CN204089357U - 电动机电枢 - Google Patents
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Abstract
一种电动机电枢，包括：电机主体，其由一组铁芯构成，所述铁芯包括纵向轴线，且所述铁芯包括多个槽和多个磁极，所述磁极沿基本平行于所述纵向轴线的方向延伸。每个槽包括设置于其内部的绕组，散热部件设置于槽的一部分内。所述散热部件为穿越所述槽的所述部分的单个连续部件。或者，所述电动机电枢包括多个散热部件和一个公共散热部件，所述槽的一部分包括至少一个所述散热部件。每个所述散热部件与所述公共散热部件连接。
Description
技术领域
本实用新型涉及用于电动机电枢的散热结构，尤其涉及用于电动机电枢的绕组的散热结构。
背景技术
电动机包括具有定子的定子总成和具有转子的转子总成。所述定子和转子由铁芯、冷拉钢、轧钢、软磁复合材料或者其他任何材料构成，而形成磁极和定义于磁极之间的相应的槽。基于电动机的种类，绕组设置于定子、转子或者两者的槽内。绕组包括裸露部分(例如端部绕组)和包含部分，裸露部分不设置于由定子或者转子定义的槽内，而包含部分设置于磁极之间的槽内。绕组通电来使转子组件绕旋转轴线旋转。绕组具有有限的电阻，当绕组通电时，电能在绕组内以产生热量的形式而消耗。因此，在运行中，电动机的绕组会越来越热，且当绕组的温度达到临界极限时，绕组就会失效。在很多情况下，电动机的额定功率(即，最大输出功率)在受热方面受限于在达到临界温度之前绕组能够承载多少电流。
由于电机的温度，尤其是绕组的温度，经常是电动机性能的限制性因素，因此散热的方式例如强制风冷(即，对流冷却)被用于降低绕组的温度。然而，强制风冷只能够降低裸露于冷风中的绕组部分的温度，并不能有效地降低包含于铁芯内的绕组部分的温度。强制风冷依赖于热量经绕组本身从绕组的包含部分传到绕组的裸露部分的能力。很多原因，例如较小的横截面积，使绕组本身成为较差的热导体，并且热量不容易从绕组的包含部分被吸收到绕组的裸露部分。因此，充分且均匀地冷却电动机的绕组是很困难的。
实用新型内容
在一种实施方式中，本实用新型提供一种电动机电枢，其包括：电机主体，其由一组铁芯构成，所述铁芯包括纵向轴线。所述铁芯包括多个槽和多个磁极，所述磁极沿基本平行于所述纵向轴线的方向延伸。每个槽包括设置于其内的绕组。电动机电枢还包括散热部件，该散热部件设置于多个槽的一部分内，其中，所述散热部件为穿越所述槽的所述部分的单个连续部件。
在另一种实施方式中，本实用新型提供一种电动机电枢，其包括：电机主体，其由一组铁芯构成，所述铁芯包括纵向轴线。所述铁芯包括多个槽和多个磁极，所述槽和磁极沿基本平行于所述纵向轴线的方向延伸。每个槽包括设置于其内的绕组。电动机电枢还包括多个散热部件，其中，所述槽的一部分包括至少一个所述散热部件；和公共散热部件，其中每个所述散热部件与所述公共散热部件连接。
在另一种实施方式中，本实用新型提供一种电动机电枢，其包括：电机主体，所述电机主体包括纵向轴线，多个槽和多个磁极，所述磁极沿基本平行于所述纵向轴线的方向延伸。每个槽包括设置于其内的绕组。电动机电枢还包括散热部件，该散热部件设置于多个槽的一部分内，其中，所述散热部件为穿越所述槽的所述部分的单个连续部件。
在另一种实施方式中，本实用新型提供一种电动机电枢，其包括：电机主体，所述电机主体包括纵向轴线，多个槽和多个磁极，所述磁极沿基本平行于所述纵向轴线的方向延伸。每个槽包括设置于其内的绕组。电动机电枢还包括多个散热部件，其中，所述槽的一部分包括至少一个所述散热部件；和公共散热部件，其中每个所述散热部件与所述公共散热部件连接。
通过参考详细描述和附图，本实用新型的其他方面将变得明显。
附图说明
图1为本实用新型一种实施方式的电动机总成的立体图；
图2为包括散热结构的转子总成的立体图；
图3为沿图2中的线3-3所截的转子总成的剖视图；
图4为本实用新型另一种实施方式的包括散热结构的转子总成的立体图；
图4A为图4中包括散热结构的转子总成的局部放大图；
图5为沿图4中的线5-5所截的转子总成的剖视图；
图6为本实用新型又一种实施方式的包括散热结构的转子总成的立体图；
图7为本实用新型再一种实施方式的包括散热结构的定子总成的立体图；
图8为沿图7中的线8-8所截的定子总成的剖视图。
具体实施方式
在详细说明本实用新型的实施方式之前，应该理解的是本实用新型不限制于以下描述或者附图阐述中所陈述的具体结构和部件分布的应用。本实用新型能够形成其他实施方式并能够以多种方式操作或者实施。并且，应该理解的是在此使用的以描述为目的的措辞和术语不应该视为对本实用新型的限制。
参照图1，电动机总成10包括定子总成14和转子总成18。定子总成14包括定子或者第一电机主体22，转子总成18包括转子或者第二电机主体26，转子或者第二电机主体26具有定义纵向旋转轴线34的轴30。定子22由多个定子铁芯38构成，而转子26由多个转子铁芯42(例如，磁钢铁芯)构成。可选地，定子22或者转子26可由冷拉钢、轧钢、软磁复合材料或者其他任何材料构成。定子铁芯38定义两个定子磁极46和两个定子槽50，当两个定 子磁极46耦合时(图8)，定子槽50定义于两个定子磁极46之间。转子铁芯42同样地定义十二个转子磁极54和十二个转子槽58，当转子磁极54耦合时(图3)，转子槽58定义于转子磁极54之间。定子磁极46、定子槽50、转子磁极54和转子槽58沿基本平行于纵向旋转轴线34的方向延伸。电动机总成10在此将描述成电机，但不限制应用于电机应用，因为该总成也能够在发电机中使用。
定子总成14还包括设置于定子槽50内的定子绕组62(例如，磁场绕组)，且定子绕组62围绕于由定子铁芯38定义的定子磁极46。定子绕组62包括裸露部分66(例如，端部绕组)和包含于定子铁芯38或者槽50内的包含部分70。转子总成18还包括设置于转子槽58内的转子绕组74(例如，电枢绕组)，且转子绕组74围绕于由转子铁芯42定义的转子磁极54。转子绕组74包括裸露部分78(例如，端部绕组)和包含于转子铁芯42内的包含部分82。转子绕组74与由轴30支撑的换向器总成86电连接。换向器总成86通过电刷总成(未示出)传送电流给转子绕组74。如图1所示的电动机总成包括设于转子总成18上的第一散热结构100和设于定子总成14上的第四散热结构400。多种散热结构都适用于图1所示的电动机总成，且在下文中详细描述的本实用新型的各个实施方式具有共同引用的共同特征。
图2示出根据本实用新型的一种实施方式的散热结构100。散热结构100包括设于转子槽58内且与转子绕组74相邻的连续散热部件104。连续散热部件104穿过每个转子槽58围绕于转子磁极54。连续散热部件104包括裸露部分108(例如，弯曲端部)和设于转子槽58内的包含部分112。裸露部分108从一个转子槽58弯曲到相邻的转子槽。尽管在所述的实施方式中示出了十二个裸露部分和包含部分，但是在一些其他的实施方式中，可以取决于在转子总成中使用的转子磁极和转子槽的数量而使用较少或较多的裸露部分和包含部分。
参照图3，包含的散热部分112与转子绕组的包含部分82热接触。绝缘体90设置于每个转子槽58内来封装包含散热部分112和转子绕组包含部分82以填充转子槽58。连续散热部件104的包含散热部分112从转子绕组74的包含部分82吸收热量。包含散热部分112有效地将热量传导至转子铁芯42外面的裸露散热部分108。与转子绕组74的导热系数相比，连续散热部件104具有更大的导热系数(即，与转子绕组74相比，热能能够更容易地传递到连续散热部件104)。连续散热部件104的包含部分82能够通过更有效地传导热能至转子铁芯42的外面而降低转子绕组74的包含部分82的温度。连续散热部件104的裸露部分108和转子绕组74的裸露部分78通过裸露于环境空气或者强制风冷中而被冷却。
图4、图4A和图5所示为根据本实用新型另一种实施方式的散热结构200。散热结构200包括设置于每个转子槽58内的散热部件204。每个散热部件204包括第一端208、第二端212和中间部分216。散热部件204设置于转子槽58内，这样，第一端208和第二端212设置于转子26的第一端220上，而中间部分216设置于转子26的相反的第二端224上。公共散热部件228或者磁盘安装于轴30上，从而在转子26的第一端220上与轴30共同转动，且公共散热部件228或者磁盘包括支撑槽232，该支撑槽232用于容纳相应的散热部件204。在所述的实施方式中，散热部件204的第一端208和第二端212容纳于支撑槽232内。第一端208设置于支撑槽232内同时散热部件204在第一端220穿越转子槽58并在第二端224离开转子槽58。当在第二端224离开转子槽58后，散热部件204在中间部分226处折叠，并穿越回同一个的转子槽58，且散热部件204的第二端212终止于公共散热部件228的支撑槽232。散热部件204的第一端208和第二端212牢固地固定(例如，焊接或者锡焊)于公共散热部件228内。在其他构造中，散热部件204和公共散热部件228为单个的集成元件。
参照图5，每个转子槽58包括包含部分236，对于每个散热部件204，包含部分236具有第一横截面240和第二横截面224(即，每个槽包含同一个散热部件的两个片段(two passes))。裸露散热部分248包括每个散热部件204的中间部分216、第一端208和第二端212，另外还包括公共散热部件228。包含部分236设置为与转子绕组74热接触。散热部件204因此将能从绕组包含部分82产生的热量传导至散热结构200的裸露部分248。转子绕组的包含部分82与第一横截面240和第二横截面224都热接触。公共散热部件228提供较大的热质量来吸收从转子绕组74耗散的能量。类似于上文所述的结构100，来自转子绕组包含部分82耗散热量通过散热部件204有效地被带到转子铁芯42的外面，在散热部件204上热量能够消散于周围环境中。
图6所示为根据本实用新型另一种实施方式的散热结构300。散热结构300包括与公共散热部件308连接的散热部件304。在所述的实施方式中，公共散热部件308为风扇，其具有连接于轴30并与轴30一起旋转的扇叶312。每个散热部件304包括连接于风扇308的第一端316、连接于风扇308的第二端320以及延伸于第一端316与第二端320之间的中间部分324。散热部件304设置于转子槽58内，这样，第一端316和第二端320与风扇308热接触，而中间部分324在转子26的相反端328处弯曲地延伸到转子铁芯42之外。每个转子槽58包括设置为接近转子绕组74的散热部件304的一个片段(one pass)，散热部件304设置于一对相邻的转子槽58内。散热部件304的第一端316和第二端320与风扇308热接触，这样，在转子绕组包含部分82耗散的热量从散热部件304传导至风扇308。风扇308在与轴30一起旋转时产生气流，所产生的气流促进散热部件304的冷却，并且还冷却风扇308本身。
图7和图8所示为根据本实用新型另一种实施方式的散热结构400。散 热结构400包括定子总成14，同时散热部件404设置于定子槽50内并与定子绕组62热接触。每个散热部件404包括裸露部分408，裸露部分408基本遵循定子端部绕组66的曲率。散热部件404还包括定子槽50内的包含部分412。散热部件404为形成于定子槽50内的单个的连续块。在所述的实施方式中，具有对应于每个定子磁极46的连续散热部件404。接近于定子绕组包含部分70的包含散热部分412从定子绕组包含部分70吸取消耗的热量并将热量传导至裸露散热部分408。类似于之前的散热结构，散热部件404能够更有效地传导热能，因此定子绕组62的热量能更容易地被带出定子铁芯38，而使热量消耗于周围环境中。在其他实施方式中，散热部件404由第一块和第二块构成，第一块大约延伸到定子长度的一半，定子长度定义为纵向轴线34的从定子22的第一端416开始的长度，第二块大约延伸到从定子22的第二端420插入的定子长度的一半。
上文所有实施方式中描述的散热部件都能够由铜或者铝基材料制造，并可以包括导线绝缘膜。本实用新型的多种特征和优点陈述于权利要求中。
Claims (22)
1.一种电动机电枢，其特征在于，包括：
电机主体，由一组铁芯构成，所述铁芯包括纵向轴线，且所述铁芯包括多个槽和多个磁极，所述磁极沿平行于所述纵向轴线的方向延伸，其中，每个槽包括设置于其内部的绕组；和
散热部件，该散热部件设置于多个槽的一部分内，其中，所述散热部件为穿越所述槽的所述部分的单个连续部件。
2.根据权利要求1所述的电动机电枢，其特征在于，所述散热部件设置于形成在定子铁芯上的槽内。
3.根据权利要求2所述的电动机电枢，其特征在于，所述散热部件从定子的第一端延伸到定子长度的一半，而第二连续散热部件从相反端延伸到定子长度的一半。
4.根据权利要求1所述的电动机电枢，其特征在于，所述散热部件为遵循绕组的端部绕组部分的曲率而形成。
5.根据权利要求1所述的电动机电枢，其特征在于，所述散热部件设置于形成在转子铁芯上的槽内。
6.根据权利要求1所述的电动机电枢，其特征在于，所述多个槽的所述部分包括全部的所述多个槽。
7.根据权利要求1所述的电动机电枢，其特征在于，所述散热部件包括设置于铁芯外的裸露部分和设置于所述槽内的包含部分，所述包含部分与所述绕组热接触。
8.根据权利要求7所述的电动机电枢，其特征在于，所述裸露部分从一个槽弯曲到相邻的槽。
9.根据权利要求1所述的电动机电枢，其特征在于，所述散热部件包括第一端、第二端和中间部分，且第一端和第二端设置于所述铁芯的公共端，而中间部分设置于所述铁芯的相反端。
10.一种电动机电枢，其特征在于，包括：
电机主体，其由一组铁芯构成，所述铁芯包括纵向轴线，且所述铁芯包括多个槽和多个磁极，所述槽和磁极沿平行于所述纵向轴线的方向延伸，其中，每个槽包括设置于其内的绕组；
多个散热部件，其中，所述槽的一部分包括至少一个所述散热部件；和
公共散热部件，其中每个所述散热部件与所述公共散热部件连接。
11.根据权利要求10所述的电动机电枢，其特征在于，每个所述槽包括至少一个散热部件。
12.根据权利要求10所述的电动机电枢，其特征在于，所述多个散热部件设置于形成在转子铁芯上的槽内。
13.根据权利要求12所述的电动机电枢，其特征在于，所述公共散热部件为连接于转子上而与转子一起旋转的磁盘。
14.根据权利要求13所述的电动机电枢，其特征在于，所述磁盘包括多个支撑槽来容纳所述多个散热部件。
15.根据权利要求14所述的电动机电枢，其特征在于，容纳于所述磁盘的所述支撑槽内的多个散热部件的一部分焊接于所述磁盘。
16.根据权利要求10所述的电动机电枢，其特征在于，每个所述散热部件包括第一端、第二端和中间部分，且第一端和第二端设置于所述铁芯的公共端，而中间部分设置于所述铁芯的相反端。
17.根据权利要求10所述的电动机电枢，其特征在于，所述公共散热部件为连接于转子上而与转子一起旋转的风扇。
18.根据权利要求10所述的电动机电枢，其特征在于，每个所述散热部件包括第一端、第二端和中间部分，且第一端和第二端与所述公共散热部件热接触，而所述中间部分延伸到所述铁芯的相反端之外。
19.根据权利要求10所述的电动机电枢，其特征在于，每一个所述槽提供有一个散热部件。
20.根据权利要求10所述的电动机电枢，其特征在于，每对相邻的所述槽提供有一个散热部件。
21.一种电动机电枢，其特征在于，包括：
电机主体，所述电机主体包括纵向轴线，多个槽和多个磁极，所述磁极沿平行于所述纵向轴线的方向延伸，其中，每个槽包括设置于其内的绕组；和
散热部件，该散热部件设置于多个槽的一部分内，其中，所述散热部件为穿越所述槽的所述部分的单个连续部件。
22.一种电动机电枢，其特征在于，包括：
电机主体，所述电机主体包括纵向轴线，多个槽和多个磁极，所述磁极沿平行于所述纵向轴线的方向延伸，其中，每个槽包括设置于其内的绕组；
多个散热部件，其中，所述槽的一部分包括至少一个所述散热部件；和
公共散热部件，其中每个所述散热部件与所述公共散热部件连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20150107 |