直接接触并带走热量,能够有效保证转子的风冷效果。
此外,为便于叙述,将实现径向吸风的径流扇叶组定义为向心扇叶组,将实现径向排风的径流扇叶组定义为离心扇叶组。由于向心扇叶组和离心扇叶组的中心区域存在气压差(即向心扇叶组中心区域的气压高于离心扇叶组中心区域的气压),因此,向心扇叶组中心区域的空气会自发穿过定子轴孔21流向离心扇叶组的中心区域,以实现空气的轴向流动,在此过程中,轴向流动的空气会与定子20内圈接触并带走定子20的热量,有效保证定子20的风冷效果。
由此可见,当电机转动(正转或反转)时,两个径流扇叶组能够同步同向转动,且两个径流扇叶组的工作方向始终相反,从而有利于在电机壳40内形成径向-轴向-径向的气流冷却路径(气流冷却路径如图14或图15的红色箭头所示),使得流动的空气不仅能与各转子盘31充分接触,也能与定子20的内圈充分接触,实现定子20和两转子的直接风冷。由于本申请的扇叶完全集成于电机内部,并借助转子组件的自身旋转进行驱动,有效消除对外部风扇的依赖,不仅有效提高冷却可靠性,而且能够避免额外安装空间的增加,从而与轴向磁通电机紧凑化的设计需求相契合;同时,由于空气的流速直接关联于电机的转速,使得本申请能够实现冷却强度的自适应调节,避免出现低负载过冷浪费的情形。
应当说明的是,径流扇叶组中的多个径流扇叶33在周向方向上均匀布置,以保证转动平衡性。
应当说明的是,如图8至图10所示,径流扇叶33具有向心面331和背心面332;径流扇叶33既能通过向心面331驱动空气径向向内运动,也能通过背心面332驱动空气径向向外运动;如此,只需切换径流扇叶33的旋转方向,就能使空气在径向向内运动和径向外运动之间切换。
可以理解的是,径流扇叶33的结构形式多种多样,包括但不限于直板型或曲板型等任意具有向心面331和背心面332的叶片结构,对此不作限定;在本实施例中,径流扇叶33为弯曲的板状结构。
在更具体地实施例中,如图8所示,径流扇叶33为弧形叶片,此时,弧形叶片的内凹面即为向心面331,弧形叶片的外凸面即为背心面332。弧形叶片相比直板型叶片而言,能有效减少湍流和冲击损失,以达到降低噪音的目的。
如图8所示,转子盘31包括同轴设置的转子盘本体311和轴毂312;其中,转子盘本体311用于安装磁钢组件32和径流扇叶组;转子盘31通过轴毂312固定套装于转轴10上;轴毂312的外周布置有多个与转子盘本体311相连的连接件313,且相邻两个连接件313之间形成过风孔31a,过分孔31a用于供轴向流动的空气通过。
应当说明的是,由于定子绕组在定子20内圈处的分布较为紧凑,使得定子20内圈处的热量较为集中,不易散热;因此,为了保证定子20的散热效果,如图5和图8所示,定子轴孔21的孔径需大于轴毂312的外径,并不大于转子盘本体311的内径,以确保轴向流动的空气能与定子轴孔20的内壁充分接触;在本实施例中,定子轴孔21的孔径优选大于轴毂312的外径,并小于转子盘本体311的内径,以增加轴向流动空气与定子20的接触面积,提升定子20的散热效果。
为了进一步提升散热效果,至少一个转子盘31上的连接件313为轴流扇叶,以便风冷式轴向磁通电机工作时,各转子盘31上的轴流扇叶被配置为加快空气的轴向流动速度,以使空气以较快的速度依次流过两个转子盘31上的过风孔31a。
应当说明的是,如图8和图11所示,轴流扇叶相对于转子的中心轴线倾斜设置,如此,只需切换轴流扇叶的旋转方向,即可使轴流扇叶在轴向吸风状态和轴向排风状态之间切换。
可以理解的是,轴流扇叶的结构形式多种多样,包括但不限于直线叶片、弯曲叶片和翼型叶片等各种能驱动空气轴向移动的叶片结构,对此不作限定;基于加工难度考虑,在本实施例中,轴流扇叶优选采用直线叶片。
应当说明的是,如图12至图13所示,当两个转子盘31上的连接件313均为轴流扇叶时,两个转子盘31上的轴流扇叶具有相同的工作方向,即不论电机正转,还是反转,两个转子盘31上轴流扇叶的出风方向始终相同,且均是向靠近离心扇叶组的轴向方向出风。如此,即可利用两个转子盘31上的轴流扇叶对轴向流动的空气进行二次加速,使空气以更快的速度接触并穿过定子20的内圈,有效提高定子20的散热效果,避免定子内圈热积聚带来的材料退化、电机性能下降等风险。
此外,轴流扇叶的设置,可以加快转子组件中心区域空气的轴向流动速度,进而加快电机壳40内空气的流动速度,以提升电机壳40的散热效果,进一步提升电机的散热能力,为更高功率密度电机的制备奠定基础。
可以理解的是,为了便于进行电机壳40内各零部件的拆装与维护,如图3所示,电机壳40包括壳体41和壳盖42,壳盖42通过螺栓连接、卡接等方式可拆卸地固定在壳体41上。
可以理解的是,第一通气口50a和第二通气口50b分别设置在壳体41两端的外壁上,或者,第一通气口50a设置在壳盖42上,第二通气口50b设置在壳体41远离壳盖42的一端的端面上;对此不作限定,在本实施例中,第一通气口50a和第二通气口50b分别设置在壳体41两端的外壁上,以确保空气能够径向流入和径向流出电机壳41,如此,即可使空气流入和流出电机壳41的方向与两个转子上径流扇叶组的空气驱动方向分别匹配,有效降低因流向突变导致的风阻问题,提高电机壳40内的空气流动速度,保证散热效果。
如图3和图4所示,壳体41的内壁上成型固定有止挡件411,壳盖42通过限位环70将定子20压紧于止挡件411上,以实现定子20与电机壳41的相对固定。
可以理解的是,止挡件411的结构形状多种多样,包括但不限于圆环、扇环或方形体等各种具有止挡面的止挡结构;在本实施例中,止挡件411优选为固定在壳体41内壁上的扇环。
可以理解的是,壳盖42与限位环70既可以一体成型,也可以分体设置,对此不作限定;在本实施例中,壳盖42与限位环70优选分体设置。
应当说明的是,限位环70的内径需大于第一转子30a的外径,以避免转子组件旋转时与限位环70发生干涉问题。
可以理解的是,本申请涉及的转轴10为一体式结构或分体式结构,对此不作限定;在本实施例中,为了便于拆装,转轴10优选采用分体式结构。
具体地,如图3所示,转轴10包括分体设置的第一转轴11和第二转轴12;其中,第一转轴11和第二转轴12通过轴承60分别转动安装在壳盖42和壳体41上,且第一转轴11和第二转轴12通过螺栓可拆卸连接在一起。
如图3所示,为了便于进行第二转轴12与第一转轴11的螺栓连接,壳体41远离壳盖42的一端势必需要开设操作口,用于进行螺栓的拆装。
为了遮盖操作口,如图5和图16所示,壳体41远离壳盖42的一端通过螺栓、卡接等方式可拆卸地固定有遮挡盖43;遮挡盖43用于遮盖操作口,以提高美观性。
此外,如图16所示,壳体41上设有定位柱91,遮挡盖43上设有与定位柱91配合的定位孔92;通过定位柱91与定位孔92配合实现遮挡盖43的定位安装。
在本申请中,如图6和图7所示,磁钢组件32包括沿转子盘31周向方向上交替布置的N极磁钢和S极磁钢,且转子盘31上设有用于安装各磁钢的磁钢安装槽(图中未示出)。
应当说明的是,转子盘31上的各磁钢安装槽在周向方向上互不连通,或者,转子盘31上的各磁钢安装槽在周向方向上连通形成一个环形安装槽,对此不作限定;当转子盘31上的各磁钢安装槽在周向方向上连通形成一个环形安装槽时,磁钢组件32中的相邻两个磁钢之间设有绝缘连接件。
应当说明的是,绝缘连接件的材料包括但不限于环氧树脂或者PPS等各种现有的绝缘材料,以避免磁短路和涡流损耗的产生。
如图9、图12和图14所示,当风冷式轴向磁通电机正转(即顺时针转动)时,第一转子30a和第二转子30b同步正转,此时,第一转子30a上的径流扇叶组为向心扇叶组,第二转子30b上的径流扇叶组为离心扇叶组,第一转子30a和第二转子30b上的轴流扇叶均处于推动空气自左向右移动的轴向吸风状态;如此,当第一转子30a上的径流扇叶组跟随正转时,外界冷空气通过第一通风口50a进入电机壳40的左端,并顺着第一转子30a上的第一风道34径向向内运动至第一转子30a的中心区域,以完成第一转子30a的风冷;随后,第一转子30a中心区域处的空气会在轴流扇叶的作用下自左向右轴向流动至第二转子30b的中心区域处,在此过程中,轴向流动的空气会与定子20内圈接触,并带走定子20的热量;而流动至第二转子30b中心区域处的空气,会在第二转子30b径流扇叶组的作用下,沿着第二转子30b的第一风道34径向向外运动,直至通过右端的第二通风口50b排出电机壳40,完成第二转子30b的风冷;整个过程中,会在电机壳40内形成如图14红色箭头所示的径向-轴向-径向的气流冷却路径,该气流冷却路径能使空气与各转子和定子20的核心发热部充分接触,有效保证风冷效果。
如图10、图13和图15所示,当风冷式轴向磁通电机反转(即逆时针转动)时,第一转子30a和第二转子30b同步反转,此时,第一转子30a上的径流扇叶组为离心扇叶组,第二转子30b上的径流扇叶组为向心扇叶组,第一转子30a和第二转子30b上的轴流扇叶均处于推动空气自右向左移动的轴向排风状态;如此,当第二转子30b上的径流扇叶组跟随反转时,外界冷空气通过第二通风口50b进入电机壳40的右端,并顺着第二转子30b上的第一风道34径向向内运动至第二转子30b的中心区域,以完成第二转子30b的风冷;随后,第二转子30b中心区域处的空气会在轴流扇叶的作用下自右向左轴向流动至第一转子30a的中心区域处,在此过程中,轴向流动的空气会与定子20内圈接触,并带走定子20的热量;而流动至第一转子30a中心区域处的空气,会在第一转子30a径流扇叶组的作用下,沿着第一转子30a的第一风道34径向向外运动,直至通过左端的第一通风口50a排出电机壳40,完成第一转子30a的风冷;整个过程中,会在电机壳40内形成如图14红色箭头所示的径向-轴向-径向的气流冷却路径,该气流冷却路径能使空气与各转子和定子20的核心发热部充分接触,有效保证风冷效果。
综上可知,由于本申请在两个转子盘31上设置安装方向相反的径流扇叶33,并在两个转子盘31的中心区域处设置工作方向相同的轴流扇叶;如此,当风冷式轴向磁通电机正转或反转时,都能在电机壳40内形成径向-轴向-径向的气流冷却路径,从而实现定子20和转子的直接风冷;由于本申请的扇叶完全集成于电机内部,并借助转子自身旋转进行驱动,有效消除对外部风扇的依赖,不仅有效提高冷却可靠性,而且能够避免额外安装空间的增加,从而与轴向磁通电机紧凑化的设计需求相契合;同时,由于空气的流速直接关联于电机的转速,使得本申请能够实现冷却强度的自适应调节,避免出现低负载过冷浪费的情形。因此,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种风冷式轴向磁通电机,包括转轴(10)、定子(20)、第一转子(30a)和第二转子(30b);所述转轴(10)转动安装在电机壳(40)上;所述定子(20)固定安装在电机壳(40)内,且定子(20)具有供转轴(10)穿过的定子轴孔(21);第一转子(30a)和第二转子(30b)分别位于定子(20)的两侧,且各转子均固定套装于转轴(10)上;
其特征在于,所述电机壳(40)的两端分别设有第一通气口(50a)和第二通气口(50b);各转子均包括转子盘(31)和磁钢组件(32);所述转子盘(31)远离定子(20)的一侧周向布置有多个径流扇叶(33),且相邻两个径流扇叶(33)之间形成有第一风道(34);所述转子盘(31)上设有与第一风道(34)一一对应的过风孔(31a),所述过风孔(31a)与定子轴孔(21)轴向连通;两个转子盘(31)上的径流扇叶(33)被配置为背对背反向安装。
2.根据权利要求1所述的一种风冷式轴向磁通电机,其特征在于,所述径流扇叶(33)具有向心面(331)和背心面(332),所述向心面(331)用于驱动空气径向向内运动,所述背心面(332)用于驱动空气径向向外运动。
3.根据权利要求2所述的一种风冷式轴向磁通电机,其特征在于,所述径流扇叶(33)为弧形叶片。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种风冷式轴向磁通电机,其特征在于,所述转子盘(31)包括同轴设置的转子盘本体(311)和轴毂(312),所述磁钢组件(32)和径流扇叶(33)安装在转子盘本体(311)上;轴毂(312)的外周布置有多个与转子盘本体(311)相连的连接件(313),且相邻两个连接件(313)之间形成过风孔(31a)。
5.根据权利要求4所述的一种风冷式轴向磁通电机,其特征在于,至少一个转子盘(31)上的连接件(313)为轴流扇叶;所述风冷式轴向磁通电机工作时,各转子盘(31)上的轴流扇叶被配置为驱动空气轴向流动,以使空气依次流过两个转子盘(31)上的过风孔(31a)。
6.根据权利要求1或2所述的一种风冷式轴向磁通电机,其特征在于,所述电机壳(40)包括壳体(41)和壳盖(42);所述壳盖(42)可拆卸地安装在壳体(41)上。
7.根据权利要求6所述的一种风冷式轴向磁通电机,其特征在于,壳体(41)的内壁上固定有止挡件(411),所述壳盖(42)用于将所述定子(20)压紧于止挡件(411)上。
8.根据权利要求6所述的一种风冷式轴向磁通电机,其特征在于,所述第一通气口(50a)和第二通气口(50b)均设置在壳体(41)上,或者,所述第一通气口(50a)设置在壳盖(42)上,所述第二通气口(50b)设置在壳体(41)上。
9.根据权利要求6所述的一种风冷式轴向磁通电机,其特征在于,所述转轴(10)包括分体设置的第一转轴(11)和第二转轴(12);所述第一转轴(11)和第二转轴(12)可拆卸连接。
10.根据权利要求1所述的一种风冷式轴向磁通电机,其特征在于,所述定子(20)为无铁芯定子。
CN202511205613.3A 2025-08-27 2025-08-27 一种风冷式轴向磁通电机 Pending CN120979075A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202511205613.3A CN120979075A (zh) 2025-08-27 2025-08-27 一种风冷式轴向磁通电机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202511205613.3A CN120979075A (zh) 2025-08-27 2025-08-27 一种风冷式轴向磁通电机

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN120979075A true CN120979075A (zh) 2025-11-18

Family

ID=97658757

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202511205613.3A Pending CN120979075A (zh) 2025-08-27 2025-08-27 一种风冷式轴向磁通电机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN120979075A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20250030304A1 (en) * 2023-07-21 2025-01-23 Borgwarner Inc. Electric motor
US20250030292A1 (en) * 2023-07-21 2025-01-23 Borgwarner Inc. Electric motor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20250030304A1 (en) * 2023-07-21 2025-01-23 Borgwarner Inc. Electric motor
US20250030292A1 (en) * 2023-07-21 2025-01-23 Borgwarner Inc. Electric motor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN115800576B (zh) 一种带有高效率空水混合冷却系统的永磁电机
CN112260485B (zh) 一种双抽交互式高功率密度电机
CN116937892B (zh) 一种盘式电机风、液混合冷却装置
CN101645629A (zh) 一种外转子永磁同步电机的自通风冷却装置
CN113612329A (zh) 轴向磁通电机
CN108649749A (zh) 一种具有注水型绕组和轴-径-周多向自循环通风系统的开关磁阻电机
CN218472873U (zh) 轴向磁通电机及车辆
CN211880253U (zh) 电机结构
CN110768414A (zh) 一种永磁电机的冷却结构
CN110535290A (zh) 超高速电机并联风冷循环系统
CN119021977A (zh) 轴向磁悬浮轴承、磁悬浮旋转机械
CN119420104A (zh) 一种带有风冷结构的磁悬浮高速电机
CN223035511U (zh) 轴向磁悬浮轴承、磁悬浮旋转机械
CN111917243B (zh) 一种自带双冷却风路结构的吊扇电机
CN110011448A (zh) 永磁电机、压缩机和空调器
CN212627526U (zh) 一种自带双冷却风路结构的吊扇电机
US10797565B2 (en) Motor with inner fan
CN116455142B (zh) 飞轮储能设备的电机总成和飞轮储能设备
CN115912728B (zh) 一种高效率的同步电动机
CN119021976A (zh) 轴向磁悬浮轴承、磁悬浮旋转机械
CN118232609A (zh) 一种风冷磁悬浮电机及具有其的风机
CN215871028U (zh) 应用于电机的高效风冷结构
CN209462116U (zh) 永磁电机、压缩机和空调器
CN218771544U (zh) 电机的轴承座、电机和无人机
CN222966833U (zh) 一种减重散热型转子装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination