CN219436801U - 一种具有风冷系统的电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种具有风冷系统的电机，涉及电机冷却领域。电机包括定子铁芯和外壳组件；外壳组件具有第一腔室以及第二腔室，外壳组件上设有第一进风孔组、第二进风孔组和出风孔组，第一进风孔组与第一腔室连通，第二进风孔组和出风孔组均与第二腔室连通。一部分冷却风经第一进风孔组流入第一腔室，对暴露在第一腔室内的零部件进行换热冷却，然后穿过定子铁芯与转子之间的气隙流入第二腔室。另一部分冷却风经第二进风孔组流入第二腔室，对暴露在第二腔室内的零部件进行换热冷却，最终经出风孔组流出至外壳组件外部。电机内部的零部件得到充分冷却，相比于传统的风冷方案具有更好的冷却效果，能够满足高速电机的散热需求。

Description

一种具有风冷系统的电机

技术领域

本实用新型涉及电机冷却领域，尤其涉及一种具有风冷系统的电机。

背景技术

为了保证电机可靠运行，必须通过有效的冷却手段控制电机温升。各种冷却方式按冷却介质的不同可分为风冷、水冷、油冷、氟冷等。其中，风冷的应用非常广泛，一方面是因为风冷系统结构简单，另一方面则是因为很容易得到所用的冷却介质。

风冷是指靠流动的冷却风进行散热的方式。冷却风吹过定子和转子，带走电机线圈、铁芯和转子等处的热量，热风再通过散热通道与外界进行热交换。风冷系统具有结构简洁、成本低廉，维修方便、运行稳定的优点。

现有的风冷方案往往能够满足普通电机的散热需求。与普通电机相比，高速电机的功率密度更大，损耗密度更大，发热问题更突出，因而难以通过现有的风冷方案解决散热问题。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种具有风冷系统的电机。

本实用新型提供如下技术方案：

一种具有风冷系统的电机，包括定子铁芯和外壳组件，所述定子铁芯设于所述外壳组件内；

所述外壳组件具有位于所述定子铁芯一端的第一腔室以及位于所述定子铁芯另一端的第二腔室，所述外壳组件上设有第一进风孔组、第二进风孔组和出风孔组，所述第一进风孔组与所述第一腔室连通，所述第二进风孔组和所述出风孔组均与所述第二腔室连通，且所述第二进风孔组和所述出风孔组沿所述外壳组件的轴线方向排列。

作为对所述具有风冷系统的电机的进一步可选的方案，所述具有风冷系统的电机还包括第一集风件和第二集风件；

所述第一集风件环设于所述外壳组件，及与所述第一进风孔组连通，所述第一集风件具有用于连接管道或者风机的第一连接部；

所述第二集风件环设于所述外壳组件，及与所述第二进风孔组连通，所述第二集风件具有用于连接管道或者风机的第二连接部。

作为对所述具有风冷系统的电机的进一步可选的方案，所述第一集风件包括第一半环和第二半环，所述第一半环和所述第二半环的内沿均呈半圆形，所述第一半环和所述第二半环抱合于所述外壳组件，所述第一半环与所述第二半环相连；

所述第二集风件包括第三半环和第四半环，所述第三半环和所述第四半环的内沿均呈半圆形，所述第三半环和所述第四半环抱合于所述外壳组件，所述第三半环与所述第四半环相连。

作为对所述具有风冷系统的电机的进一步可选的方案，所述具有风冷系统的电机还包括第三集风件；

所述第三集风件环设于所述外壳组件，及与所述出风孔组连通，所述第三集风件具有用于连接管道或者风机的第三连接部。

作为对所述具有风冷系统的电机的进一步可选的方案，所述第三集风件与所述外壳组件滑动配合，所述第三集风件具有缺口，所述第三集风件位于所述缺口两侧的两个端部封闭且可拆卸连接。

作为对所述具有风冷系统的电机的进一步可选的方案，所述外壳组件包括机壳、端盖和轴承座，所述第一进风孔组和所述第二进风孔组均设于所述机壳上。

作为对所述具有风冷系统的电机的进一步可选的方案，所述具有风冷系统的电机还包括定子绕组，所述定子绕组设于所述定子铁芯，所述定子绕组的一端位于所述第一腔室内，另一端位于所述第二腔室内；

所述第一进风孔组与所述第一腔室内的所述定子绕组正对，所述第二进风孔组与所述第二腔室内的所述定子绕组正对。

作为对所述具有风冷系统的电机的进一步可选的方案，所述第一进风孔组包括多个第一进风孔，多个所述第一进风孔沿所述外壳组件的周向排列；

所述第二进风孔组包括多个第二进风孔，多个所述第二进风孔沿所述外壳组件的周向排列；

所述出风孔组包括多个出风孔，多个所述出风孔沿所述外壳组件的周向排列。

作为对所述具有风冷系统的电机的进一步可选的方案，所述第一进风孔、所述第二进风孔和所述出风孔均沿所述外壳组件的径线方向设置。

作为对所述具有风冷系统的电机的进一步可选的方案，所述定子铁芯上设有通风孔，所述通风孔沿所述外壳组件的轴线方向设置。

本实用新型的实施例具有如下有益效果：

上述具有风冷系统的电机运行时，一部分冷却风经第一进风孔组流入第一腔室，对暴露在第一腔室内的零部件(如定子铁芯、定子绕组、转子和轴承等)进行换热冷却，然后沿外壳组件的轴向穿过定子铁芯与转子之间的气隙，并流入第二腔室。与此同时，另一部分冷却风经第二进风孔组流入第二腔室，与穿过气隙的冷却风汇聚在一起，对暴露在第二腔室内的零部件进行换热冷却，最终经出风孔组流出至外壳组件外部，将电机运行过程中产生的热量带走。在此过程中，电机内部的零部件得到充分冷却，相比于传统的风冷方案具有更好的冷却效果，能够满足高速电机的散热需求。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对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实用新型的某些实施例，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示出了本实用新型实施例提供的一种具有风冷系统的电机的整体结构示意图；

图2示出了图1中A-A向剖面示意图；

图3示出了图1中B-B向剖面示意图；

图4示出了图1中C-C向剖面示意图。

主要元件符号说明：

100-外壳组件；110-第一腔室；120-第二腔室；130-第一进风孔组；131-第一进风孔；140-第二进风孔组；141-第二进风孔；150-出风孔组；151-出风孔；160-机壳；170-端盖；180-轴承座；200-定子铁芯；300-定子绕组；400-转子；500-轴承；600-第一集风件；610-第一连接部；620-第一半环；630-第二半环；700-第二集风件；710-第二连接部；720-第三半环；730-第四半环；800-第三集风件；810-第三连接部；820-缺口。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在模板的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

请参阅图1，本实施例提供一种具有风冷系统的电机(以下简称为“电机”)，其包括外壳组件100和定子铁芯200，且定子铁芯200设置在外壳组件100内。

具体地，外壳组件100具有位于定子铁芯200一端的第一腔室110以及位于定子铁芯200另一端的第二腔室120，外壳组件100上设有第一进风孔组130、第二进风孔组140和出风孔组150。其中，第一进风孔组130与第一腔室110连通，第二进风孔组140和出风孔组150均与第二腔室120连通，且第二进风孔组140和出风孔组150沿外壳组件100的轴线方向排列。

上述电机运行时，一部分冷却风经第一进风孔组130流入第一腔室110，对暴露在第一腔室110内的零部件进行换热冷却，然后沿外壳组件100的轴向穿过定子铁芯200与转子400之间的气隙，并流入第二腔室120。与此同时，另一部分冷却风经第二进风孔组140流入第二腔室120，与穿过气隙的冷却风汇聚在一起，对暴露在第二腔室120内的零部件进行换热冷却，最终经出风孔组150流出至外壳组件100外部，将电机运行过程中产生的热量带走。在此过程中，电机内部的零部件得到充分冷却，相比于传统的风冷方案具有更好的冷却效果，能够满足高速电机的散热需求。

实施例2

请参阅图1，本实施例提供一种具有风冷系统的电机，具体为一种高速电机(以下简称为“电机”)。电机包括外壳组件100、定子铁芯200、定子绕组300、转子400和轴承500，且定子铁芯200、定子绕组300、转子400和轴承500均直接或者间接地安装在外壳组件100上。

具体地，外壳组件100由机壳160、端盖170和轴承座180组成。

机壳160呈圆筒状，机壳160的两端敞口设置。端盖170成对设置在机壳160两端，与机壳160固定连接，且端盖170中部设有安装孔。轴承座180设有两个，分别与两个端盖170对应，且轴承座180安装在对应的端盖170的安装孔内。

轴承500与轴承座180对应设置，并安装在对应的轴承座180上。转子400两端分别由轴承500支撑，通过轴承500与外壳组件100转动连接。

定子铁芯200环绕转子400的中部设置，与转子400间隙配合，并与机壳160的内壁固定连接。此外，定子铁芯200配合转子400将外壳组件100的内部空间分隔为第一腔室110和第二腔室120。

在本实施例中，第一腔室110位于电机的后端，第二腔室120位于电机的前端。

在本申请的另一实施例中，第一腔室110也可以是位于电机的前端，第二腔室120则位于电机的后端。

定子绕组300固定设置在定子铁芯200上，且定子绕组300的中部位于定子铁芯200内，定子绕组300的其中一端位于第一腔室110内，定子绕组300的另一端位于第二腔室120内。

具体地，外壳组件100上设有第一进风孔组130、第二进风孔组140和出风孔组150。第一进风孔组130与第一腔室110连通，第二进风孔组140和出风孔组150均与第二腔室120连通，且第二进风孔组140和出风孔组150沿外壳组件100的轴线方向排列。

其中，第一进风孔组130包括多个第一进风孔131，且多个第一进风孔131沿外壳组件100的周向排列。类似地，第二进风孔组140包括多个第二进风孔141，且多个第二进风孔141沿外壳组件100的周向排列。出风孔组150包括多个出风孔151，多个出风孔151沿外壳组件100的周向排列。

在本实施例中，第一进风孔组130设有两个，且两个第一进风孔组130沿外壳组件100的轴线方向排列。

当电机运行时，一部分冷却风经各个第一进风孔131流入第一腔室110，对暴露在第一腔室110内的定子铁芯200、定子绕组300、转子400和轴承500等零部件进行换热冷却，然后沿外壳组件100的轴向穿过定子铁芯200与转子400之间的气隙，并流入第二腔室120。与此同时，另一部分冷却风经各个第二进风孔141流入第二腔室120，与穿过气隙的冷却风汇聚在一起，对暴露在第二腔室120内的定子铁芯200、定子绕组300、转子400和轴承500等零部件进行换热冷却，最终经各个出风孔151流出至外壳组件100外部，将电机运行过程中产生的热量带走。在此过程中，电机内部的零部件得到充分冷却，相比于传统的风冷方案具有更好的冷却效果，能够满足高速电机的散热需求。

在本实施例中，第一进风孔组130、第二进风孔组140和出风孔组150均设置在机壳160上。

在本申请的另一实施例中，第一进风孔组130、第二进风孔组140和出风孔组150也可以设置在端盖170和/或轴承座180上。

进一步地，第一进风孔组130与第一腔室110内的定子绕组300正对，第二进风孔组140与第二腔室120内的定子绕组300正对。

此时，进入第一腔室110和第二腔室120的冷却风与定子绕组300直接接触换热，能够达到最佳冷却效果。

在本实施例中，第一进风孔131、第二进风孔141和出风孔151均沿外壳组件100的径线方向设置，且第一进风孔131、第二进风孔141和出风孔151的截面均呈圆形。

在本申请的另一实施例中，第一进风孔131、第二进风孔141和出风孔151也可以相对于外壳组件100的径线方向倾斜一定角度，并与转子400的转速相适配，使得经第一进风孔131和第二进风孔141吹入的冷却风与转子400旋转带动的离心气流形成最佳合成风路，经出风孔151吹出的冷却风与转子400旋转带动的离心气流同样形成最佳合成风路。

进一步地，上述电机还包括第一集风件600和第二集风件700。

其中，第一集风件600环设于外壳组件100上，并与第一进风孔组130连通。第一集风件600具有第一连接部610，用以连接管道或者风机。

换言之，第一集风件600的第一连接部610既可以与风机直接连接，也可以通过管道与风机间接连接。使用时，风机将冷却风送入第一集风件600内，冷却风在第一集风件600内分流，经各个第一进风孔131流入第一腔室110。

上述冷却风可以是空气，也可以是其它冷却气体。

在本实施例中，第一连接部610的数量为一个，且为第一集风件600的顶部。

在本申请的另一实施例中，第一连接部610的数量也可以是多个，使得第一集风环能够连接更多数量的风机，进而增大冷却风量。此外，第一连接部610也可以设置在第一集风件600的其它位置，根据机组整体结构的进风过滤位置作相应调整。

类似地，第二集风件700环设于外壳组件100上，并与第二进风孔组140连通。第二集风件700具有第二连接部710，用以连接管道或者风机。

使用时，风机将冷却风送入第二集风件700内，冷却风在第二集风件700内分流，经各个第二进风孔141流入第二腔室120。

请参阅图2，在本实施例中，第一集风件600由第一半环620和第二半环630组成。第一半环620和第二半环630的内沿均呈半圆形，并与机壳160的外壁贴合。第一半环620和第二半环630抱合于机壳160上，第一半环620的两端和第二半环630的两端均设有装合板，并通过装合板栓接固定。

在本申请的另一实施例中，第一集风件600也可以由更多数量的弧形部件拼接而成。

请参阅图3，与第一集风件600相似，第二集风件700由第三半环720和第四半环730组成。第三半环720和第四半环730的内沿均呈半圆形，并与机壳160的外壁贴合。第三半环720和第四半环730抱合于机壳160上，第三半环720的两端和第四半环730的两端均设有装合板，并通过装合板栓接固定。

请再次参阅图1，进一步地，上述电机还包括第三集风件800。

其中，第三集风件800环设于外壳组件100上，并与出风孔组150连通。第三集风件800具有第三连接部810，用以连接管道或者风机。

换言之，第三集风件800的第三连接部810既可以与风机直接连接，也可以通过管道与风机间接连接，还可以仅连接管道。

当第三集风件800直接或者间接连接风机时，风机将第三集风件800内的气体抽出，在第三集风件800内形成负压，使得第二腔室120内的气体持续经出风孔151流出第二腔室120，进而将冷却风吸入外壳组件100的内部。

请参阅图4，在本实施例中，第三集风件800沿机壳160的轴线方向与机壳160滑动配合，且第三集风件800具有缺口820。第三集风件800位于缺口820两侧的两个端部封闭，两个端部之间可拆卸连接。

可选地，两个端部之间可以是螺栓连接。拧紧螺母，使缺口820收拢，即可将第三集风件800固定在机壳160上。拧松螺母，使缺口820扩张，即可沿机壳160的轴线方向滑动第三集风件800，将第三集风件800拆卸。

在一些具体实施方式中，机壳160上同时设置有第一集风件600、第二集风件700和第三集风件800，且第一集风件600和第二集风件700均连接有风机。

在另一些具体实施方式中，机壳160上同时设置有第一集风件600、第二集风件700和第三集风件800，且第一集风件600、第二集风件700和第三集风件800均连接有风机。

在另一些具体实施方式中，机壳160上仅设置第一集风件600和第二集风件700，且第一集风件600和第二集风件700均连接有风机，不对出风孔151处的热风进行收集。

在另一些具体实施方式中，机壳160上仅设置有第三集风件800，且第三集风件800连接有风机。

进一步地，定子铁芯200上设有通风孔(图中未示出)，且通风孔沿外壳组件100的轴线方向设置。

此时，位于第一腔室110内的部分冷却风可以经通风孔流入第二腔室120，适用于定子铁芯200无其它冷却方式且温升较高的情况。

总之，上述电机中的风冷系统与传统的风冷散热结构相比，其风路更加合理，冷却效果得到明显提升，解决了电机散热尤其是高速电机散热的难题。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

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。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有风冷系统的电机，其特征在于，包括定子铁芯和外壳组件，所述定子铁芯设于所述外壳组件内；

所述外壳组件具有位于所述定子铁芯一端的第一腔室以及位于所述定子铁芯另一端的第二腔室，所述外壳组件上设有第一进风孔组、第二进风孔组和出风孔组，所述第一进风孔组与所述第一腔室连通，所述第二进风孔组和所述出风孔组均与所述第二腔室连通，且所述第二进风孔组和所述出风孔组沿所述外壳组件的轴线方向排列。

2.根据权利要求1所述的具有风冷系统的电机，其特征在于，所述具有风冷系统的电机还包括第一集风件和第二集风件；

所述第一集风件环设于所述外壳组件，及与所述第一进风孔组连通，所述第一集风件具有用于连接管道或者风机的第一连接部；

所述第二集风件环设于所述外壳组件，及与所述第二进风孔组连通，所述第二集风件具有用于连接管道或者风机的第二连接部。

3.根据权利要求2所述的具有风冷系统的电机，其特征在于，所述第一集风件包括第一半环和第二半环，所述第一半环和所述第二半环的内沿均呈半圆形，所述第一半环和所述第二半环抱合于所述外壳组件，所述第一半环与所述第二半环相连；

所述第二集风件包括第三半环和第四半环，所述第三半环和所述第四半环的内沿均呈半圆形，所述第三半环和所述第四半环抱合于所述外壳组件，所述第三半环与所述第四半环相连。

4.根据权利要求1所述的具有风冷系统的电机，其特征在于，所述具有风冷系统的电机还包括第三集风件；

所述第三集风件环设于所述外壳组件，及与所述出风孔组连通，所述第三集风件具有用于连接管道或者风机的第三连接部。

5.根据权利要求4所述的具有风冷系统的电机，其特征在于，所述第三集风件与所述外壳组件滑动配合，所述第三集风件具有缺口，所述第三集风件位于所述缺口两侧的两个端部封闭且可拆卸连接。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的具有风冷系统的电机，其特征在于，所述外壳组件包括机壳、端盖和轴承座，所述第一进风孔组和所述第二进风孔组均设于所述机壳上。

7.根据权利要求6所述的具有风冷系统的电机，其特征在于，所述具有风冷系统的电机还包括定子绕组，所述定子绕组设于所述定子铁芯，所述定子绕组的一端位于所述第一腔室内，另一端位于所述第二腔室内；

所述第一进风孔组与所述第一腔室内的所述定子绕组正对，所述第二进风孔组与所述第二腔室内的所述定子绕组正对。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的具有风冷系统的电机，其特征在于，所述第一进风孔组包括多个第一进风孔，多个所述第一进风孔沿所述外壳组件的周向排列；

所述第二进风孔组包括多个第二进风孔，多个所述第二进风孔沿所述外壳组件的周向排列；

所述出风孔组包括多个出风孔，多个所述出风孔沿所述外壳组件的周向排列。

9.根据权利要求8所述的具有风冷系统的电机，其特征在于，所述第一进风孔、所述第二进风孔和所述出风孔均沿所述外壳组件的径线方向设置。

10.根据权利要求1所述的具有风冷系统的电机，其特征在于，所述定子铁芯上设有通风孔，所述通风孔沿所述外壳组件的轴线方向设置。