CN210693686U - 一种稀土永磁盘式无铁芯电机散热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于一种电机散热系统，具体是涉及到一种稀土永磁盘式无铁芯电机散热系统，包括定子盘、位于定子盘两侧的左转子和右转子以及电机左壳和电机右壳，电机左壳和电机右壳的内环固定有转轴，定子盘固定于电机左壳和电机右壳的外缘端部之间，其特征是，电机左壳、左转子、定子盘、右转子和电机右壳之间分别具有散热通道T1、散热通道T2、散热通道T3和散热通道T4，左转子和右转子靠近转轴一端汇合并与转轴固定连接，汇合处设置有与散热通道T2和散热通道T3连通的散热通道T5，转轴中空处对应散热通道T1、散热通道T5和散热通道T4设置有通气孔，电机右壳和电机左壳外圈均布有连通散热通道T1、散热通道T2、散热通道T3和散热通道T4的通风槽。

Description

一种稀土永磁盘式无铁芯电机散热系统

技术领域

本实用新型属于一种电机散热系统，具体是涉及到一种稀土永磁盘式无铁芯电机散热系统。

背景技术

与传统的圆柱形电机的径向磁场不同，永磁与传统的圆柱形电机的径向磁场不同，永磁盘式电机气隙为平面型，气隙磁场为轴向式，具有轴向尺寸短、重量轻、结构简单、控制灵活等特点，同时还具有功率/体积比高、功率因素高、所需的逆变器容量小等优点，是一种应用广泛的电机。

电机在工作过程中，电机内部转子和定子处会产生大量的热量。为了提高盘式电机定子的散热能力，目前普遍采用导热性能良好的材料作为定子或者外加散热装置，外加散热装置导致增加了电机整体的体积和重量，与永磁盘式电机的优势相悖，同时外加散热装置增加能耗，且目前外加散热装置，并无法直接对电机内部发热源进行散热，其散热效果一般。

申请号为CN201620056101.5的中国实用新型专利申请公开了一种永磁盘式电机冷却系统，记载有永磁盘式电机由转子、永磁体、盘式定子电枢和主轴组成，主轴中心进风孔，主轴径向出风口和转子结合部的通风槽构成径向通风道，与电枢和永磁体之间的气隙相连通，同时在永磁电机转子上开设有轴向倾斜风孔，以及内腔壁上设置风扇叶组，采用该方案通过离心力通过风扇组件产生风压，对盘式电机定子和永磁铁同时进行冷却，冷却效果很好，无需外加辅助零件，但是，通过风扇组件产生风压进行散热，一定程度上损耗了电机的功耗，且风扇组件在长期使用后可能会产生变形，需要定期检修，否则会严重会影响到转子旋转的平稳性，存在安全隐患；同时，中空结构的转轴以及主轴径向出风口，受结构强度的影响，均有尺寸限制，因此，进风量大打折扣导致散热效果一般，其构成的冷却循环冷却，从倾斜风口往转子结合部行走的风是已经带走转子结合部热量的热风，其散热效果一般。

申请号为CN201620568644.5的中国实用新型专利申请公开了一种磁矩阵无铁芯电动机的内腔通风散热系统装置，记载有在外壳上开设有多个通风散热孔，以及在定子和转子内腔能形成有效的散热循环通道提高散热效率，其散热的进风口带径向通气槽旋转变压器座的左端面与右壳体的右端面结合处形成散热通道E，该散热通道虽然加大了进气的口径，增加了散热的风量，但是很大程度上影响了电机右壳体的结构强度，以及与旋转变压器座和旋转变压器盖的安装稳定性，降低了使用寿命以及安全系数。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种散热效果好，结构稳固的稀土永磁盘式无铁芯电机散热系统。

本实用新型的内容包括定子盘、位于定子盘两侧的左转子和右转子以及电机左壳和电机右壳，所述电机左壳和电机右壳的内环通过轴承固定有转轴，所述定子盘固定于电机左壳和电机右壳的外缘端部之间，所述电机左壳、左转子、定子盘、右转子和电机右壳之间分别具有散热通道T1、散热通道T2、散热通道T3和散热通道T4，所述左转子和右转子靠近转轴一端汇合并与转轴固定连接，汇合处设置有与散热通道T2和散热通道T3连通的散热通道T5，所述转轴为中空结构，转轴中空处对应散热通道T1、散热通道T5和散热通道T4设置有通气孔，所述电机右壳和电机左壳外圈呈环形阵列设置有连通散热通道T1、散热通道T2、散热通道T3和散热通道T4的通风槽。

更进一步地，所述电机左壳和电机右壳与定子盘的配合处环形阵列设置有若干个通风孔。

更进一步地，所述散热通道T1和散热通道T2与左侧的通风孔汇合，散热通道T3和散热通道T4与右侧的通风孔汇合，两侧的通风孔均与通风槽汇合。

更进一步地，所述电机左壳与定子盘位于左侧的通风孔处设置有斜边，所述电机右壳与定子盘位于右侧的通风孔处设置有斜边。

更进一步地，所述电机左壳和/或电机右壳上还环形阵列设置有若干个定位凹槽，所述定位凹槽与通风孔交错分布，所述定子盘上设置有与定位凹槽配合的定位凸台。

更进一步地，所述转轴为阶梯轴，位于电机内部一侧为大端。

更进一步地，所述转轴一端套接有带通风槽旋转变压器座，带通风槽旋转变压器座上设置有进气座。

更进一步地，所述进气座上和所述通风槽上均设置有隔离网。

更进一步地，所述左转子和右转子靠近定子盘的一侧面呈环形阵列设置有若干块永磁块，相邻和相对的永磁块级向相反。

更进一步地，所述左转子和右转子的内环处设置有散热孔，散热孔将散热通道T1和散热通道T4与散热通道T5连通。

本实用新型的有益效果是，本实用新型通过散热通道T1、散热通道T2、散热通道T3和散热通道T4的设计，对电机内部各个腔室进行单独散热，避免散热相互干扰，且最后热量均通过设置在电机外壳外圈均布的通风槽带离，使得各个散热通道均成直线设置，气流直进直出，加快气流通过的速度和带离热量的效率，散热通道T5的设计，将通气孔内新空气分布至散热通道T2和散热通道T3内，可将左转子和右转子靠近转轴一端汇合连接，使左转子和右转子安装紧凑，简化了转子的安装，提高转子的结构强度。

附图说明

附图1为本实用新型的主视图。

附图2为图1中A-A处剖视图。

附图3为本实用新型的仰视图。

附图4为本实用新型中电机右壳的立体侧视图。

附图5为本实用新型中定子盘的立体侧视图。

附图6为本实用新型中左转子的正视图。

在图中，1电机右壳、2电机左壳、3定子盘、4左转子、5左稀土永磁块、6带通风槽旋转变压器盖、7带通风槽旋转变压器座、8进气座、9旋转变压器组件、10波形弹簧挡圈、11左轴承、12转轴、1201通气孔、13右轴承端盖、14锁紧螺母、15右轴承、16右转子、17右稀土永磁块、18电气盒组件、19通风槽、20通风孔、21定位凹槽、22定位凸台、23散热孔、24散热通道T5、25通孔。

具体实施方式

如图1-3所示，本实用新型包括定子盘3、位于定子盘3两侧的左转子4和右转子16以及电机左壳2和电机右壳1，所述电机左壳2和电机右壳1的内环通过轴承固定有转轴12，所述定子盘3固定于电机左壳2和电机右壳1的外缘端部之间，所述电机左壳2、左转子4、定子盘3、右转子16和电机右壳1之间分别具有散热通道T1、散热通道T2、散热通道T3和散热通道T4，所述左转子4和右转子16靠近转轴12一端汇合并与转轴12螺纹固定连接，汇合处设置有与散热通道T2和散热通道T3连通的散热通道T5，所述转轴12为中空结构，转轴12中空处对应散热通道T1、散热通道T5和散热通道T4设置有通气孔1201，所述电机右壳1和电机左壳2外圈呈环形阵列设置有连通散热通道T1、散热通道T2、散热通道T3和散热通道T4的通风槽19。

本实用新型散热通道T1、散热通道T2、散热通道T3和散热通道T4的设计，对电机内部各个腔室进行单独散热，避免散热相互干扰，且最后均通过设置在电机外壳外圈均布的通风槽19带离，使得各个散热通道均成直线设置，气流直进直出，加快气流通过的速度和带离热量的效率，散热通道T5的设计，将通气孔1201内新空气分布至散热通道T2和散热通道T3内，可将左转子4和右转子16靠近转轴12一端汇合连接，使左转子4和右转子16可以安装紧凑，提高了转子结构的强度，如图1和图6所示，左转子4和右转子16内环处设置有通孔25，转轴12上位于转子一侧设置有用于安装和连接转子的环状凸缘，环状凸缘上设置有与通孔25对应的螺纹安装孔，在安装时，将左转子4和右转子16对齐，在通孔25内插入连接螺栓，连接螺栓的端部螺接在螺纹安装孔内即可，简化了转子的安装，提高转子的结构强度。如图2和图4所示，所述电机左壳2和电机右壳1与定子盘3配合处环形阵列设置有若干个通风孔20，通风孔20的设置，在保证定子盘3的完整性的前提下，便于散热通道T1、散热通道T2、散热通道T3和散热通道T4内热量的带离。

所述散热通道T1和散热通道T2与左侧的通风孔20汇合，散热通道T3和散热通道T4与右侧的通风孔20汇合，两侧的通风孔20与通风槽19汇合，两侧通风孔20将散热通道T1和散热通道T2与散热通道T3和散热通道T4内的热量独立分开进行热量的排除，避免了各个腔室散热的干扰，避免因气流碰撞导致的气流混乱出现的散热效果不佳的问题，当然，两侧通风孔20也可以从定子盘处开始汇合，该方式时，汇合处至外壳端面的槽口即为通风槽19。

所述电机左壳2与定子盘3位于左侧的通风孔20处设置有斜边，所述电机右壳1与定子盘3位于右侧的通风孔20处设置有斜边，斜边的设置，具有引导气流的作用，各个散热通道内的热量在与通风孔20的汇合处导流，提高气流流出的顺畅性，同时，设置有斜边可以使电机壳体与转子、定子之间更加精密，减少电机的轴向厚度。

所述电机左壳2和/或电机右壳1上还环形阵列设置有若干个定位凹槽21，所述定位凹槽21与通风孔20交错分布，所述定子盘3与电机左壳2和电机右壳1的固定处设置有与定位凹槽21配合的定位凸台22，定位凹槽21和定位凸台22的设计，保证定子盘3的安装稳固性，且简化定子盘3的安装难度。

所述转轴12为阶梯轴，位于电机内部一侧为大端，将转轴12设置为阶梯状，保证位于通气孔12一侧的中空面积足够大，大大的增加了进气量，提高散热效果。

所述转轴12一端套接有带通风槽旋转变压器座7，带通风槽旋转变压器座7上设置有进气座8，通过设置进气座8，可连接空压机或者其它强力送风设备，也可直接连接冷却气体至进气座8，提高散热效果，增加本实用新型的可扩展性。

所述进气座8上和所述通风槽19上均设置有隔离网，隔离网隔绝空气中的杂物和粉尘经过进气座8或通风槽19进入电机内部。

所述左转子4和右转子16靠近定子盘3的一侧面呈环形阵列设置有若干块永磁块，相邻和相对的永磁块级向相反，永磁块为稀土永磁块，左转子4上设置左稀土永磁块5；右转子16上设置右稀土永磁块17。

为了增加散热通道T2和散热通道T5内的散热风量，所述左转子4和右转子16的内环处设置有散热孔23，散热孔23将散热通道T1和散热通道T4与散热通道T5连通，散热孔23的设计，可以对散热通道T1和散热通道T4与散热通道T5进行合理分流，保证各个散热通道内的散热效果都好，转轴12三组散热孔1201，左侧的散热孔1201吸入空气进入散热通道T1内，另外还有一部分通过散热孔23进入到散热通道T5，为散热通道T2和散热通道T3增加风量，提高定子盘3的散热效果；右侧的散热孔1201吸入空气进入散热通道T4内，另外还有一部分通过散热孔23进入到散热通道T5，为散热通道T2和散热通道T3增加风量，提高定子盘3的散热效果。

在电机运行时，左转子4与右转子16带动转轴12一起旋转，旋转带动电机内部空气高速转动形成负压，此时电机内部和电机外部形成压强差，电机外部的空气通过中空结构和通气孔1201进入到散热通道T1、散热通道T4和散热通道T5内，散热通道T5内再分流进入散热通道T2和散热通道T3，散热通道T1、散热通道T2、散热通道T3和散热通道T4将电机内左转子4、定子盘3、右转子16所产生的大量的热量从通风槽19带离，通气孔1201对应散热通道T1、散热通道T4和散热通道T5设置有三组，本实用新型通过大量的风交换电机内部的热量，相比现有的电机通过外加装置给电机散热节省了大量的体积与重量，并且减小了电机自身的损耗，同时，散热冷风直接作用于电机内部的发热源上，散热效果更好。

带通风槽旋转变压器座7内设置有旋转变压器组件9，其上的通气槽与通气孔1201连通。在电机运行时，旋转变压器组件9同时得到散热，带通风槽旋转变压器座7左侧固定有带通风槽旋转变压器盖6，进气座8设置在带通风槽旋转变压器盖6上。

电机左壳2和电机右壳1与转轴12连接处的外端面设置有轴承安装台阶，转轴12上同样设置有轴承安装台阶，两组轴承安装台阶形成一轴承安装腔，左侧轴承安装腔内设置有左轴承11.右侧轴承安装腔内设置有右轴承15，左轴承11靠近左侧设置有用于限位的波形弹簧挡圈10，波形弹簧挡圈10最后由带通风槽旋转变压器盖6进行限位；电机右壳1内环处固定设置有右轴承端盖13，右轴承端盖13用于限制右轴承15轴向位移，转轴12位于右轴承端盖13内设置有外螺纹，外螺纹上螺接有用于限制右轴承15内圈轴向位移的锁紧螺母，以上，将转轴12稳定的固定在电机左壳2和电机右壳1的内环处；电机外壳处固定设置有电气盒组件18。

Claims (10)

1.一种稀土永磁盘式无铁芯电机散热系统，包括定子盘(3)、位于定子盘(3)两侧的左转子(4)和右转子(16)以及电机左壳(2)和电机右壳(1)，所述电机左壳(2)和电机右壳(1)的内环通过轴承固定有转轴(12)，所述定子盘(3)固定于电机左壳(2)和电机右壳(1)的外缘端部之间，其特征是，所述电机左壳(2)、左转子(4)、定子盘(3)、右转子(16)和电机右壳(1)之间分别具有散热通道T1、散热通道T2、散热通道T3和散热通道T4，所述左转子(4)和右转子(16)靠近转轴(12)一端汇合并与转轴(12)固定连接，汇合处设置有与散热通道T2和散热通道T3连通的散热通道T5，所述转轴(12)为中空结构，转轴(12)中空处对应散热通道T1、散热通道T5和散热通道T4设置有通气孔(1201)，所述电机右壳(1)和电机左壳(2)外圈呈环形阵列设置有连通散热通道T1、散热通道T2、散热通道T3和散热通道T4的通风槽(19)。

2.如权利要求1所述的稀土永磁盘式无铁芯电机散热系统，其特征是，所述电机左壳(2)和电机右壳(1)与定子盘(3)的配合处环形阵列设置有若干个通风孔(20)。

3.如权利要求2所述的稀土永磁盘式无铁芯电机散热系统，其特征是，所述散热通道T1和散热通道T2与左侧的通风孔(20)汇合，散热通道T3和散热通道T4与右侧的通风孔(20)汇合，两侧的通风孔(20)均与通风槽(19)汇合。

4.如权利要求3所述的稀土永磁盘式无铁芯电机散热系统，其特征是，所述电机左壳(2)与定子盘(3)位于左侧的通风孔(20)处设置有斜边，所述电机右壳(1)与定子盘(3)位于右侧的通风孔(20)处设置有斜边。

5.如权利要求2所述的稀土永磁盘式无铁芯电机散热系统，其特征是，所述电机左壳(2)和/或电机右壳(1)与定子盘(3)配合处环形阵列设置有若干个定位凹槽(21)，所述定位凹槽(21)与通风孔(20)交错分布，所述定子盘(3)上设置有与定位凹槽(21)配合的定位凸台(22)。

6.如权利要求1-5任一项所述的稀土永磁盘式无铁芯电机散热系统，其特征是，所述转轴(12)为阶梯轴，位于电机内部一侧为大端。

7.如权利要求6所述的稀土永磁盘式无铁芯电机散热系统，其特征是，所述转轴(12)一端套接有带通风槽旋转变压器座(7)，带通风槽旋转变压器座(7)上设置有进气座(8)。

8.如权利要求7所述的稀土永磁盘式无铁芯电机散热系统，其特征是，所述进气座(8)上和所述通风槽(19)上均设置有隔离网。

9.如权利要求1所述的稀土永磁盘式无铁芯电机散热系统，其特征是，所述左转子(4)和右转子(16)靠近定子盘(3)的一侧面呈环形阵列设置有若干块永磁块，相邻和相对的永磁块级向相反。

10.如权利要求1所述的稀土永磁盘式无铁芯电机散热系统，其特征是，所述左转子(4)和右转子(16)的内环处设置有散热孔(23)，散热孔(23)将散热通道T1和散热通道T4与散热通道T5连通。

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