CN209844725U - 一种内置有冷却装置的电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种内置有冷却装置的电机，涉及电机领域，该电机包括定子壳、转子轴、转子铁芯和定子铁芯；在两铁芯之间存有气隙；定子铁芯与定子壳间存有第一通风间隙；冷却装置包括鼓风单元、第一内风扇、第二内风扇和布设在第一通风间隙内的通风导热管；转子铁芯与转子轴之间具有第二通风间隙。通过两内风扇将气流鼓入依次相通的第二通风间隙、布置在转子铁芯内的径向通风间隙、气隙、布置在定子铁芯内的径向通风间隙及第一通风间隙,使气流带走了电机内部热量；气流在第一通风间隙中，与被鼓风单元鼓入通风导热管中的外部的冷空气进行热交换，使内部的气流形成内部冷却循环，有效地提高了散热冷却效果，可广泛地应用于电机制造技术领域。

Description

一种内置有冷却装置的电机

技术领域

本实用新型涉及一种电机，特别涉及一种内置有冷却装置的电机。

背景技术

大功率低压电机是一种将电能转换成机械能的设备，在能量转换过程中不可避免地会产生大量热量，如果散热不及时，会导致电机效率降低，甚至会损坏电机，通常做法是在外壳上设置散热筋/通风槽等冷却装置，以解决电机的散热及由此带来的电机效率低的技术问题。

例如，如公开号为CN101162858A的专利文献所公开一种电机，其包括定子壳、安装在该定子壳的两端上的定子端盖、可转动地安装在该两个定子端盖上的转子、套装在转子轴的尾端外的扇热风扇、罩盖在扇热风扇外的风扇护罩、布置在该风扇护罩内的附加风扇及用于驱使该附加风扇转动以进行鼓风扇热的驱动电机。在工作过程中，扇热风扇与附加风扇所鼓动的气流在风扇护罩的导流作用下，流经设于定子壳周面上的通风槽，以带走经定子壳所传递出的热量，通过增设附加风扇，在能在电机停机或转速降低时。

但是，由定子壳与两侧端盖所围成的内腔较为封闭，且内部空气流通性不好，很难确保热量能够及时有效地传递至定子壳上，使其散热效果不佳，尤其是对于大功率变频调速三相异步电机。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种内置有冷却装置的电机，以提高其散热冷却效果。

为了实现上述主要目的，本实用新型提供的内置有冷却装置的电机，包括定子壳，固定安装在定子壳的两端上的定子端盖，通过两定子端盖而可转动地支撑在定子壳两端上的转子轴，套装在转子轴外的转子铁芯，和套装在定子壳内壁内的定子铁芯；在定子铁芯的内周面与转子铁芯的外周面之间存有气隙；定子铁芯的外周面与定子壳的内壁面间存有第一通风间隙；冷却装置包括布设在第一通风间隙内的多根通风导热管，安装在定子壳体的尾端部上且向多根通风导热管鼓风的鼓风单元，套装在转子轴首端上并向转子铁芯鼓风的第一内风扇，及套装在转子轴的尾端上并向转子铁芯鼓风的第二内风扇；多根通风导热管环绕定子铁芯的周向布置，且与定子铁芯及定子壳内壁之间存有通风间隙；多根通风导热管的出风端口位于定子壳的前侧且与外部环境连通；鼓风单元的进风口与外部环境连通；转子铁芯与转子轴之间具有沿轴向布置的第二通风间隙；第二通风间隙、布置在转子铁芯内的径向通风间隙、气隙、布置在定子铁芯内的径向通风间隙、第一通风间隙及内风扇的安装室之间依序连通。

基于该结构改进的电机，通过鼓风单元的鼓风作用，驱使外部环境中的冷空气进入布置在电机的第一通风间隙中的通风导热管中，通风导热管中的冷空气通过通风导热管的管壁在与第一通风间隙中的热空气进行热交换后，沿通风导热管排出到外部环境中；而在定子壳内部，通过设置在转子轴首尾两端的第一内风扇和第二内风扇分别朝向转子铁芯鼓动气流，使安装室内的气流被鼓入第二通风间隙、布置在转子铁芯内的径向通风间隙、气隙、布置在定子铁芯内的径向通风间隙及第一通风间隙,在此过程中，气流带走了转子铁芯与转子铁芯及绕组所产生热量，形成热空气,并在第一通风间隙中，与上述冷空气进行热交换，热交换产生的冷气流流动以填充内风扇的安装室,使气流形成内部循环。此外，与现有技术中电机通过附加风扇，向定子壳的表面的散热槽鼓风，再将内腔中的热量通过定子壳的壳体与外界空气进行热交换相比，本电机能使内部的气流形成一个内部冷却循环，并通过布设在第一通风间隙内的通风导热管将电机内部的热量充分快速地排出到外界环境，有效地提高了散热冷却效果。

更具体的方案为定子端盖上设置有安装通孔，通风导热管的端部套装在安装通孔内。使通风导热管便于安装。

进一步的方案为鼓风单元包括导风筒、鼓风风扇及用于驱使鼓风风扇转动的鼓风电机；导风筒的首端固定连接在尾侧定子端盖上，且与之气密连接。提高电机的紧凑性及简化连接结构。

进一步的方案为定子端盖包括端盖连接板和端盖；端盖固定连接在端盖连接板的外端部上，端盖连接板与定子壳的端部固定连接；安装通孔设置在端盖连接板上。通过打开端盖即可进行电机的日常维修，有效避免了由于移动定子端盖，而使得套装在安装通孔内的通风散热管产生形变。

进一步的方案为相邻两根通风导热管的管外壁面之间存有通风间隙。提高通风导热管内的空气与电机内部的空气的热交换的效果。

进一步的方案为在转子轴的径向上，多根通风导热管组成两圈以上环绕定子铁芯的管组。增加了导热面，从而进一步提高通风导热管内的空气与电机内部的空气的热交换的效果。

进一步的方案为多根通风导热管构成多个环绕定子铁芯的周向均匀布置的通风导热管组。使得电机在周向上的不同位置处的换热效果更加均匀，从而进一步提高通风导热管内的空气与电机内部的空气的热交换的效果。

进一步的方案为通风导热管的长度方向沿转子轴的轴向延伸布置。以方便快捷地安装通风导热管。

进一步的方案为转子铁芯由第一硅钢片和布置在相邻两个第一硅钢片之间的硅钢垫片叠压而成；定子铁芯由第二硅钢片和布置在相邻两个第二硅钢片之间的硅钢垫片叠压而成。使得每个径向通风间隙较为均匀，保证了内部气流能顺畅地通过每个径向通风间隙。

进一步的方案为在定子铁芯的两端部固设有支撑板，支撑板上设有套装孔。使得支撑板具有天然的固定功能，通过将通风导热管固定地套装在套装孔上，使得通风导热管自然地与端盖上的安装通孔对应，便于通风导热管快捷地套装在安装通孔上。

附图说明

图1为本实用新型实施例的轴向半剖视图；

图2为图1的A局部放大图；

图3为本实用新型实施例的首端侧视图；

图4为图2的B局部放大图；

图5为图2的C局部放大图；

图6为图3的D局部放大图；

图7为图2的E局部放大图；

图8为图7的H局部放大图；

图9为图2的F局部放大图；

图10为图2的G局部放大图。

具体实施方式

以下结合实施例及其附图对本实用新型作进一步说明。

实施例

参见图1至图10，本实用新型电机1包括定子壳2，固定安装在定子壳2的两端上的左定子端盖14和右定子端盖15，通过两定子端盖而可转动地支撑在定子壳2的左右两端上的转子轴3，套装在转子轴3外的转子铁芯 4，套装在转子轴3的前端部外并位于转子铁芯4左侧的第一内风扇5，套装在转子轴3的尾端部外并位于转子铁芯4右侧的第二内风扇6，套装在定子壳2内壁内的定子铁芯7，安装在定子铁芯7内的定子绕组9,及鼓风单元8。

右定子端盖15包括右端盖连接板151和右端盖150。右端盖150固定连接在右端盖连接板151的外端部上，具体地，固定连接的方式为螺栓固定连接。右端盖连接板151上均布有第一安装通孔1510。

左定子端盖14包括左端盖连接板141和左端盖140。左端盖140固定连接在左端盖连接板141的外端部上，具体地，固定连接的方式为螺栓固定连接。左端盖连接板141上均布有位置与第一安装通孔1510相匹配的第二安装通孔1410。

参见图1、图2和图4，鼓风单元8包括固定连接在右端盖连接板151 的外端部上的导风筒80，固定连接在导风筒80内的鼓风电机81和安装在鼓风电机81的转子轴上的鼓风风扇82。导风筒80为圆筒结构，鼓风风扇 82布置在其右侧端口处，使该右侧端口部构成本实施例中的进风端口部800，具体地，鼓风风扇82套装在该进风端口部800内，左侧端口部为出风端口部801，该出风端口部801通过多个螺栓固定在右端盖连接板151的外端部上，且二者间为气密连接。

参见图1至图6，定子铁芯7的外周面与定子壳2的内壁面间存有第一通风间隙。在第一通风间隙中,环绕转子轴3的中轴线均匀地设置有多个通风导热管组20，通风导热管组20由多根通风导热管200按预设规律排列组合成,且相邻两根通风导热管200的管外壁面之间存有通风间隙,通风导热管200的长度方向沿转子轴3的轴向延伸布置,即与转子轴3的轴向相平行布置；在径向上,通风导热管组20位于定子壳2的内壁的侧旁；在本实施例中，通风导热管200的材料由导热率高的金属材质制成。每根通风导热管 200的两端部分别套装在右定子端盖15上第一安装通孔1510内和左定子端盖14的第二安装通孔1410内，以使通风导热管200的进风口2002与导风筒80的内腔连通，而出风口2001与外部大气环境连通，在本实施例中，通风导热管200有10组。前述按预设规律排列组合,在本实施例中,具体地为每个通风导热管组20沿定子壳2的径向均匀地分层排布，在本实施例中，每组通风导热管200分为3层；每层通风导热管200沿定子壳2的周向呈圆弧型结构均匀的分布，在本实施例中，每层的通风导热管200的数量为7 个,在同组同层的通风导热管200中,相邻两根通风导热管200之间的间距相等；不同的通风导热管组20的同层通风导热管200的中心轴线共同一圆柱面布置。

参见图1、图2、图7和图8，转子铁芯4由多个硅钢片41和放置在每个硅钢片41之间的弓型钢42叠压而成，使得相邻两片硅钢片41之间形成有第一径向通风间隙410，沿转子轴3的径向,该第一径向通风间隙410从内侧面延伸贯通至外侧面上。

参见图1、图2、图7和图8，定子铁芯7由多个硅钢片71和放置在每个硅钢片71之间的弓型钢72叠压而成，使得相邻两片硅钢片71之间形成有第二径向通风间隙710，沿转子轴3的径向,该第二径向通风间隙710从内侧面延伸贯通至外侧面上。

转子铁芯4与转子轴3之间具有第二通风间隙，该第二通风间隙的左右两端口构成了本实施例中的内进风口13,而第二通风间隙构成了第一径向通风间隙410的进风口4101与内进风口13的连接通道。在定子铁芯7 的内周面与转子铁芯4的外周面之间存有气隙12,且第一径向通风间隙410 的出风口4100与气隙12相通。气隙12与第二径向通风间隙710的进风口 7101相通，第二径向通风间隙710的出风口7100与第一通风间隙相通。

参见图1至图10，本实用新型电机1在工作过程中,其冷却过程具体如下：

1.鼓风单元8工作时，鼓风电机81驱动鼓风风扇82旋转，使得外部的冷气体从导风筒80的进风端口部800进入鼓风风扇82，该气体受到鼓风风扇82上的叶片的推挤获得能量，提高了压力和速度，以行进至导风筒80 的出风端口部801。

2.出风端口部801的冷气体通过进风口2002流入通风导热管200中，且通风导热管200内的冷空气通过通风导热管200的管壁，与第一通风间隙中的热空气进行热交换。

3.热交换后的通风导热管200中的空气，通过通风导热管200的出风口201被排出到外部大气环境。

4.第一内风扇5和第二内风扇6随转子轴3转动，第一内风扇5朝向转子铁芯4鼓动气流，使气流从第二通风间隙的内进风口13排入转子铁芯 4与转子轴3之间的第二通风间隙；第二内风扇6朝向转子铁芯4鼓动气流，使气流从第二通风间隙的内进风口13排入转子铁芯4与转子轴3之间的第二通风间隙,与通风导热管200换热之后的冷气流沿转子轴3径向移动以填补被该两风扇所泵走的气体。

5.两侧的气流在第二通风间隙中交汇后，沿转子铁芯4的径向向外通过进风口4101排入到转子铁芯4中的第一径向通风间隙410中,并从出风口4100排出到气隙12；气隙12中的气流再从进风口7101排入到定子铁芯中7的第二径向通风间隙710中，并从第二径向通风间隙710的出风口7100 排出到第一通风间隙，在此过程中，气流带走经转子轴3、转子铁芯4和转子铁芯4所传递出的热量，形成热空气,并在第一通风间隙中，与上述冷空气进行热交换，从而形成内部循环,从而提高换热效率。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种内置有冷却装置的电机，包括定子壳，固定安装在所述定子壳的两端上的定子端盖，通过两定子端盖而可转动地支撑在所述定子壳两端上的转子轴，套装在所述转子轴外的转子铁芯，和套装在所述定子壳内壁内的定子铁芯；在所述定子铁芯的内周面与所述转子铁芯的外周面之间存有气隙；其特征在于：

所述定子铁芯的外周面与所述定子壳的内壁面间存有第一通风间隙；所述冷却装置包括布设在所述第一通风间隙内的多根通风导热管，安装在所述定子壳的尾端部上且向所述多根通风导热管鼓风的鼓风单元，套装在所述转子轴的首端上并向所述转子铁芯鼓风的第一内风扇，及套装在所述转子轴的尾端上并向所述转子铁芯鼓风的第二内风扇；所述多根通风导热管环绕所述定子铁芯的周向布置，且与所述定子铁芯及所述定子壳内壁之间存有通风间隙；所述多根通风导热管的出风端口位于所述定子壳的前侧且与外部环境连通；所述鼓风单元的进风口与外部环境连通；

所述转子铁芯与所述转子轴之间存有沿轴向布置的第二通风间隙；所述第二通风间隙、布置在所述转子铁芯内的径向通风间隙、所述气隙、布置在所述定子铁芯内的径向通风间隙、所述第一通风间隙及内风扇的安装室之间依序连通。

2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于：

所述定子端盖上设置有安装通孔，所述通风导热管的端部套装在所述安装通孔内。

3.根据权利要求2所述的电机，其特征在于：

所述鼓风单元包括导风筒、鼓风风扇及用于驱使所述鼓风风扇转动的鼓风电机；

所述导风筒的首端固定连接在尾侧定子端盖上，且与之气密连接。

4.根据权利要求2所述的电机，其特征在于：

所述定子端盖包括端盖连接板和端盖；所述端盖固定连接在所述端盖连接板的外端部上，所述端盖连接板与所述定子壳的端部固定连接；所述安装通孔设置在所述端盖连接板上。

5.根据权利要求1所述的电机，其特征在于：

相邻两根所述通风导热管的管外壁面之间存有通风间隙。

6.根据权利要求5所述的电机，其特征在于：

在所述转子轴的径向上，所述多根通风导热管组成两圈以上环绕所述定子铁芯的管组。

7.根据权利要求6所述的电机，其特征在于：

所述多根通风导热管构成多个环绕所述定子铁芯的周向均匀布置的通风导热管组。

8.根据权利要求7所述的电机，其特征在于：

所述通风导热管的长度方向沿所述转子轴的轴向延伸布置。

9.根据权利要求1至7任一项权利要求所述的电机，其特征在于：

所述转子铁芯由第一硅钢片和布置在相邻两个所述第一硅钢片之间的硅钢垫片叠压而成；

所述定子铁芯由第二硅钢片和布置在相邻两个所述第二硅钢片之间的硅钢垫片叠压而成。

10.根据权利要求1至7任一项权利要求所述的电机，其特征在于：

在所述定子铁芯的两端部固设有支撑板，所述支撑板上设有套装孔，所述通风导热管套装地固定在所述套装孔上。