CN218276239U - 一种轴承风冷电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轴承风冷电机，包括：转子组件，包括轴体和转子铁芯，转子铁芯至少设有一贯穿轴向的通风道；定子组件；端盖组件，设置有连通电机内外的引风口和出风口；风扇，靠近引风口设置在电机内部；当转子组件带动风扇转动，风流自引风口进入，经过通风道后，从出风口排出，以降低轴体温度。本实用新型利用轴体转动带动风扇同步转动，省去了驱动风扇转动的动力源，风扇设置在电机内部，进入电机内部的冷却空气被充分利用，外界空气从引风口进入电机内部，通过第一通风道和第二通风道向出风口排出，第一通风道设置在转子铁芯的径向内圈，第二通风道设置在转子铁芯的径向外圈，且延伸转子铁芯的整个轴向，降温效果好。

Description

一种轴承风冷电机

技术领域

本实用新型属于电机技术领域，尤其是涉及一种轴承风冷电机。

背景技术

当电机长期运行时，轴承不断产生热量，如果轴承散热不及时，电机轴承的温度逐渐升高，容易造成轴承跑外圈，轴承外圈与轴承室内壁产生相对运动，轴承磨损严重，导致轴承损坏，造成安全隐患。同时轴承的温度对轴承的寿命有很大的影响，轴承温度越高轴承的寿命越短，影响设备使用寿命。另一方面，电机定子持续受到轴承的热传导，导致线包温度升高，严重的会导致绝缘损坏，进而造成电机故障，影响电机性能和可靠性。

综上，轴承冷却对电机安全性和整机性能至关重要。

传统电机主要在后端盖外设置风扇或风机，风扇产生一定空气流量对电机进行散热，风扇产生的空气流向机壳，一部分空气吹向机壳和后端盖外部进行散热，一部分发散到周围环境空气中，并没有起到散热效果；而轴承安装在电机内部，没有气体直接对轴承进行冷却，产生的气流对风扇端轴承的散热效果微乎其微；尤其前端盖，几乎没有风流过，轴承冷却效果很有限。因此，如何对电机轴承进行冷却，是本领域技术人员亟需解决的难题。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种有针对性地对轴承进行降温，降温效果好的轴承风冷电机。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种轴承风冷电机，包括：

转子组件，包括轴体和位于轴体外圈的转子铁芯，所述转子铁芯至少设有一贯穿轴向的通风道；

定子组件；

端盖组件，设置有连通电机内外的引风口和出风口；

风扇，靠近引风口设置在电机内部；

当转子组件带动风扇转动，风流自引风口进入，经过通风道后，从出风口排出，以降低轴体温度。

本实用新型利用轴体转动带动风扇同步转动，省去了驱动风扇转动的动力源，风扇设置在电机内部，外界空气从引风口进入电机内部，通过通风道向出风口排出，通风道设置在转子组件上，且延伸转子组件的整个轴向，使得外界进入电机的冷空气绝大部分都能进入通风道对轴体进行降温，轴体的大部分区域都具有良好的降温效果。

进一步的，所述端盖组件上连接有导风板，其将定子组件和引风口或出风口分隔在两侧。导风板起到隔绝作用，避免定子组件的热量向轴体传导，也防止从引风口进入的冷空气流向定子组件，有利于对轴体的降温。

进一步的，所述导风板向转子铁芯所在方向延伸，并在末端形成扩口状引导面。扩口状引导面可以将引风口进入的冷却空气向通风道，特别是向第二通风道引导。

进一步的，所述扩口状引导面的端面与转子铁芯端面之间存在间隙。间隙可以有效防止导风板和旋转的转子铁芯发生摩擦。

进一步的，所述导风板末端的内径小于等于转子铁芯的外径，大于通风道的外径。避免导风板将通风道隔绝在外圈，保证冷却空气可以进入通风道。

进一步的，所述通风道包括第一通风道和第二通风道，所述第一通风道位于轴体外围，第二通风道位于第一通风道的径向外侧，且靠近转子铁芯外圈。在转子铁芯的径向设置第一通风道和第二通风道，冷却空气的流量增大，而且在转子铁芯的径向内外两侧均能实现良好的降温效果。

进一步的，所述第一通风道和第二通风道的数量均为多个，其沿周向间隔布设；所述第一通风道的截面呈半圆形；所述第二通风道的截面呈腰型。第一通风道截面呈半圆形，使得从引风口进入的冷却空气可以与轴体外壁直接接触，且数量为多个，均匀布设在周向一圈，对轴体的降温效果更好，轴体各处的降温更加均匀；由于转子铁芯的外圈靠近定子组件，第二通风道设置在转子铁芯的外圈区域，有效降低转子铁芯的外圈温度，避免转子铁芯受到定子组件的影响后产生较高温度传导至轴体，有利于轴体的降温。

进一步的，所述引风口与轴体的径向距离大于等于5mm；所述出风口与轴体的径向距离大于等于5mm。上述距离数值可以保证左端盖和右端盖的强度，保证电机整体的稳固性。

进一步的，所述风扇包括同心同轴连接于轴体的基座，及沿周向均匀间隔布设在基座外圈的扇叶，该扇叶沿径向向外延伸。风扇和轴体同心同轴连接，对轴体四周传导的冷空气更加均匀，且无需另外设置风扇转动的动力源，结构更加简化。

进一步的，所述引风口的截面面积大于等于通风道的截面面积。降低出风口的出风阻力，有利于冷却空气从出风口流出，对轴体的降温有利。

本实用新型的有益效果是：利用轴体转动带动风扇同步转动，省去了驱动风扇转动的动力源，风扇设置在电机内部，进入电机内部的冷却空气可以被充分利用，外界空气从引风口进入电机内部，通过第一通风道和第二通风道向出风口排出，第一通风道设置在转子铁芯的径向内圈，第二通风道设置在转子铁芯的径向外圈，且延伸转子铁芯的整个轴向，使得外界的冷空气进入通风道对轴体进行降温，降温效果好。

附图说明

图1为本实用新型的剖面示意图。

图2为本实用新型的转子组件的剖面示意图。

图3为本实用新型的风扇剖面示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

如图1-图3所示，一种轴承风冷电机，包括转子组件1，定子组件2，端盖组件3，及风扇4。

转子组件1包括轴体11和位于轴体11外圈的转子铁芯12，轴体11和转子铁芯12非完全接触，在转子铁芯12上至少设置有一个贯穿轴向的通风道13。如图2所示，在本实施例中，通风道13包括第一通风道131和第二通风道132。

第一通风道131位于轴体11外圈位置，换句话说，第一通风道131位于转子铁芯12的内圈，且与转子铁芯12内圈边缘贯通，截面形状呈半圆形，其数量为多个，沿着转子铁芯12的周向均匀间隔布设，在本实施例中设置了八个，在其他实施例中具体数量不作限制。

第二通风道132位于第一通风道131的径向外侧，且靠近转子铁芯12的外圈设置，但不贯通外圈边缘，截面形状呈腰型，其数量为多个，沿着转子铁芯12的周向均匀间隔布设，在本实施例中设置了六个，在其他实施例中具体数量不作限制。

定子组件2位于转子组件1的外圈，位置相对固定。

端盖组件3，连接在电机外壳6上，包括左端盖33和右端盖34，在左端盖33上设置有连通电机内外的出风口32，在右端盖34上设置有连通电机内外的引风口31。左端盖33和右端盖34上均固定连接有导风板5，右端盖34上的导风板5将定子组件2和引风口31分隔在内外两侧，左端盖33上的导风板5将定子组件2和出风口32分隔在内外两侧。防止大量冷却空气流入定子组件2，使内部冷却空气聚集在轴体11附近，也避免定子组件2的温度向轴体11传导，有利于轴体11的降温。

引风口31的数量为多个，其沿着右端盖34的周向均匀间隔布设，具体是在右端盖34的轴承座341外圈。为了保证右端盖34轴承座341的强度，引风口31与轴体11外圈的径向距离大于等于5mm，或者说，引风口31位于轴承座341内圈径向距离5mm之外，即图1中L1≥5mm。同样的，出风口32的数量为多个，其沿着左端盖33的周向均匀间隔布设，具体是在左端盖33的轴承座331外圈，为了保证左端盖33轴承座331的强度，出风口32位于轴承座331内圈径向距离5mm之外，即图1中L2≥5mm。

为了降低出风口32的阻力，利于通风道13的冷却空气从出风口32流出，有效降低轴体11靠近左端盖33处的温度，引风口31的截面面积大于等于通风道13的截面面积，确切说是所有引风口31的截面面积，大于等于第一通风道131和第二通风道132的总的截面面积。

导风板5向转子铁芯12所在方向延伸，并在末端形成扩口状引导面51，此处的末端指的是靠近转子铁芯12的一端。为了防止导风板5和旋转的转子组件1，特别是和旋转的转子铁芯12发生摩擦，在扩口状引导面51的端面与转子铁芯12的端面之间存在间隙52。

由于转子铁芯12上设置有通风道13，为了避免导风板5遮挡通风道13，导风板5末端的内径小于等于转子铁芯12的外径，大于通风道13的外径。进一步的，通风道13包括第一通风道131和第二通风道132，所以导风板5末端的内径小于等于转子铁芯12的外径，大于第二通风道132的外径。

风扇4靠近引风口31设置。具体的，如图3所示，风扇4设置在右端盖和转子组件1之间，其包括同心同轴连接在轴体11外圈的基座41，及沿着周向均匀间隔布设在基座41外圈的扇叶42，该扇叶42沿着径向向外延伸。扇叶42的径向长度设置为不遮挡引风口31。

当电机正常运动，转子组件1转动，带动风扇4高速旋转产生离心力，为冷却空气提供动力，将空气甩出，在风扇4附近产生负压区，低于外部大气压，促使外部空气通过右端盖34上的引风口31进入电机内部，右端盖34上的导风板5对冷却空气进行导向，使气体在此处聚集，气压增大，进而通过第一通风道131和第二通风道132，经左端盖33上的导风板5导向，因出风口32的截面积小于第一通风道131和第二通风道132的截面积，在出风口32处风阻更小，且出风口32外侧的为大气压，促使内部高压气体向出风口32端流出，而外界的冷却空气从引风口31持续补给，最终实现气体对轴体11的持续流动冷却。

轴体11高速旋转产生的热量一部分通过轴承外圈热传导到轴承座，引风口31的冷却空气主要通过热传导和热对流的形式将热量带走；电机轴承的另一部分热量主要从轴承内圈以热传导的形式传递到轴体11，这部分热量与第一通风道131和第二通风道132的空气，以热传导和热对流的形式将热量带走。进一步的，内部冷却空气持续流动，轴承产生的热量持续被流动的冷却空气带走，进而达到对轴承的冷却效果，提高电机的运行安全性。

上述具体实施方式用来解释说明本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型作出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种轴承风冷电机，其特征在于，包括：

转子组件(1)，包括轴体(11)和位于轴体(11)外圈的转子铁芯(12)，所述转子铁芯(12)至少设有一贯穿轴向的通风道(13)；

定子组件(2)；

端盖组件(3)，设置有连通电机内外的引风口(31)和出风口(32)；

风扇(4)，靠近引风口(31)设置在电机内部；

当转子组件(1)带动风扇(4)转动，风流自引风口(31)进入，经过通风道(13)后，从出风口(32)排出，以降低轴体(11)温度。

2.根据权利要求1所述的轴承风冷电机，其特征在于：所述端盖组件(3)上连接有导风板(5)，其将定子组件(2)和引风口(31)或出风口(32)分隔在两侧。

3.根据权利要求2所述的轴承风冷电机，其特征在于：所述导风板(5)向转子铁芯(12)所在方向延伸，并在末端形成扩口状引导面(51)。

4.根据权利要求3所述的轴承风冷电机，其特征在于：所述扩口状引导面(51)的端面与转子铁芯(12)端面之间存在间隙。

5.根据权利要求3所述的轴承风冷电机，其特征在于：所述导风板(5)末端的内径小于等于转子铁芯(12)的外径，大于通风道(13)的外径。

6.根据权利要求1所述的轴承风冷电机，其特征在于：所述通风道(13)包括第一通风道(131)和第二通风道(132)，所述第一通风道(131)位于轴体(11)外围，第二通风道(132)位于第一通风道(131)的径向外侧，且靠近转子铁芯(12)外圈。

7.根据权利要求6所述的轴承风冷电机，其特征在于：所述第一通风道(131)和第二通风道(132)的数量均为多个，其沿周向间隔布设；所述第一通风道(131)的截面呈半圆形；所述第二通风道(132)的截面呈腰型。

8.根据权利要求1所述的轴承风冷电机，其特征在于：所述引风口(31)与轴体(11)的径向距离大于等于5mm；所述出风口(32)与轴体(11)的径向距离大于等于5mm。

9.根据权利要求1所述的轴承风冷电机，其特征在于：所述风扇(4)包括同心同轴连接于轴体(11)的基座(41)，及沿周向均匀间隔布设在基座(41)外圈的扇叶(42)，该扇叶(42)沿径向向外延伸。

10.根据权利要求1所述的轴承风冷电机，其特征在于：所述引风口(31)的截面面积大于等于通风道(13)的截面面积。

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