CN1630165A - 电动机 - Google Patents
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Abstract
一种用于安装在电动机的电枢一端的风扇(30),包括:由模制热塑材料制成的环形部分(40),该环形部分支撑着与风扇叶片(46)一体形成的环形板(42),风扇叶片(46)与在电动机壳体中形成的排气孔轴向对准。风扇叶片(46)远离环形部分(40)横跨环形板(42)的面径向延伸,并延伸进板的环面内。叶片(46)被分组,且中心在电枢的绕组通道上,通过径向壁(50)结合在一起的每组叶片的轴向外边缘在板(42)的环面的径向跨距内,但轴向上与板(42)隔开。
Description
技术领域
本发明涉及电动机,尤其涉及用于永磁直流(PMDC)电动机的内部冷却风扇。
背景技术
目前,存在提高具有给定电动机尺寸的小型电动机的功率输出的持续需求。在需要这样的小型电动机来传送大输出功率时,在电动机内部产生的热量通过功率损耗而消散是困难的。这些电动机质量较小,从而可在临界区经历温度的非常快速的增加。温度过高时,各种元件容易受到损坏。
为了使这些电动机保持在临界温度之下,可以将通风扇安装到电动机上,安装到轴上,安装到换向器上,或直接安装到转子铁心上。一般而言,该通风扇是具有平直径向风扇叶片的离心式风扇,用于在电动机以顺时针或逆时针旋转工作时冷却电动机。
用于PMDC电动机的特定风扇在GB 2385715中示出。设计出这种风扇是用来解决下述问题,由于气流通道的阻力显著不同,一般的风扇产生的气流从换向器上吸入的空气太多,通过转子铁心吸入的空气和从转子绕组上吸入的空气不够。然而,这种风扇设计对于以低成本制造高产量电动机的用途是不实用的,因此仍需要这样一种风扇,其便于在装配电动机后安装到电动机上,能抽吸大量通过转子铁心和在转子绕组的空气,同时还能抽吸换向器上的空气。
发明内容
本发明旨在提供一种能够解决上述问题的用于电动机的风扇,其中该风扇具有多个径向风扇叶片,且很多风扇叶片的根部被换向器遮盖。
因此,本发明提供了这样一种电动机,包括:定子;具有轴的转子;安装在轴上的转子铁心;换向器,安装到转子铁心的第一端附近的轴;绕组,绕转子铁心的突出极缠绕,且连接到换向器的连接器,该突出极具有从轴附近的位置径向延伸的杆,并具有沿周向延伸的极面,由此,相邻的极面通过窄间隙隔开,且相邻的极面通过间隙形成用于容纳在径向外侧开口的绕组的通道(tunnel);壳体,用于装入定子,且具有邻近转子铁心的第二端的形成有进气孔的端壁、邻近定子铁心的第一端形成有排气孔的侧壁、和开口端;端盖,配合到壳体的开口端,且具有额外的进气孔和支持电刷机构(support brushgear),支持电刷机构包括用于将电力传送到换向器的电动机端子;风扇,配合到转子铁心的第一端,且设置为通过进气口将空气吸入壳体内,和通过排气孔将空气从壳体吸出,该风扇具有邻接转子铁心的环形部分、在环形部分的远端上形成的环形板、和在远离环形部分的板的面上形成的轴向和径向延伸的多个风扇叶片,其特中,径向向内延伸的叶片穿过环形板的内边缘,且通过叶片壁在所述叶片之间沿周向延伸和从所述叶片径向内端径向延伸到环形板(42)的内边缘的径向高度,多个风扇叶片与相邻风扇叶片结合。
优选地,结合的风扇叶片与转子铁心的绕组通道对齐。
优选地,该风扇具有f个风扇叶片,以使f=np,这里n为大于1的整数,p为转子铁心的极的数量。
优选地,n等于3。
优选地,风扇叶片以三个为一组进行分组,每组中心均在相应的绕组通道上,且其中叶片壁形成仅由每组叶片结合在一起形成的不连续的环形壁,且位于叶片的每组之间的开口风扇风道朝向换向器并与相应的极杆(pole stem)对准,以从换向器上吸入空气。
优选地,结合风扇叶片的叶片壁具有用于覆盖叶片的径向内端的轴向延伸部分。
优选地,风扇具有多个爪(finger),这些爪从环形部分轴向延伸,并压进极面之间的所述间隙,以将风扇固定到转子铁心。
优选地,该风扇具有多个辅助叶片,这些辅助叶片在邻近环形部分的环形板的面上形成,且从环形部分附近径向延伸到环形板的径向外边缘。
本发明也提供了包括如上所述的电动机的便携式动力工具。
附图说明
现在将参看附图,仅借助于实例描述本发明的优选实施例,其中:
图1是装配有根据本发明的内部冷却风扇的电动机的局部截面侧视图;
图2是图1的电动机的局部截面端视图;
图3是图1的风扇的立体图;
图4是根据第二实施例的可选风扇的立体图。
具体实施方式
图1中所示电动机10的定子包括安装在壳体14中的磁铁12,该壳体14装配有端盖16。转子包括安装在用轴承支承的轴22上的电枢铁心18和换向器20,分别安装在壳体的封闭的端壁中和端盖中。由刷罩支持的碳刷24靠在换向器20上。进气孔26在壳体14的封闭端和端盖16中形成。排气孔28在壳体12的侧壁中形成。该转子也包括安装在电枢铁心的一端与排气孔28对准的风扇30。
电枢铁心18具有五个大致为“T”形的电枢极32。电枢极的外端沿周向被窄的轴向延伸间隙34和所谓的绕组通道36(图2)的较大的径向内部空间隔开。电枢绕组(为了清晰起见未示出)绕电枢极32的杆缠绕,且连接到换向器柄脚38。
如图2和图3中所示,风扇30包括热塑环形部分40,位于环形板42的第一和第二侧上,与支承第一和第二风扇叶片44、46的环形板42模制为一体。第一叶片44从朝向环40的环形板42的第一侧轴向延伸和沿该第一侧径向延伸。第一叶片44从环40附近径向向外延伸到板42的外边缘,在第一叶片44和环40的径向内端之间留出小间隙。第二叶片46从板42的第二侧轴向延伸,和沿该第二侧径向延伸,且从板42的内边缘径向内侧的位置径向向外延伸到板42的外边缘。因此,第二叶片46悬伸进环形板42的轴向空间。可将轴向空间限定为由沿电动机轴轴向凸出的环形板42的环面或内径径向限制的空间。
多个安装柱48从环40远离板42轴向延伸。这些安装柱装配进电枢极32之间的间隙34。安装柱48可通过塑性变形或过盈配合保持在间隙内,但是优选粘合到适当位置。在转子已经以其它方式装配后安装风扇。在正确安装时,将安装柱48完全插入间隙34中,且环40邻接电枢铁心18的轴向端面。环40用于轴向远离电枢铁心隔开环形板42,以使风扇叶片48与换向器柄脚38对准,而避开电枢绕组36。
第二风扇叶片46以三个进行分组,每组的中心叶片与柱48、间隙34、和绕组通道的中心对准。每个中心的叶片通过沿径向和沿周向延伸的叶片壁50连接到最邻近的叶片,叶片壁50结合到叶片46的轴向向外的边缘,且从叶片内边缘径向向外延伸,以基本覆盖悬伸部分(即,径向向内延伸的该叶片部分经过环形板42的内边缘的部分。叶片壁50形成位于如上限定的轴向空间中的不连续的环形壁。
风扇风道52在相邻的风扇叶片之间形成,且在风扇转动时,沿风道径向挤出空气,挤出排气孔28。壁50有效地从换向器20的开口区屏蔽风扇叶片46的内端,且面向绕组通道是开口的,以便将更多的空气从绕组通道吸入由每组中的三个风扇叶片46形成的两个风扇风道28中。存在于三个一组的各组之间的风扇风道28开口朝向换向器20的区域,且从此区域吸入空气,以冷却换向器20。
当这些风道的另一侧面向电枢极32的杆和电枢绕组36时,风道中的气流主要从换向器区流出。
在试图进一步使绕组通道气流与换向器气流分离时,提出图4的实施例。在此实施例中,为第二叶片46的每个组设置另外的壁54。每个另外的壁54封闭各组叶片的风道52的径向内端,从而与第一实施例中的风扇相比,将百分比更高的空气从绕组通道吸入。
对本领域的技术人员而言显然的是,尽管已经描述了作为实例的两个优选实施例,可通过使叶片壁成为将所有叶片连接在一起且横过邻近转子极的杆的风道的连续环形壁,形成另一不是如此优选的实例。通过使气流通道的阻力较高,这将进一步减少来自换向器的气流,且本实施例的适用性将取决于特定应用。
显然的是,第二风扇叶片46的数目与转子的极的数量有关。尽管这些实施例示出每极具有3个风扇叶片且三个一组的风扇,我们也可使用每极2个或4个叶片或更多。因此,风扇叶片的理想数目为f=n*p,其中p是转子的极的数量,n是大于1的整数。
仅借助于实例描述了上述实施例,且各种修改对本领域的技术人员是显而易见的,且不偏离由所附权利要求所限定的本发明的范围。
Claims (10)
1.一种电动机,包括:
定子(12);
转子,具有轴(22)、安装在轴(22)上的转子铁心(18)、靠近转子铁心(18)的第一端配合于轴(22)的换向器(20)、和绕转子铁心(18)的突出极(32)缠绕且连接到换向器(20)的连接器的绕组,所述突出极(32)具有从轴(22)附近的位置径向延伸的杆,并具有沿周向延伸的极面,由此,相邻的极面通过窄间隙(34)隔开,且相邻的极面通过间隙(34)形成在径向外侧开口的用于容纳绕组的通道,
壳体(14),用于容纳定子,且具有邻近转子铁心(18)的第二端的形成有进气孔(26)的端壁、邻近转子铁心(18)第一端的形成有排气孔(28)的侧壁、和开口端;
端盖(16),配合于壳体(14)的开口端,且具有额外的进气孔(26)和支持电刷机构(24),包括用于将电力传送到换向器的电动机端子,以及
风扇(30),装配到转子铁心(18)的第一端,且设置为通过进气口(24)将空气吸入壳体(14)内,和通过排气孔(28)将空气从壳体(14)吸出,所述风扇(30)具有邻接转子铁心(18)的环形部分(40)、在环形部分(40)的远端上形成的环形板(42)、和在远离环形部分(40)的板(42)的面上形成的轴向和径向延伸的多个风扇叶片(46),
其特征在于,
径向向内延伸的叶片经过环形板(42)的内边缘,且多个风扇叶片(46)通过叶片壁(50)与相邻风扇叶片结合,所述叶片壁(50)在所述叶片(46)之间沿周向延伸和从所述叶片(46)的径向内端径向延伸到环形板(42)的内边缘的径向高度。
2.根据权利要求1所述的电动机,其中所述结合的风扇叶片(46)与转子铁心(18)的绕组通道对准。
3.根据权利要求1所述的电动机,其中所述风扇(30)具有f个风扇叶片(46),使f=np,其中,n为大于1的整数,p为转子铁心的极的数量。
4.根据权利要求3所述的电动机,其中n等于3。
5.根据权利要求4所述的电动机,其中风扇叶片以三个为一组进行分组,每组中心均在相应的绕组通道上,且其中叶片壁(50)形成仅将每组的叶片(46)结合在一起的不连续环形壁,且每组叶片(46)之间的开口风扇风道(52)朝向换向器(22),并与相应的极杆对准,以从换向器(22)上吸入空气。
6.根据权利要求1所述的电动机,其中结合所述风扇叶片的叶片壁(50)具有覆盖叶片(46)的径向内端的轴向延伸部分(54)。
7.根据权利要求1所述的电动机,其中风扇(30)具有多个爪(48),这些爪从环形部分(40)轴向延伸,并压进极面之间的所述间隙(34),以将风扇(30)固定到转子铁心(18)。
8.根据权利要求1所述的方法,其中所述风扇(30)具有多个辅助叶片(44),这些辅助叶片在邻近环形部分(40)的环形板(42)的面上形成,且从环形部分(40)附近径向延伸到环形板(42)的径向外边缘。
9.根据权利要求1所述的方法,其中所述风扇叶片(46)是直的。
10.一种包含以上权利要求中的任一所述的电动机的便携式操作动力工具。
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