CN207705993U - 用于驱动风扇的电动机 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种用于驱动风扇的电动机，特别被配置为内转子电动机，具有：定子；转子；驱动轴；设于定子的第一轴向侧上的电动机电子器件；第一冷却叶轮，其对应于电动机电子器件地在定子的第一轴向侧上设于驱动轴上，并且在电动机运行时产生至少流向电动机电子器件的第一冷却气流；及第二冷却叶轮，其直接邻接定子地设于定子的与第一轴向侧对置的第二轴向侧上，并且具有轮叶，轮叶在电动机运行时产生至少沿轴向顺着定子流动的第二冷却气流。根据本实用新型的电动机运行期间冷却其定子或其定子上的绕组，以便在恒定转速下提高电动机的最大功率。

Description

用于驱动风扇的电动机
技术领域
本实用新型涉及一种电动机冷却经改善的、特别被配置为内转子电动机的电动机。所述电动机主要用于驱动风扇。
背景技术
由现有技术已知众多用于驱动风扇或通风机的电动机。由于内转子电动机的结构通常极为紧凑，因此需要随时注意冷却是否充分，以便在保证长使用寿命的同时确保得到想要的功率。在此，定子上的绕组温度往往是限制最大功率的那个参数。因此，降低绕组温度时，可在相同转速下提高电动机的最大功率。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种电动机，在该电动机运行期间冷却其定子或其定子上的绕组，以便在恒定转速下提高电动机的最大功率。
以下特征组合为本实用新型用以达成这一目的的解决方案。
本实用新型提出一种用于驱动风扇的电动机，特别是内转子电动机，具有定子、转子、驱动轴、设于定子的第一轴向侧上的电动机电子器件以及第一冷却叶轮。第一冷却叶轮对应于电动机电子器件地在定子的第一轴向侧上设于驱动轴上，并且在电动机运行时产生至少流向电动机电子器件的第一冷却气流。此外，电动机还包括第二冷却叶轮，所述第二冷却叶轮直接邻接定子地设于定子的第二轴向侧上，第二轴向侧与第一轴向侧对置。第二冷却叶轮具有轮叶，所述轮叶在电动机运行时产生至少沿轴向顺着定子流动的第二冷却气流。
通过使用两个沿轴向与定子和转子对置的冷却轮，既能主动冷却电动机电子器件，又能对转子以及具有叠片组和绕组的定子实施主动冷却。具体来说，第一冷却叶轮所产生的径向第一冷却气流沿着设于印制电路板上的电动机电子器件以及沿着转子和定子的邻接印制电路板的轴向外表面流动。第二冷却叶轮所产生的轴向第二冷却气流优选沿定子的内侧面流动并且在定子绕组的径向外侧被吹出。在定子与转子之间有利地形成冷却缝隙，第二冷却叶轮通过该冷却缝隙吸入第二冷却气流。为此，第二冷却叶轮被配置为径流式叶轮。如此一来，冷却气流能够对定子的组件产生双重的冷却效果(即，在吸入和吹出过程中从内外侧冷却)。通过设置两个轴向对置的冷却叶轮来降低定子温度或定子上的绕组温度，这有助于在相同转速下达到更高的最大功率，从而提高功率产额。本实用新型所揭示的电动机可以替换尺寸较大的电动机。另外，有效冷却能延长电动机的使用寿命。
与仅设置第一冷却叶轮的实施方案以及与完全不设置第一和第二冷却叶轮的实施方案相比，本实用新型所提供的设置第一和第二冷却叶轮的实施方案在室温以及相同的框架条件下运行时，能够将绕组温度分别降低50％和85％。
所述电动机的一种有利的紧凑型实施方案提出：第二冷却叶轮与转子一体连接。通过将第二冷却叶轮粘接或压合在转子的磁体上来建立这一连接。借此通过转子的旋转来驱动第二冷却叶轮。附加性地连接至驱动轴是可以但非必要的。
在所述电动机的改进方案中，驱动轴的支承沿轴向邻接第二冷却叶轮地设于与定子对置的轴向侧上。优选仅轴向单侧地相对定子设置驱动轴的支承。如此一来，第一冷却叶轮在定子的第二轴向侧上可以直接邻接地被定位在驱动轴上并且产生流向电动机电子器件、但也沿着定子和转子的轴向外表面流动的第一冷却气流。可以放弃在第一冷却叶轮的轴向侧上设置附加支承。
在所述电动机的有利实施方案中，借助至少一个内置在端盖中的驱动轴轴承实现支承。但优选使用至少两个驱动轴轴承，这两个驱动轴轴承均整体地容置在端盖中并且沿轴向相隔布置。
在所述电动机的另一技术方案中提出：端盖具有容置空间，第二冷却叶轮容置在容置空间中，运行时在容置空间内部旋转并产生第二冷却气流。通过将第二冷却叶轮整合在端盖的容置空间中，能够有利地使电动机的轴向整体结构变得紧凑。与此相关的另一有利实施方案是：第二冷却叶轮具有轮毂部，该轮毂部沿轴向包围所述至少一个驱动轴轴承。这意味着，驱动轴轴承可被布置在包含第二冷却叶轮的轴向平面内，并且轴向空间需求没有变大。
在所述电动机的实施变体中提出：在端盖与定子之间形成环绕式排出缝隙，通过该排出缝隙可在电动机运行时将第二冷却气流沿径向向外输送并排入环境。如此一来，从定子释放到冷却气流上的热可被精确且无较大流动损失地排放到环境中。
所述电动机的一种改进方案的特征在于：端盖的容置空间和第二冷却叶轮具有彼此相符的形状。这意味着，容置空间的指向第二冷却叶轮的壁部大体上平行于第二冷却叶轮延伸，使得端盖与第二冷却叶轮之间的轴向间隙是恒定的。
在实施例中，第二冷却叶轮具有被配置为沿轴向朝定子倾斜的径向边缘部。如此一来，第二冷却叶轮的造型可以根据定子的形状进行配置，以便通过第二冷却叶轮的形状来补偿定子的轴向突出元件。因此，在定子与第二冷却叶轮或第二冷却叶轮的轮叶之间所形成的间隙是恒定的。此外还可通过容置空间的形状和壁部来引导第二冷却叶轮的流动，例如使其流向定子与端盖之间的环绕式排出缝隙。
事实表明，在关于第二冷却叶轮相对于定子的尺寸方面，有利的实施方案是：第二冷却叶轮有利地具有直径D2，该直径与定子的定子外径DS之间的关系为：0.9D2≤DS≤1.1D2。这意味着，定子和第二冷却叶轮具有大体相同的外径。
另一有利的实施方案是：第一冷却叶轮具有外径D1，该外径与转子的转子外径DR之间的关系为：0.6D1≤DR≤1.1D1。此外，冷却叶轮的以下尺寸是有利的：第二冷却叶轮具有外径D2，该外径与第一冷却叶轮的外径D1之间的关系为：0.3D2≤D1≤0.7D2。如果第一冷却叶轮配置相应较小的外径，第一冷却叶轮就可以部分地沿径向定位在定子内部，从而减小所需要的轴向结构空间，并且有利于电动机的紧凑结构。
作为有利的实施方案，第二冷却叶轮的轮叶相对于电动机的旋转方向采用后弯配置，这能提高第二冷却叶轮的冷却效率。事实表明，轮叶的有利数目是15-25个，特别是17-23个，进一步优选地是19-21个轮叶。
根据本实用新型的电动机运行期间冷却其定子或其定子上的绕组，以便在恒定转速下提高电动机的最大功率。
附图说明
关于本实用新型其他有利改进方案的特征请参阅其他方案，下面参照附图并结合本实用新型的优选实施方案予以详细说明。其中：
图1为电动机实施例的侧面剖视图；
图2为来自图1中的电动机的第二冷却叶轮的实施例透视图。
具体实施方式
在所有视图中，相同部件均用相同的附图标记标示。
图1以侧面剖视图示出电动机1的实施例。电动机1被配置为内转子电动机，具有设于沿轴向延伸的驱动轴4上的转子3以及包围转子3的定子2。定子2包括叠片组11和绕组12。具有布置成叶片环的叶片19的第一冷却叶轮6在定子2的第一轴向侧上被定位在驱动轴4上。印制电路板25连同设于该印制电路板上的电动机电子器件5在包含第一冷却叶轮6的轴向平面内延伸。第一冷却叶轮6沿轴向从上方吸入第一冷却气流，并且使该第一冷却气流沿径向越过印制电路板25以及转子3和定子2的轴向表面后吹出。第一冷却叶轮6的外径小于定子2的内径，因此，第一冷却叶轮6部分地沿轴向插入定子2并且被转子3部分包围。
在与定子2对置的第二轴向侧上，第二冷却叶轮7与定子2的绕组12直接邻接地被定位在驱动轴4上并且与转子3连接。沿轴向紧接其后，电动机1具有端盖10，该端盖包含两个以内置方式容置其中且沿轴向相隔布置的驱动轴轴承13、14，其为驱动轴4提供单侧双重支承。端盖10沿径向延伸至越过定子2并且形成容置空间16，第二冷却叶轮7完全容置在该容置空间中，在电动机1运行时旋转并且通过其后弯轮叶8产生沿轴向顺着定子2的内侧面流动的第二冷却气流。第二冷却气流沿轴向顺着设于转子与定子2的叠片组11和绕组12之间的冷却缝隙9被吸入并且通过设于定子2与端盖10之间的环绕式排出缝隙18被吹出。容置空间16的壁部用于将冷却气流导向排出缝隙18。
另请参考图2，其中以透视图示出第二冷却叶轮7，第二冷却叶轮7在围绕驱动轴4延伸的区域内具有轮毂部15，该轮毂部被配置为沿轴向凹陷并且沿轴向包围上驱动轴轴承13，因此，轮毂部15和驱动轴轴承13是在一个轴向平面内延伸。在邻接轮毂部15的中间部，第二冷却叶轮7呈直线沿径向向外延伸。径向边缘部被配置为沿轴向朝定子2的绕组12倾斜。端盖10的容置空间16的形状与第二冷却叶轮7的造型相符，因此端盖10与第二冷却叶轮7之间的轴向间隙在径向向外的延伸范围内是恒定的。
在图示实施方案中，第二冷却叶轮7的外径与定子2的外径大体一致，但却是第一冷却叶轮6的外径的两倍。
图2所示的第二冷却叶轮7配置有底盘26。十九个后弯轮叶8分别具有同样的形状，其中这些轮叶的轴向自由端缘28分别具有不同的斜率并且与定子2的绕组12的外轮廓相匹配，使得绕组12与轴向端缘28之间的距离是恒定的。轮叶8的径向外缘27越过底盘26的周缘沿径向向外突出。轮叶8在径向内侧与轮毂部15隔开。

Claims (16)

1.一种用于驱动风扇的电动机(1)，其特征在于，所述电动机具有：
定子(2)，
转子(3)，
驱动轴(4)，
设于所述定子(2)的第一轴向侧上的电动机电子器件(5)，
第一冷却叶轮(6)，其对应于所述电动机电子器件(5)地在所述定子(2)的所述第一轴向侧上设于所述驱动轴(4)上，并且在所述电动机(1)运行时产生至少流向所述电动机电子器件(5)的第一冷却气流，及
第二冷却叶轮(7)，其直接邻接所述定子(2)地设于所述定子(2)的与所述第一轴向侧对置的第二轴向侧上，并且具有轮叶(8)，所述轮叶在所述电动机(1)运行时产生至少沿轴向顺着所述定子(2)流动的第二冷却气流。
2.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，所述第二冷却叶轮(7)与所述转子(3)一体连接。
3.根据权利要求1或2所述的电动机，其特征在于，在所述定子(2)与所述转子(3)之间形成冷却缝隙(9)，被配置为径流式叶轮的所述第二冷却叶轮(7)通过所述冷却缝隙吸入所述第二冷却气流。
4.根据权利要求1或2所述的电动机，其特征在于，所述驱动轴(4)的支承沿轴向与所述第二冷却叶轮(7)邻接设置。
5.根据权利要求4所述的电动机，其特征在于，仅轴向单侧地相对所述定子(2)设置所述支承。
6.根据权利要求4所述的电动机，其特征在于，所述支承包括至少一个内置在端盖(10)中的驱动轴轴承(13、14)。
7.根据权利要求6所述的电动机，其特征在于，所述端盖(10)具有容置空间(16)，所述第二冷却叶轮(7)容置在所述容置空间中。
8.根据权利要求6所述的电动机，其特征在于，所述第二冷却叶轮(7)具有轮毂部(15)，所述轮毂部沿轴向包围所述至少一个驱动轴轴承(13)。
9.根据权利要求6所述的电动机，其特征在于，在所述端盖(10)与所述定子(2)之间形成环绕式排出缝隙(18)，通过所述排出缝隙可在所述电动机(1)运行时沿径向向外输送所述第二冷却气流。
10.根据权利要求6所述的电动机，其特征在于，所述端盖(10)的容置空间(16)和所述第二冷却叶轮(7)具有彼此相符的形状，使得所述端盖(10)与所述第二冷却叶轮(7)之间的轴向间隙是恒定的。
11.根据权利要求1或2所述的电动机，其特征在于，所述第二冷却叶轮(7)具有被配置为沿轴向朝所述定子(2)倾斜的径向边缘部。
12.根据权利要求1或2所述的电动机，其特征在于，所述第二冷却叶轮(7)具有直径D2，所述直径与所述定子的定子外径DS之间的关系为：0.9D2≤DS≤1.1D2。
13.根据权利要求1或2所述的电动机，其特征在于，所述第一冷却叶轮(6)具有外径D1，所述外径与所述转子(3)的转子外径DR之间的关系为：0.6D1≤DR≤1.1D1。
14.根据权利要求1或2所述的电动机，其特征在于，所述第二冷却叶轮(7)具有外径D2，所述外径与所述第一冷却叶轮(6)的外径D1之间的关系为：0.3D2≤D1≤0.7D2。
15.根据权利要求1或2所述的电动机，其特征在于，所述第二冷却叶轮(7)的轮叶(8)采用后弯配置。
16.根据权利要求1或2所述的电动机，其特征在于，所述电动机被配置为内转子电动机。
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