CN219812038U - 一种多功能风冷电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能风冷电机；包括壳体本体和内部电机，壳体本体包括冷却壳和散热筋，其长度可以根据电机长度需要切割。散热筋外侧套接风罩组件，风罩与冷却壳的外壁及散热筋围成多个轴向的气流通道。转轴连接风叶，风叶随电机转轴旋转产生风量，风通过气流通道带走电机热量。冷却壳的前端可焊接不同规格的前法兰，作为一体的电机壳体及电机与各种设备固定连接。这种金属壳体的密封性和耐久性好，机械强度高。这种整体式壳体加工工艺好，壳体的尺寸和形位公差精度高，电机装配工序少。涉及的模具结构简单，开发费用低；使用的生产设备要求低，制造成本低。壳体尺寸可根据不同的电机外径和长度需要进行调整，壳体型材通用性好。

Description

一种多功能风冷电机

技术领域

本发明专利属于电机设备技术及制造领域，更具体地涉及一种多功能风冷电机。

背景技术

近30年来，随着电力电子技术和计算机技术的进步，尤其是超导技术的重大突破和新原理；新结构；新材料；新工艺；新方法的不断推动，电机关键技术日益发展。电机按冷却方式分风冷,液冷和自然冷却。目前，受到多方面条件的影响，风冷电机的成本、温升等问题一直是制约风冷电机发展的重要因素。

为改善电机的温升影响,通常方式是提高电机的散热效率，早先的风冷电机壳体由铸造铁质件向传统的挤压拉伸封闭式铝型材机壳转变。

封闭式铝型材机壳一般由拉伸型材加工而成的机壳本体和通风外套拼装而成。具体地，封闭式铝型材机壳包括机壳本体以及外部二片或四片或八片及以上的通风外套，通过通风外套可增加散热面积，从而使电机工作时产生的热量以热辐射方式通风散热。通风外套通过卡槽插入电机机壳本体表面形成封闭式通风结构。这种通风外套的厚度和强度有限，通风外套与机壳本体的配合公差及间隙难以控制，影响散热效果。无法满足多规格特别是中大功率电机的要求，且机壳振动噪音较大。采用这种拼装结构的风冷电机结构复杂、装配费时费力、散热效果不佳。

例如，一种在中国专利文献上公开的“一种相变散热风冷电机外壳以及风冷电机”，其公告号CN206481163U；所述相变散热风冷电机外壳，包括环形壳体，所述环形壳体外部沿周向凸出有若干间隔排列的散热翅片，还包括上端板和下端板，所述环形壳体内周向分布有若干真空相变散热通道，所述真空相变散热通道从所述环形壳体的上端面延伸到下端面，所述真空相变散热通道两端由所述上端板、所述下端板密封，所述真空相变散热通道内设有相变工质。该实用新型所述相变散热风冷电机外壳结构简单，散热效果好，安装方便，成本低廉，可适用于市面上所有的车用永磁同步电机改装；所述风冷电机温控效果高，运行稳定。然而该实用新型紧紧通过散热翅片讲过的热量从散热通道排出，散热方向单一，且难以控制两者间的配合公差。而且该实用新型的冷风吹拂方向与散热方向不同，难以实现完全散热的目的。

发明内容

本发明针对现阶段采用拼装结构壳体的风冷电机结构复杂、装配费时费力、散热效果不佳，以及不能满足多规格中大功率电机的需求, 模具成本较高的问题；提供了一种多功能风冷电机；包括由金属材料一体拉伸而成的壳体本体，壳体本体包括冷却壳、散热筋以及防止电机嵌线定子旋转的小凸台，其长度可以根据电机长度需要切割，壳体本体沿冷却壳平面卷圆围成定子腔体。卷圆后的散热筋外侧套接一个风罩组件，风罩与冷却壳的外壁及散热筋围成多个轴向的气流通道。冷却壳的后端连接有后法兰，后法兰的内部固定连接有转轴, 转轴的外侧设置有风叶，风叶随电机转轴旋转产生风量，风通过气流通道带走电机热量。冷却壳的前端可通过焊接与不同规格的前法兰连接，作为一体的电机壳体及电机与各种设备固定连接。这种金属多功能风冷电机壳体的密封性和耐久性好，机械强度高。这种整体式壳体加工工艺好，壳体的尺寸和形位公差精度高，电机装配工序少。涉及的模具结构简单，开发费用低；使用的生产设备要求低，制造成本低。壳体尺寸可根据不同的电机外径和长度需要进行调整，壳体型材通用性好。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种多功能风冷电机，包括环绕定子设置的壳体本体；所述壳体本体一端抵设后法兰；所述后法兰内侧固定设置有转轴，所述转轴一侧连接有风叶；所述壳体本体包括环设成定子腔体的冷却壳，所述冷却壳外侧设置有若干散热筋。壳体本体由金属材料一体拉伸而成，卷圆后的散热筋外侧套接一个风罩组件，风罩与冷却壳的外壁及散热筋围成多个轴向的气流通道，可以多轴向散热。同时后法兰处固定有风叶，风叶随电机转轴旋转产生风量，风通过气流通道带走电机热量。冷却壳的前端可通过焊接与不同规格的前法兰连接，作为一体的电机壳体及电机与各种设备固定连接。这种金属多功能风冷电机壳体的密封性和耐久性好，机械强度高。这种整体式壳体加工工艺好，壳体的尺寸和形位公差精度高，电机装配工序少。涉及的模具结构简单，开发费用低；使用的生产设备要求低，制造成本低。壳体尺寸可根据不同的电机外径和长度需要进行调整，壳体型材通用性好。

作为优选，所述定子通过冷压或热套方式连接壳体本体；所述冷却壳内侧设置有若干小凸台；所述定子表面设置有适配于所述小凸台的燕尾槽。通过凸台和燕尾槽的结合使得整个结构可以保持一体化，且在旋转过程中，两者结合紧密避免脱落。

作为优选，所述壳体本体与后法兰相对的一侧设置有前法兰；所述定子内部设置有转子，所述转子通过所述转轴分别连接前法兰和后法兰。通过前后法兰的安装和转子设置在内侧的结构可以保证电机在转动过程中带动后部法兰转动，从而产生风冷所需风，对内部进行冷却。

作为优选，所述散热筋外侧套接风罩；所述风罩、冷却壳的外壁和散热筋围成若干轴向的气流通道。气流通道可以将不同轴向的热风排出，尽可能的减小热风停留，保证内部风冷效果。同时冷却壳直接贴合内部定子，也能够通过扩散效应将热量排出。

作为优选，所述风叶固定设置在所述转轴的指定台阶上；当电机转动时, 风叶联动转轴产生风量。风叶随着转轴转动的动作将热风排出电机。

作为优选，所述前法兰为圆环或异型；所述前法兰通过搅拌摩擦焊与壳体本体连接固定。电机前法兰、壳体为一个整体式部件。这种整体式部件加工工艺好，壳体的尺寸和形位公差精度高，电机装配工序少。

作为优选，所述壳体本体长度按照电机长度需求设置；不同壳体本体通过焊接连接成型；所述壳体本体沿冷却层平面卷圆围成定子腔体。可以自由的根据电机的长度确定需要的壳体本体，适合不同的电机尺寸。

作为优选，所述散热筋为均匀分布在冷却壳外侧的齿状或腰形散热条纹，其中腰形和齿状更适合将冷却壳产生的热量通过腰状导出。

本发明的有益效果是：

1.本发明由金属材料拉伸的多块壳体本体通过拼接方式组成，尺寸可根据不同的电机规格进行调整，壳体型材通用性好；

2.电机前法兰、壳体为一个整体式部件。这种整体式部件加工工艺好，壳体的尺寸和形位公差精度高，电机装配工序少；

3.定子与壳体之间的转矩通过壳体内部的小凸台转递，避免了定子与壳体因过盈量不足造成打转问题；

4.壳体散热筋多，流道面积大，流道流向多，利用传热效率高，有效降低电机温升；

5.涉及的模具结构简单，开发费用低；使用的生产设备要求低，制造成本低。

附图说明

图1是一种风冷电机的截面图；

图2是一种风冷电机的立体图；

图3是壳体立体图；

图4是壳体型材截面图和立体图；

图5是4块壳体型材拼接的截面图和立体图；

图6是6块壳体型材拼接的截面图和立体图；

图7是4块壳体型材拼接后卷圆立体图；

图8是6块壳体型材拼接后卷圆立体图；

图9是前法兰立体图；

图10是前法兰和壳体焊接后的立体图。

图中：1、壳体本体；2、前法兰；3、定子；4、转子；5、后法兰；6、转轴；7、风叶；8、风罩；9、气流通道。

实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

一种多功能风冷电机，外壳体包括壳体本体、前法兰和后法兰三部分组成。圆环或异型的金属前法兰通过搅拌摩擦焊与壳体本体连接成一体，圆环或异型的金属后法兰通过螺栓与壳体本体连接成一体，两者连接可以保证三者连接后构成一个整体。壳体本体由金属材料一体拉伸而成，包括冷却壳、散热筋以及防止电机嵌线定子旋转的小凸台，壳体本体的长度根据电机长度需要切割，两块或两块以上的壳体本体通过焊接连成更大的一整块电机壳体本体，壳体本体沿冷却壳平面卷圆围成定子腔体，卷圆后的散热筋外侧套接一个风罩组件。

电机壳体本体由金属材料通过挤压拉伸工艺成型，如图3。壳体型材通过挤压拉伸工艺成型，壳体本体包括一定厚度的冷却层、多条分布均匀齿状或腰形的散热筋以及防止电机定子旋转的小凸台。为增加散热筋的传热面积，可将散热筋表面设计成齿状，也可根据需要调整散热筋的尺寸和数量。将板状型材通过剪切成型。根据电机定子的大小尺寸，切割对应的型材长度。将切割好的四块或六块以上的壳体本体通过焊接连成更大的一整块电机壳体本体，如图4，如图5。通过卷圆模将壳体型材弯曲卷圆至电机壳需要的形状和尺寸，如图6。

将挡条填充到圆形型材的接口位置，通过搅拌摩擦焊将卷圆后的壳体和分隔条焊接密封如图6和图7。前法兰是通过铝挤出或浇铸工艺成型，如图8，然后通过搅拌摩擦焊与电机壳体焊接连接成一体，如图9。

定子通过冷压或热套方式与壳体本体安装, 定子的燕尾槽卡住壳体本体上的小凸台。两者通过凸台和燕尾槽的卡接保持连接紧密，且小凸台的体型相较于燕尾槽较宽，过盈配合后保证卡接过后不卡接。转子放置在定子内侧, 通过转轴与前法兰和后法兰固定连接。

风叶直接安装在转轴的指定台阶上，当电机转动时, 风叶随着转轴联动产生风量。风叶随电机转轴旋转产生风量，风通过气流通道带走电机热量。

卷圆后的壳体本体的散热筋外侧套接风罩，风罩与冷却壳的外壁及散热筋围成多个轴向的气流通道。壳体本体与风罩围成多个气流通道，风叶随电机转轴旋转产生风量，风通过气流通道带走电机热量。

将焊接成一体式的电机壳体进行机械加工到壳体总成图纸要求，将定子、转子、风叶和风罩等零件装配到壳体内制成电机整机。

Claims (6)

1.一种多功能风冷电机，其特征在于，包括电机和环绕定子设置的壳体本体；所述壳体本体一端抵设后法兰；所述后法兰内侧固定设置有转轴，所述转轴一侧连接有风叶；所述壳体本体包括环设成定子腔体的冷却壳，所述冷却壳外侧设置有若干散热筋，所述定子通过冷压或热套方式连接壳体本体；所述冷却壳内侧设置有若干小凸台；所述定子表面设置有适配于所述小凸台的燕尾槽，所述壳体本体长度按照电机长度需求设置；所述壳体本体直径按照电机大小需求设置，不同壳体本体通过焊接连接成型；所述壳体本体沿冷却层平面卷圆围成定子腔体。

2.根据权利要求1所述的一种多功能风冷电机，其特征在于，所述壳体本体与后法兰相对的一侧设置有前法兰；所述定子内部设置有转子，所述转子通过所述转轴分别连接前法兰和后法兰。

3.根据权利要求1所述的一种多功能风冷电机，其特征在于，所述散热筋外侧套接风罩；所述风罩、冷却壳的外壁和散热筋围成若干轴向的气流通道。

4. 根据权利要求1所述的一种多功能风冷电机，其特征在于，所述风叶固定设置在所述转轴的指定台阶上；当电机转动时, 风叶联动转轴产生风量。

5.根据权利要求2所述的一种多功能风冷电机，其特征在于，所述前法兰为圆环或异型；所述前法兰通过搅拌摩擦焊与壳体本体连接固定。

6.根据权利要求1所述的一种多功能风冷电机，其特征在于，所述散热筋为均匀分布在冷却壳外侧的齿状或腰形散热条纹。