CN212649301U - 电机转子散热装置及电机 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电机转子散热装置及电机，涉及电机散热技术领域。所述电机转子散热装置包括转子芯、转子前端板、转子后端板和风机，转子芯的两端分别由转子前端板和转子后端板压紧，转子前端板靠近电机轴伸端，转子芯环绕中心轴贯穿设置有转子轴向减重孔和磁钢槽；风机设置在电机非轴伸端；转子后端板设置有与转子轴向减重孔沿轴向位置重合的后端板减重孔，后端板转轴通孔以及环绕中心轴设置有离心风扇；转子前端板设置有与转子轴向减重孔沿轴向位置重合的前端板减重孔，转子轴向减重孔、后端板减重孔和前端板减重孔形成减重孔通路。该装置通过风机、离心风扇和减重孔通路形成冷却气流对转子芯内部以及定子端部进行降温，提高了电机散热效率。

Description

电机转子散热装置及电机

技术领域

本申请涉及电机散热技术领域，具体而言，涉及一种电机转子散热装置及电机。

背景技术

永磁电机具因有效率高、功率密度高等优点，目前已广泛应用于风机、水泵等动力设备当中。大多数永磁电机采用自扇冷或强迫风冷的冷却方法，该方法加快了电机机座表面空气流速，达到降低电机温升的效果，尤其是有利于降低定子温升。然而电机转子仅能通过电机内部之间的热传导和热对流进行冷却，转子温升较高，永磁体有失磁风险。

随着永磁电机功率密度提高，电机发热量增加，散热面积减小，温升问题变得突出。并且由于永磁电机采用变频器进行变频调速控制，电源中谐波成分较多，导致永磁电机转子硅钢片的铁耗及永磁体的涡流损耗增大，进一步增加了转子温升，永磁体失磁风险进一步增大，影响永磁电机性能及使用寿命。

现有技术中，已有的永磁电机转子散热装置利用电机转子端板上固定叶片，在电机旋转时带动叶片旋转，产生冷却风，但仅能带走转子端部表面的热量，电机转子散热效果明显不足。

实用新型内容

有鉴于此，本申请实施例的目的在于提供一种电机转子散热装置及电机，以改善现有技术中存在的仅通过电机转子端板上固定叶片对电机散热效率不足的问题。

本申请实施例提供了一种电机转子散热装置，所述电机转子散热装置包括转子芯、转子前端板、转子后端板和风机，所述转子芯的两端分别由所述转子前端板和所述转子后端板压紧，所述转子前端板靠近电机轴伸端，所述转子后端板靠近电机非轴伸端；所述转子芯环绕中心轴贯穿设置有转子轴向减重孔和磁钢槽；所述风机设置在所述电机非轴伸端；所述转子后端板设置有与所述转子轴向减重孔沿所述中心轴的轴向位置重合的后端板减重孔，后端板转轴通孔以及环绕所述中心轴设置有离心风扇；所述转子前端板设置有与所述转子轴向减重孔沿所述轴向位置重合的前端板减重孔和前端板转轴通孔，所述转子轴向减重孔、所述后端板减重孔和所述前端板减重孔形成减重孔通路；电机工作时贯穿所述后端板转轴通孔和所述前端板转轴通孔的转子带动所述转子后端板以及所述转子前端板同步旋转，所述离心风扇用于驱动所述风机产生的冷却气流通过所述减重孔通路，所述电机的内部冷却气流将热量通过所述转子后端板传导至所述电机非轴伸端，所述电机非轴伸端的气流冷却后沿所述电机的定子和转子之间的气隙流动至所述电机轴伸端。

在上述实现方式中，转子芯、转子前端板、转子后端板之间设置的减重孔形成减重孔通路作为风路，通过离心风扇将风机产生的冷却气流引入减重孔通路，对转子表面及转子芯内部进行散热，并且能够对定子端部进行吹拂，实现定子端部绕组的散热，从而提高了电机整体散热效率。

可选地，所述转子前端板还设置有至少一个轴流风扇叶片，所述至少一个轴流风扇叶片用于引导所述转子轴向减重孔中的气流吹向所述转子芯。

在上述实现方式中，通过轴流风扇叶片和离心风扇同步旋转，在离心风扇所产生风压的驱动下，通过减重孔通路及其内部的轴流风扇叶片，吹拂转子铁芯内部，形成闭合风路，将转子表面及转子芯内部热量带走，进一步达到降低转子温升的目的，提高了电机散热效率。

可选地，所述至少一个轴流风扇叶片的数量与所述转子轴向减重孔的数量相同。

在上述实现方式中，将轴流风扇叶片和转子轴向减重孔设置为相同数量有利于轴流风扇叶片进行气流引导，提高散热效果。

可选地，所述至少一个轴流风扇叶片中的每个轴流风扇叶片通过连杆固定在所述转子前端板上。

在上述实现方式中，轴流风扇叶片通过连杆固定在转子前端板上，便于通过连杆长度调整轴流风扇叶片的位置，从而保证轴流风扇叶片的引流效果。

可选地，所述连杆呈扁平状，所述连杆的面积较大的面固定连接于所述前端板减重孔处。

在上述实现方式中，连杆通过面积较大的扁平面连接在前端板减重孔处，使轴流风扇叶片与减重孔通路的位置相匹配，从而提高了轴流风扇叶片对转子芯内部和转子表面的散热效果。

可选地，所述连杆连接与每个轴流风扇叶片的连接端延伸至所述转子轴向减重孔中。

在上述实现方式中，轴流风扇叶片设置在转子轴向减重孔中时，能够对电机内部的热空气进行有效引导，提高了转子芯和转子表面的散热效率。

可选地，所述转子轴向减重孔垂直于所述中心轴方向上的横截面形状为扇形。

在上述实现方式中，转子轴向减重孔为扇形时，能够基于与风扇叶片的形状匹配提高气体引流效率。

可选地，所述转子前端板靠近所述电机轴伸端的表面设置有平衡柱。

在上述实现方式中，通过平衡柱能够调节转子的动平衡，提高电机运行稳定性。

可选地，所述平衡柱上安装有平衡垫片或平衡块。

在上述实现方式中，平衡柱上选择安装平衡垫片或平衡块具有一定的灵活性，从而提高了动平衡的可调节性。

本申请实施例还提供了一种电机，所述电机包括上述任一项中的电机转子散热装置。

在上述实现方式中，电机装配有电机转子散热装置后，转子芯、转子前端板、转子后端板之间设置的减重孔形成减重孔通路作为风路，通过离心风扇将风机产生的冷却气流引入减重孔通路，对转子表面及转子芯内部进行散热，并且能够对定子端部进行吹拂，实现定子端部绕组的散热，从而提高了电机整体散热效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种电机转子散热装置的结构示意图。

图2为本申请实施例提供的一种电机转子散热装置的沿中心轴方向的剖面图。

图3为本申请实施例提供的一种垂直于转子芯轴向的剖面示意图。

图4为本申请实施例提供的一种转子前端板的结构示意图。

图标：10-电机转子散热装置；11-转子芯；111-转子轴向减重孔；112-磁钢槽；12-转子前端板；121-前端板减重孔；122-前端板转轴通孔；123-轴流风扇叶片；124-连杆；125-平衡柱；13-转子后端板；131-后端板减重孔；132-后端板转轴通孔；133-离心风扇。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

本申请实施例提供了一种电机转子散热装置10，该电机转子散热装置10的结构使得永磁电机在增大功率密度及使用变频器驱动时，通过改善转子散热条件，降低转子温升，提高永磁电机运行可靠性。请参考图1和图2，图1为本申请实施例提供的一种电机转子散热装置的结构示意图，图2为本申请实施例提供的一种电机转子散热装置的沿中心轴方向的剖面图。

电机转子散热装置10包括转子芯11、转子前端板12、转子后端板13和风机，转子芯11的两端分别由转子前端板12和转子后端板13压紧，转子前端板12靠近电机轴伸端，转子后端板13靠近电机非轴伸端。

本实施例中的转子芯11可以是电机中的转子的铁芯部分。电机中固定的部分叫做定子，在其上面装设了成对的直流励磁的静止的主磁极，而旋转部分叫转子，在上面要装设转子绕组，通电后产生感应电动势，充当旋转磁场，后产生电磁转矩进行能量转换。

转子芯11环绕中心轴设置有转子轴向减重孔111和磁钢槽112，该转子轴向减重孔111贯穿整个转子芯11的轴向，磁钢槽112用于安装永磁体。

转子芯11的中心轴处开设有用于穿设转轴的通孔。

可选地，本实施例中转子轴向减重孔111可以是但不限于是采用扇形结构，数量为六到十二个。

转子后端板13设置有与转子轴向减重孔111沿中心轴的轴向位置重合的后端板减重孔131，对应转子芯11的中心轴位置开设有后端板转轴通孔132，还环绕中心轴设置有离心风扇133。

后端板减重孔131的形状和数量可以与转子轴向减重孔111相同。

后端板转轴通孔132用于穿插电机的转轴，后端板减重孔131环绕后端板转轴通孔132的中心设置。

可选地，请参考图3，图3为本申请实施例提供的一种垂直于转子芯轴向的剖面示意图，离心风扇133的叶片数量可以是但不限于是四到八个，离心风扇133可以直接焊接在转子后端板13上，也可以通过螺栓固定等任意固定连接方式固定在转子后端板13上。

转子前端板12设置有沿的转子芯11的轴向与转子轴向减重孔111位置重合的前端板减重孔121，对应转子芯11的中心轴位置开设有前端板转轴通孔122，该前端板转轴通孔122用于转轴通过。

上述转子轴向减重孔111、前端板减重孔121和后端板减重孔131形成贯通的减重孔通路。

可选地，转子轴向减重孔111的孔径可以根据电机具体散热需求以及转子芯11的尺寸进行调整，前端板减重孔121和后端板减重孔131的孔径可以和转子轴向减重孔111相同，以保证气流通过性。

风机设置在电机非轴伸端，该风机用于进行强制冷却，输出冷却气流。

电机工作时贯穿后端板转轴通孔132和前端板转轴通孔122的转子带动转子后端板13以及转子前端板12同步旋转，离心风扇133用于驱动风机产生的冷却气流通过减重孔通路，电机的内部冷却气流将热量通过转子后端板13传导至电机非轴伸端，电机非轴伸端的气流冷却后沿电机的定子和转子之间的气隙流动至电机轴伸端，从而通过减重孔通路和离心风扇133配合对转子表面及转子芯内部进行散热，并且能够对定子端部进行吹拂，实现定子端部绕组的散热，从而提高了电机整体散热效率。

应当理解的是，电机转子散热装置10与转轴、永磁体等电机部件后才成为完整的电机，本实施例中为了更加清楚的描述和展示电机转子散热装置10，通常以装配电机部件后的电机转子散热装置10的角度进行文字描述和图示说明，但并不限定电机转子散热装置10包括转轴、永磁体等电机部件。

请参考图4，图4为本申请实施例提供的一种转子前端板的结构示意图。

作为一种可选的实施方式，本实施例的电机转子散热装置10中的转子前端板12上还设置有轴流风扇叶片123，该轴流风扇叶片123用于将气流从电机轴伸端导向电机非轴伸端。

可选地，轴流风扇叶片123的数量可以与转子轴向减重孔111的数量相同。

轴流风扇叶片123可以通过连杆124固定在转子前端板12上。可选地，连杆124可以为扁平状，连杆124的面积较大的扁平面固定连接于转子前端板12的前端板减重孔121的边缘上。

可选地，连杆124与前端板减重孔121的连接方式可以是胶连、螺栓连接、焊接或其他任意固定连接方式，其还可以是一体化成型。

进一步地，连杆124可以朝向电机非轴伸端伸入转子轴向减重孔111预设距离，例如轴流风扇叶片123可以设置于转子轴向减重孔111的中部。应当理解的是，上述连杆124伸入转子轴向减重孔111的预设距离可以根据电机的具体散热需求进行灵活调整。

可选地，轴流风扇叶片123和连杆124可以采用铝合金材料、高强度复合材料或其他任意满足电机旋转稳定需求的金属或复合材料。

作为一种可选的实施方式，本实施例的电机转子散热装置10中的转子前端板12靠近电机轴伸端的表面还设置有平衡柱125，平衡柱125可安装平衡垫片或平衡块，用于调节转子动平衡。

可选的，平衡柱125的数量可以是但不限于是四到八个。

电机工作时贯穿后端板转轴通孔132和前端板转轴通孔122的转子带动转子后端板13以及转子前端板12同步旋转，离心风扇133用于驱动风机产生的冷却气流通过减重孔通路，电机的内部冷却气流将热量通过转子后端板13传导至电机非轴伸端，电机非轴伸端的气流冷却后沿电机的定子和转子之间的气隙流动至电机轴伸端，通过轴流风扇叶片123和离心风扇133同步旋转，在离心风扇133所产生风压的驱动下，通过减重孔通路及其内部的轴流风扇叶片123，吹拂转子芯，形成闭合风路，将转子表面及转子芯内部热量带走，进一步达到降低转子温升的目的，提高了电机散热效率。

本申请实施例还提供了一种电机，该电机包括本实施例提供的上述电机转子散热装置10，还包括装配在电机转子散热装置10中的永磁体、转轴等电机部件。

综上所述，本申请实施例提供了一种电机转子散热装置及电机，所述电机转子散热装置包括转子芯、转子前端板、转子后端板和风机，所述转子芯的两端分别由所述转子前端板和所述转子后端板压紧，所述转子前端板靠近电机轴伸端，所述转子后端板靠近电机非轴伸端；所述转子芯环绕中心轴贯穿设置有转子轴向减重孔和磁钢槽；所述风机设置在所述电机非轴伸端；所述转子后端板设置有与所述转子轴向减重孔沿所述中心轴的轴向位置重合的后端板减重孔，后端板转轴通孔以及环绕所述中心轴设置有离心风扇；所述转子前端板设置有与所述转子轴向减重孔沿所述轴向位置重合的前端板减重孔和前端板转轴通孔，所述转子轴向减重孔、所述后端板减重孔和所述前端板减重孔形成减重孔通路；电机工作时贯穿所述后端板转轴通孔和所述前端板转轴通孔的转子带动所述转子后端板以及所述转子前端板同步旋转，所述离心风扇用于驱动所述风机产生的冷却气流通过所述减重孔通路，所述电机的内部冷却气流将热量通过所述转子后端板传导至所述电机非轴伸端，所述电机非轴伸端的气流冷却后沿所述电机的定子和转子之间的气隙流动至所述电机轴伸端。

在上述实现方式中，转子芯、转子前端板、转子后端板之间设置的减重孔形成减重孔通路作为风路，通过离心风扇将风机产生的冷却气流引入减重孔通路，对转子表面及转子芯内部进行散热，并且能够对定子端部进行吹拂，实现定子端部绕组的散热，从而提高了电机整体散热效率。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的框图显示了根据本申请的多个实施例的设备的可能实现的体系架构、功能和操作。

另外，在本申请各个实施例中的各部件、功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种电机转子散热装置，其特征在于，所述电机转子散热装置包括转子芯、转子前端板、转子后端板和风机，所述转子芯的两端分别由所述转子前端板和所述转子后端板压紧，所述转子前端板靠近电机轴伸端，所述转子后端板靠近电机非轴伸端；

所述转子芯环绕中心轴贯穿设置有转子轴向减重孔和磁钢槽；

所述风机设置在所述电机非轴伸端；

所述转子后端板设置有与所述转子轴向减重孔沿所述中心轴的轴向位置重合的后端板减重孔，后端板转轴通孔以及环绕所述中心轴设置有离心风扇；

所述转子前端板设置有与所述转子轴向减重孔沿所述轴向位置重合的前端板减重孔和前端板转轴通孔，所述转子轴向减重孔、所述后端板减重孔和所述前端板减重孔形成减重孔通路；

电机工作时贯穿所述后端板转轴通孔和所述前端板转轴通孔的转子带动所述转子后端板以及所述转子前端板同步旋转，所述离心风扇用于驱动所述风机产生的冷却气流通过所述减重孔通路，所述电机的内部冷却气流将热量通过所述转子后端板传导至所述电机非轴伸端，所述电机非轴伸端的气流冷却后沿所述电机的定子和转子之间的气隙流动至所述电机轴伸端。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述转子前端板还设置有至少一个轴流风扇叶片，所述至少一个轴流风扇叶片用于引导所述转子轴向减重孔中的气流吹向所述转子芯。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述至少一个轴流风扇叶片的数量与所述转子轴向减重孔的数量相同。

4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述至少一个轴流风扇叶片中的每个轴流风扇叶片通过连杆固定在所述转子前端板上。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述连杆呈扁平状，所述连杆的面积较大的面固定连接于所述前端板减重孔处。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述连杆连接于每个轴流风扇叶片的连接端延伸至所述转子轴向减重孔中。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述转子轴向减重孔垂直于所述中心轴方向上的横截面形状为扇形。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述转子前端板靠近所述电机轴伸端的表面设置有平衡柱。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述平衡柱上安装有平衡垫片或平衡块。

10.一种电机，其特征在于，所述电机包括如权利要求1-9中任一项所述的电机转子散热装置。

Images