CN210769410U - 风扇以及电机 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种风扇和电机，该风扇包括：筒状轮毂(11)；轴流扇叶(21)，从轮毂延伸到轮毂的径向外侧，轴流扇叶的叶面相对于中心轴线倾斜；挡风罩(31)，设置于轴流扇叶(21)的径向外端的径向外侧，在周向上围绕轴流扇叶(21)，挡风罩(31)沿轴向延伸；径向扇叶(22)，从轮毂延伸到轮毂的径向外侧，径向扇叶(22)的径向外端位于挡风罩(31)的径向外侧，径向扇叶(22)的表面与中心轴线平行，径向扇叶(22)与挡风罩(31)连接；导风罩(32)，位于挡风罩(31)的径向外侧，在周向上围绕挡风罩(31)，导风罩(32)在轴向上面向径向扇叶(22)的表面与径向扇叶(22)连接。本实施例能实现径向和轴向两个方向的通风，冷却效果好。

Description

风扇以及电机

技术领域

本申请涉及机电领域，尤其涉及一种风扇以及电机。

背景技术

电机是将外部输入的电能转换为机械能的装置。电机依靠定子和转子之间的电磁感应来实现能量转换。在能量转换的过程中，并不是所有输入的电能都转换为机械能，有相当一部分的能量转换成了电机的内能，即，电机自身发热。

电机发热的部件主要是铁芯和线圈。电机发热很容易导致电机自身性能的下降以及其他危险，有时为了降低电机的温升，需要增加铁磁材料的用量，这就大大增加了电机的成本和重量，使得电机的经济性和竞争性较差。为此，在电机设计和生产中，通常需要采取措施对电机进行散热。

对于异步感应电机，散热装置例如可以有如下结构：第一种结构，依靠铸铝转子端环上增加翅片来给电机降温；第二种结构，通过在转轴上增加额外的离心风扇来给电机散热降温；第三种结构，在转轴上安装轴流风扇来给电机散热降温。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

实用新型内容

本申请的发明人发现，现有的电机的散热装置各有局限性，例如：

在第一种结构中，依靠铸铝转子端环上增加翅片来给电机散热，虽然距离转子很近，但翅片面积很小且位于定子线圈的内径处，出风风路不畅通，对转子的散热效果十分有限；

在第二种结构中，主要靠空气的热对流为电机散热，即，通过将环境温度较低的空气在靠近电机热量高的区域与高热量发生热对流，从而带走电机的热量。但是，靠近风扇中心处由于半径较小，风速较小，其对靠近风扇端的定子绕组的散热具有良好的效果，但由于转子区域分布半径小，被离心式风扇扇叶甩出的空气速度较低，且风量较小，对转子的冷却效果有限，而且对远离风扇端的转子和定子绕组的冷却效果也很有限。

在第三种结构中，轴流风扇虽然风量大但是风压较低，且由于定子和转子的阻隔，致使轴向的风阻很大，对于远离风扇端的转子和定子绕组的冷却效果有限，且噪音较大。

为了解决上述问题的至少一个或解决其他类似问题，本申请提供一种风扇和电机，该风扇具有轴流扇叶和径向扇叶，可以在径向和轴向两个方向形成气流，从而能够从径向和轴向对电机进行冷却，实现径向和轴向两个方向的混合式通风散热，冷却效果较好。

根据本申请实施例的一个方面，提供一种风扇，所述风扇包括：轮毂11，其为筒状，具有中心轴线；轴流扇叶21，其从所述轮毂延伸到所述轮毂的径向外侧，所述轴流扇叶的叶面相对于所述中心轴线倾斜；挡风罩31，其设置于所述轴流扇叶21的径向外端的径向外侧，在周向上围绕所述轴流扇叶21，所述挡风罩31沿轴向延伸；径向扇叶22，其从所述轮毂延伸到所述轮毂的径向外侧，所述径向扇叶22的径向外端位于所述挡风罩31的径向外侧，所述径向扇叶22的表面与所述中心轴线平行，所述径向扇叶22与所述挡风罩31连接；以及导风罩32，其位于所述挡风罩31的径向外侧，在周向上围绕所述挡风罩31，并且，所述导风罩32在轴向上面向所述径向扇叶22的表面与所述径向扇叶22连接。

根据本申请实施例的另一个方面，提供一种电机，该电机具有实施例的上述方面所述的风扇，其中，所述电机还具有转轴、轴向端盖、定子和转子，其中，所述风扇的所述轮毂套设于所述转轴的外周，所述风扇与所述转轴一起绕所述中心轴线旋转，所述风扇在轴向上位于所述轴向端盖与转子之间，所述定子位于所述转子的径向外侧，所述定子的定子线圈位于挡风罩31的径向外周。

本申请的有益效果之一在于：风扇具有轴流扇叶和径向扇叶，可以在径向和轴向两个方向形成气流，从而能够从径向和轴向对电机进行冷却，实现径向和轴向两个方向的混合式通风散热，冷却效果较好。

参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。

附图说明

所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是具有本申请实施例1的风扇的电机的一个轴截面示意图；

图2是本申请实施例的1风扇的从导风罩面向径向扇叶的一侧观察的立体示意图；

图3是本申请实施例1的风扇的从导风罩背向径向扇叶的一侧观察的立体示意图。

具体实施方式

参照附图，通过下面的说明书，本申请的前述以及其它特征将变得明显。在说明书和附图中，具体公开了本申请的特定实施方式，其表明了其中可以采用本申请的原则的部分实施方式，应了解的是，本申请不限于所描述的实施方式，相反，本申请包括落入所附权利要求的范围内的全部修改、变型以及等同物。

在本申请实施例中，术语“第一”、“第二”等用于对不同元素从称谓上进行区分，但并不表示这些元素的空间排列或时间顺序等，这些元素不应被这些术语所限制。术语“和/或”包括相关联列出的术语的一种或多个中的任何一个和所有组合。术语“包含”、“包括”、“具有”等是指所陈述的特征、元素、元件或组件的存在，但并不排除存在或添加一个或多个其他特征、元素、元件或组件。

在本申请实施例中，单数形式“一”、“该”等包括复数形式，应广义地理解为“一种”或“一类”而并不是限定为“一个”的含义；此外术语“该”应理解为既包括单数形式也包括复数形式，除非上下文另外明确指出。此外术语“根据”应理解为“至少部分根据……”，术语“基于”应理解为“至少部分基于……”，除非上下文另外明确指出。

另外，在本申请实施例的下述说明中，为了说明的方便，将风扇的筒状的轮毂的中心轴线延伸的方向称为“轴向”；将以该中心轴线为中心的半径方向称为“径向”；将围绕该中心轴线的方向称为“周向”。

实施例1

本申请实施例1提供一种风扇。

图1是具有本申请实施例1的风扇的电机的一个轴截面示意图，图2是本实施例的风扇的从导风罩面向径向扇叶的一侧观察的立体示意图，图3是本实施例的风扇的从导风罩背向径向扇叶的一侧观察的立体示意图。

如图1、图2和图3所示，风扇1包括：轮毂11，轴流扇叶21，挡风罩31，径向扇叶22和导风罩32。

如图2和图3所示，轮毂11为筒状，该筒状的轮毂11具有中心轴线C，该筒状例如为圆筒状。轮毂11可以套设在电机的转轴外周，从而电机的转轴转动时可以带动轮毂11一起转动。轮毂11与电机的转轴外周之间可以进行过盈连接或者滚花连接。

如图2和图3所示，轴流扇叶21从轮毂11延伸到轮毂11的径向外侧，即，轴流扇叶21的径向内端与轮毂11的径向外周连接。轴流扇叶21的叶面相对于中心轴线C倾斜，由此，轴流扇叶21在转动时，能使气体沿轴向流动。

在本实施例中，挡风罩31设置于轴流扇叶21的径向外端的径向外侧，在周向上围绕轴流扇叶21。并且，挡风罩31沿轴向延伸，能够在轴向引导气流。

在本实施例中，径向扇叶22从挡风罩31延伸到挡风罩31的径向外侧，即，径向扇叶22的径向内端与挡风罩31的径向外周连接。径向扇叶22的径向外端位于挡风罩31的径向外侧。径向扇叶22与挡风罩31连接，并且，径向扇叶22的表面与中心轴线C平行。由此，径向扇叶22在转动时，能使气体沿径向流动。

在本实施例中，导风罩32位于挡风罩31的径向外侧，在周向上围绕挡风罩31。并且，导风罩32与径向扇叶22连接，例如，导风罩32在轴向上面向径向扇叶22的表面32a(如图2所示)与径向扇叶22连接。

根据本实施例，轴流扇叶21和径向扇叶22分别能够产生轴向气流和径向气流，挡风罩31和导风罩32能够分别对轴向气流和径向气流进行引导，因此，本实施例的风扇1可以在径向和轴向两个方向形成气流，从径向和轴向对电机内部进行冷却，为电机实现径向和轴向两个方向的混合式通风散热，冷却效果较好。

在本实施例中，如图1所示，在轴向上，径向扇叶22和挡风罩31可以位于轴流扇叶21和导风罩32之间。

在本实施例中，如图2和图3所示，轴流扇叶21的叶面可以为曲面或平面，轴流扇叶21的叶面相对于中心轴线的夹角为锐角，例如，该夹角在45°～75°之间。轴流扇叶21的叶面相对于中心轴线C的倾斜方向可以与转轴的旋转方向相关，例如，轴流扇叶21的叶面的位于旋转方向前侧的部分在轴向上远离电机的定子，轴流扇叶21的叶面的位于旋转方向后侧的部分在轴向上靠近电机的转子，由此，轴流扇叶21在随着转轴的旋转而旋转时，能够产生流向转子的轴向气流。

在本实施例中，轴流扇叶21的数量可以为2个以上，该2个以上的轴流扇叶21可以在周向上均匀分布。轴流扇叶21的数量可为奇数或偶数。

在本实施例中，如图1和图2所示，挡风罩31为沿轴向延伸的筒状，在轴向上，在从导风罩32指向轴流扇叶21的方向上，挡风罩31的径向尺寸逐渐变小，由此，从挡风罩31的内部流过的轴向气流的流速增加，轴向气流的动压也随之提高，从而便于使轴向气流穿过转子轴向通风孔9(如图1所示)，提高对转子的冷却效果。此外，挡风罩31还能阻挡轴向气流被径向扇叶22所产生的气流带走，从而防止轴向流动的风量沿径向流失，由此，保证轴向散热效果。

在本实施例中，径向扇叶22的数量可以为2个以上，该2个以上的径向扇叶22可以在周向上均匀分布。径向扇叶22的数量可为奇数或偶数。

在本实施例中，如图1和图2所示，径向扇叶22可以具有本体部221和突出部222。突出部222从本体部221沿轴向延伸，并且，突出部222在轴向上沿着从导风罩32指向轴流扇叶21的方向延伸。由此，突出部222能够增大扫风面积，提高径向气流的流量；此外，突出部222的径向内侧区域和径向外侧区域的散热效果得以提高。

如图1和图2所示，在径向上，突出部222位于挡风罩31的径向外侧，由此，避免突出部222对轴流扇叶21造成干涉。

如图1和图2所示，突出部222的径向内端与挡风罩31的径向外周面连接，由此，提高了风扇1的整体的刚度。

如图1和图2所示，突出部222在轴向上的端部与挡风罩31在轴向上的端部在轴向上的位置相同，即，在轴向上，突出部222的朝向转子的端部与挡风罩31的朝向转子的端部齐平。

如图1、图2和图3所示，导风罩32具有倾斜部321，倾斜部321相对于中心轴线C倾斜，例如，从径向外侧到径向内侧，倾斜部321在轴向上越来越靠近轴流扇叶21，即，倾斜部321形成为朝向轴流扇叶21开口逐渐减小的喇叭口形状。该喇叭口形状能够减小风阻，便于外部气体从导风罩32的背离径向扇叶22的一面32b(如图3所示)流入风扇1的径向内部。

如图1、图2和图3所示，导风罩32还可以具有延伸部322，延伸部322形成于倾斜部321的径向外侧，例如，延伸部322可以从倾斜部321的径向外端向径向外侧延伸。延伸部322可以为平面的环状，该平面垂直于轴向。该延伸部322能够对径向扇叶22形成的径向气流沿径向进行引导，便于径向散热。

在本实施例中，风扇1可以由添加有玻璃纤维的PA66或PA6塑料材质通过注塑模制的方法整体制作而成，此外，也可以采用其它材料制作，也可以采用其他的制作方法。

在本实施例中，风扇1可以适用于单转向电机。

根据本申请的实施例，风扇1具有从轮毂11延伸出来的用于径向通风散热的径向扇叶22和用于轴向通风散热的轴流扇叶21两种扇叶，并且还具有用于引导气流的导风罩32和用于挡风以及加速轴向风流速的挡风罩31，导风罩32和挡风罩31的位置使得风扇1具有合理的进风风路和出风风路，外加电机转子自身的通风孔9，可使气流在径向和轴向流动，从而冷却定子线圈和转子，实现对电机的定字和转子都进行冷却以及径向和轴向同时双向混合式冷却，提高了冷却效果。

实施例2

本申请实施例2提供一种电机，该电机具有实施例1所述的风扇1。由于在实施例1中，已经对风扇1进行了详细说明，其内容被合并于此，此处省略说明。

下面，结合图1，对具有风扇1的电机100进行说明。

如图1所示，在本实施例中，电机100可以具有风扇1。其中，风扇1的轮毂11套设于电机100的转轴4的外周，风扇1与转轴4一起绕中心轴线C旋转，例如，轮毂11的内径可以略小于转轴4的外径，由此，轮毂11能够与转轴4紧密配合连接。此外，轮毂11和转轴4也可以通过其他方式连接，例如，滚花连接等。

如图1所示，在本实施例中，风扇1在轴向上位于电机100的轴向后端盖81与转子6之间。

转子6具有转子铁芯61、端环62以及散热翅片63。该转子6例如是铸铝转子。转子铁芯61的作用是导磁，其是电机100的磁路的重要组成部分。转子铁芯61可以由多个转子冲片在轴向叠压形成。此外，散热翅片63并不是必须的，可以根据实际的散热需求来选择，例如，有的电机的转子可以不具有散热翅片63。此外，转子6还具有导条(图1未示出)，关于该导条的位置和作用可以参考相关技术。

如图1所示，转子6的转子铁芯61具有转子轴向通风孔9，转子轴向通风孔9在轴向上贯穿转子铁芯61，并且，转子轴向通风孔9在径向上的位置不超过轴流扇叶21的径向外端。由此，轴流扇叶21产生的轴向气流可以穿过转子轴向通风孔9，为转子6的轴向另一侧散热。

如图1所示，在本实施例中，定子7位于转子6的径向外侧。定子7具有定子线圈71和定子铁芯72。定子线圈71位于挡风罩31的径向外周。

如图1所示，在轴向上，径向扇叶22的径向外端位于轴向后端盖81与定子线圈71之间，由此，径向扇叶22在转动时，其径向外端能够为定子线圈71散热。

如图1所示，在径向上，转子6和定子7之间具有空气间隙10，即气隙，该气隙的尺寸较小，例如在0.15毫米-1毫米之间。

如图1所示，电机100还具有轴承51和52，轴承51和52用于支承转轴4和转子6。

此外，如图1所示，电机100还具有前端盖82，前端盖82和后端盖81用于定子7和转子6的连接。

在本实施例中，转轴4转动时，风扇1在电机100中引起的气流的流动方向如图1的虚线箭头所示。

如图1所示，外部气体从后端盖81侧的靠近轮毂11处沿着喇叭口状的导风罩32进入风扇1，这部分气体分成两路分别沿径向和轴向流动。

径向的气流为：进入风扇1内部区域的气体经径向扇叶22高速旋转，与定子线圈71发生热交换后从导风罩32和定子线圈71端部之间的出口流出风扇1。

轴向的气流为：进入风扇1内部区域的气体沿轴向经轴流扇叶21后再进入转子轴向通风孔9，轴向气流与转子6发生热交换后从转子6的轴向另一端流出；其中，挡风罩31防止径向扇叶22将轴向气流带走，阻止轴向气流沿径向流失，并且，挡风罩31的直径变小，使得轴向气流的流速增加，从而提高轴向气流的动压，使之更加容易沿转子轴向通风孔9流动到转子6的轴向另一端，提高对转子6的冷却效果。

根据本实施例，电机具有良好的散热特性，稳定性和使用寿命得以提高，并且成本较低。

以上结合具体的实施方式对本申请进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本申请保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本申请的精神和原理对本申请做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本申请的范围内。

Claims (12)

1.一种风扇，其特征在于，所述风扇包括：

轮毂(11)，其为筒状，所述轮毂(11)具有中心轴线；

轴流扇叶(21)，其从所述轮毂延伸到所述轮毂的径向外侧，所述轴流扇叶的叶面相对于所述中心轴线倾斜；

挡风罩(31)，其设置于所述轴流扇叶(21)的径向外端的径向外侧，在周向上围绕所述轴流扇叶(21)，所述挡风罩(31)沿轴向延伸；

径向扇叶(22)，其从所述轮毂延伸到所述轮毂的径向外侧，所述径向扇叶(22)的径向外端位于所述挡风罩(31)的径向外侧，所述径向扇叶(22)的表面与所述中心轴线平行，所述径向扇叶(22)与所述挡风罩(31)连接；以及

导风罩(32)，其位于所述挡风罩(31)的径向外侧，在周向上围绕所述挡风罩(31)，并且，所述导风罩(32)在轴向上面向所述径向扇叶(22)的表面与所述径向扇叶(22)连接。

2.如权利要求1所述的风扇，其特征在于，

所述轴流扇叶(21)的叶面为曲面或平面，

所述轴流扇叶(21)的叶面相对于所述中心轴线的夹角为锐角。

3.如权利要求1所述的风扇，其特征在于，

所述轴流扇叶(21)的数量为2个以上，在周向上均匀分布。

4.如权利要求1所述的风扇，其特征在于，

所述挡风罩(31)为沿轴向延伸的筒状，在轴向的从所述导风罩(32)指向所述轴流扇叶(21)的方向上，所述挡风罩(31)的径向尺寸逐渐变小。

5.如权利要求1所述的风扇，其特征在于，

所述径向扇叶(22)的数量为2个以上，在周向上均匀分布。

6.如权利要求1所述的风扇，其特征在于，

所述径向扇叶(22)具有本体部和突出部，

其中，

所述突出部在轴向上沿着从所述导风罩(32)指向所述轴流扇叶(21)的方向从所述本体部延伸出，

所述突出部位于所述挡风罩(31)的径向外侧。

7.如权利要求6所述的风扇，其特征在于，

所述突出部的径向内端与所述挡风罩(31)的径向外周面连接。

8.如权利要求6所述的风扇，其特征在于，

所述突出部在轴向上的端部与所述挡风罩(31)在轴向上的端部在轴向上的位置相同。

9.如权利要求1所述的风扇，其特征在于，

所述导风罩(32)具有倾斜部，

从径向外侧到径向内侧，所述倾斜部在轴向上越来越靠近所述轴流扇叶(21)。

10.一种电机，其特征在于，所述电机具有如权利要求1-9中任一项所述的风扇，

所述电机还具有转轴、轴向端盖、定子和转子，

其中，

所述风扇的所述轮毂套设于所述转轴的外周，所述风扇与所述转轴一起绕所述中心轴线旋转，

所述风扇在轴向上位于所述轴向端盖与转子之间，

所述定子位于所述转子的径向外侧，

所述定子的定子线圈位于挡风罩(31)的径向外周。

11.如权利要求10所述的电机，其特征在于，

在轴向上，所述径向扇叶(22)的径向外端位于所述轴向端盖与所述定子线圈之间。

12.如权利要求10所述的电机，其特征在于，

所述转子的转子铁芯(61)具有转子轴向通风孔(9)，所述转子轴向通风孔(9)在轴向上贯穿所述转子铁芯(61)，

所述转子轴向通风孔(9)在径向上的位置不超过所述轴流扇叶(21)的径向外端。

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