CN214480023U - 一种电机风冷装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电机风冷装置。该电机风冷装置包括电机本体、侧风道板、风扇和导热件；风扇连接在电机本体尾部，侧风道板连接在电机本体左右两侧，与电机之间形成散热风腔，机壳上设有周向分布的翅片和装配槽，相变热管安装在装配槽中；风扇包括导流罩、风扇电机、风扇支架、防护罩，导流罩连接在电机本体的后端盖上，导流罩沿轴线接近电机的一端为出风口，远离电机的一端为进风口。该装置可实现机壳表面的快速散热，促使更多的热量从定子绕组和定子铁芯部位传导至外壳进行散热，实现伺服电机更为优秀的温控性能。

Description

一种电机风冷装置

技术领域

本实用新型涉及电机领域，尤其涉及一种电机风冷装置。

背景技术

电机工作温度直接影响电机效率、可靠性和使用寿命。电机温升过高会加速电机绝缘材料老化，缩短使用寿命，同时温升过高会使绕组电阻增大，使电机效率下降，而电机效率下降将进一步导致发热量增加，从而再次推高温度上升。因此，温度控制对电机工作的效率、稳定性和可靠性至关重要。

定子绕组和定子铁芯是伺服电机的主要发热部件，定子铁芯安装在机壳内壁，通过与机壳的接触将热量导出到机壳，机壳与空气接触进行自然冷却散热，然而随着电机功率密度的增大，这种单一的冷却方式造成机壳局部部位温度过高、温度梯度过大的现象，电机的散热问题成为制约电机发挥性能的重要因素。该问题亟待解决。

实用专利“一种伺服电机风冷装置”，专利号CN 210985821 U，该实用新型通过在电机本体上开设透气孔来进行风冷散热，但透气孔的开设会破坏电机原本的封闭结构，外部空气与灰尘等会进入电机内，影响电机内部件的材料性能和工作环境。此外，冷却风从电机后端吹向前端时，冷却风速会下降，随着风速下降机壳表面对流换热系数也会下降，从而造成机壳表面温度分布不均以及电机前端热量不能有效传出，影响整体散热效率。装置占用体积较大，不方便电机在有限空间内的应用安装。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种占用空间小、结构简单、方便拆装、适用于各类伺服电机、散热效率高的伺服电机风冷装置。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种电机风冷装置，包括电机本体、侧风道板、风扇和导热件；

电机本体包括机壳、固定在机壳上的前端盖、后端盖以及固定在后端盖上的编码器，机壳上设有翅片和装配槽，导热件固定设置在装配槽中，风扇连接在后端盖上，侧风道板固定设置在机壳的侧壁上，且侧风道板与机壳之间形成通风散热通道。

进一步地，侧风道板从电机后端盖向电机前端盖方向沿着机壳轴向延伸，侧风道板与机壳进行可拆卸连接或与机壳一体成型，翅片与侧风道板相接或留有空隙，以将通风散热通道分隔成若干腔体风道。

进一步地，导热件为相变热管。采用相变热管作为导热、均热部件，相变热管具有高效传热能力，能减小机壳壳体的温差梯度，实现热量分布重组。

进一步地，所述相变热管通过焊接、胶接或过盈胀接固定在装配槽内。

进一步地，所述装配槽的横截面形状为半圆形或圆形或矩形。

进一步地，风扇包括导流罩和风扇电机，导流罩连接在电机本体的后端盖上，导流罩沿轴线靠近电机本体的一端为出风口，远离电机本体的一端为进风口，风扇电机固定设置在导流罩进风口处。

进一步地，风扇还包括防护罩，防护罩固定设置在导流罩进风口处并位于风扇电机的外侧。通过设置防护罩进行防护，提高安全性。

进一步地，所述导流罩一端为中空的圆角长方壳体，另一端为圆形壳体，中间通过凸台壳体过渡。

进一步地，所述侧风道板的边角过渡、导流罩的边角过渡与电机前端盖的边角过渡形状一致。

进一步地，所述导流罩上设置有编码器开口槽，电机本体的编码器的接线穿过编码器开口槽。

本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：

1)本实用新型采用外部强迫风冷作为电机散热方式，相比将叶片安装在电机轴上，采用外部风扇的方式，在较低额定转速的电机上也能实现持续高转速地输出冷却风，且散热性能不受电机此刻转速的影响。

2)风道由侧风道板和导流罩与机壳合围而成，机壳上设有若干翅片，翅片将风道分隔成若干腔体风道，减少冷却风在经过风道时的风速损耗，增强风冷散热效率。

3)采用相变热管作为导热、均热部件，相变热管具有高效传热能力，能减小机壳壳体的温差梯度，实现热量分布重组。

4)整套装置在使用时能够保留电机原有整体结构，不影响电机本身的密封结构，占用空间小，连接简单，适用于各种机壳外形结构的伺服电机。

5)本装置可实现机壳表面的快速散热，促使更多的热量从定子绕组和定子铁芯部位传导至外壳进行散热，实现伺服电机更为优秀的温控性能。

附图说明

图1是本实用新型的三维结构示意图。

图2是本实用新型中装配有相变热管的电机本体的立体结构示意图。

图3是本实用新型中一种机壳的立体结构示意图。

图4是本实用新型中一种机壳的立体结构示意图。

图5是本实用新型中侧风道板的立体结构示意图。

图6是本实用新型中风扇的立体结构示意图。

具体实施方式

参照图1～图6，本实用新型实施例提供的一种电机风冷装置，包括电机本体1、两个侧风道板2、风扇3和导热件4。

电机本体1包括中空柱形的机壳11，机壳11左右两侧可通过开设在其上的若干螺纹孔 111分别连接固定两个对称安装的侧风道板2，其机壳11的结构如图3。在另一实施例中，机壳11也可与侧风道板2一体成型，如图4。侧风道板2长度可为机壳11长度的50％～80％，机壳11左右侧壁与侧风道板2的内侧之间形成平行于电机本体1轴线的通风散热通道，使得风扇3吹出来的冷却风可从通风散热通道中通过，从而可以加强机壳11表面的热对流散热。机壳11在四周凹槽位置设有相应不同长度的多个翅片112，翅片112与侧风道板2相接或留有间隙，从而翅片112将通风散热通道分隔成若干风腔，可进一步减少冷却风通过风道时的风速损耗，增强风冷散热效率；当翅片112与侧风道板2相接时，机壳11表面热量还可通过翅片112传导到侧风道板2，增加散热面积，提高散热效率。

机壳11的凹槽上开设有装配槽113，装配槽113的长度方向与机壳11的长度方向一致，导热件4固定设置在装配槽113内，装配槽113的横截面形状为半圆形或圆形或矩形。具体的，每个凹槽内开设有多个装配槽113，且每个凹槽内装配槽113和翅片112间隔设置，每个装配槽113上均固定有导热件4。通过在每个凹槽内设置多个导热件和多个翅片112，可以增大散热。本实施例中，装配槽113的横截面形状为半圆形，导热件4为圆形的相变热管，直径6mm。优选地，相变热管可为铜材微沟槽型热管，其内壁设有多根微沟槽，微沟槽沿相变热管的内壁均匀分布，相变热管通过挤压拉拔工艺成型，通过焊接、胶接或过盈胀接固定在装配槽113内。原本电机机壳沿轴向方向中间温度高，前后两端温度较低(前端指电机轴伸出的一端，后端指放置编码器和风扇的一端)，通过轴向设置相变热管可将中间的热量传到电机后端。同时，冷却风经过风道后风速会降低，从而造成电机前端温度高，后端温度低，同样通过相变热管的导热作用将前端的热量传导到后端进行冷却，可以实现减少前中后温差，热量分布重组。

电机本体1的后端包括后端盖13以及安装在后端盖13上的编码器14，后端盖13上设有 4个M2.5螺纹孔131和4个M5的通孔132，所述螺纹孔131和通孔132沿圆周交错排布，后端盖13通过通孔131螺纹连接固定在机壳11上，风扇3通过螺纹孔132螺纹连接固定在后端盖上。

风扇3包括导流罩31、防护罩32、风扇支架34和风扇电机33，导流罩31沿轴线靠近电机本体1的一端为中空圆角长方壳体出风口，远离的一端为圆形壳体进风口，中间通过凸台壳体过渡，风扇电机33通过风扇支架34固定在导流罩31的进风口中心，风扇电机33的叶片与导流罩31圆形壳体之间留有均匀间隙，风扇电机33后端设有防护罩35，导流罩31与侧风道板2在边角处设有圆角过渡，其过渡与电机本体1前端的前端盖12边角处的圆角过渡保持一致。导流罩31设有编码器开口槽35，编码器14的接线盒141从编码器开口槽35伸出。

侧风道板2为与机壳11一致的材料，在考虑电机轻量化的情况下可为铝薄板，机壳可为铝材一体化挤压成型或线切割加工成型。

风扇电机33工作电压可为24V，与伺服电机的编码器以及刹车模块的工作电压一致，不会给编码器带来强电干扰。

整套装置在使用时能够保留电机原有整体结构，不影响电机本身的密封结构，占用空间小，连接简单，适用于各类电机，包括伺服电机，实现了电机优秀的温控性能，保证了电机工作效率和使用寿命。

以上实施例为本实用新型的较佳实施方式，但本实用新型的实施方式不限于此，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电机风冷装置，其特征在于：包括电机本体(1)、侧风道板(2)、风扇(3)和导热件(4)；

电机本体(1)包括机壳(11)、固定在机壳(11)上的前端盖(12)、后端盖(13)以及固定在后端盖(13)上的编码器(14)，机壳(11)上设有翅片(112)和装配槽(113)，导热件(4)固定设置在装配槽(113)中，风扇(3)连接在后端盖(13)上，侧风道板(2)固定设置在机壳(11)的侧壁上，且侧风道板(2)与机壳(11)之间形成通风散热通道。

2.根据权利要求1所述的一种电机风冷装置，其特征在于：侧风道板(2)从电机后端盖(13)向电机前端盖(12)方向沿着机壳(11)轴向延伸，侧风道板(2)与机壳(11)进行可拆卸连接或与机壳(11)一体成型，翅片(112)与侧风道板(2)相接或留有空隙，以将通风散热通道分隔成若干腔体风道。

3.根据权利要求1所述的一种电机风冷装置，其特征在于：导热件(4)为相变热管。

4.根据权利要求3所述的一种电机风冷装置，其特征在于：所述相变热管通过焊接、胶接或过盈胀接固定在装配槽(113)内。

5.根据权利要求1所述的一种电机风冷装置，其特征在于：所述装配槽(113)的横截面形状为半圆形或圆形或矩形。

6.根据权利要求1-5任一所述的一种电机风冷装置，其特征在于：风扇(3)包括导流罩(31)和风扇电机(33)，导流罩(31)连接在电机本体(1)的后端盖(13)上，导流罩(31)沿轴线靠近电机本体(1)的一端为出风口，远离电机本体(1)的一端为进风口，风扇电机(33)固定设置在导流罩(31)进风口处。

7.根据权利要求6所述的一种电机风冷装置，其特征在于：风扇(3)还包括防护罩(32)，防护罩(32)固定设置在导流罩(31)进风口处并位于风扇电机(33)的外侧。

8.根据权利要求6所述的一种电机风冷装置，其特征在于：所述导流罩(31)一端为中空的圆角长方壳体，另一端为圆形壳体，中间通过凸台壳体过渡。

9.根据权利要求6所述的一种电机风冷装置，其特征在于：所述侧风道板(2)的边角过渡、导流罩(31)的边角过渡与电机前端盖(12)的边角过渡形状一致。

10.根据权利要求6所述的一种电机风冷装置，其特征在于：所述导流罩(31)上设置有编码器开口槽(35)，电机本体(1)的编码器(14)的接线穿过编码器开口槽(35)。

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