CN220342162U - 一种利用气流通道冷却的电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电机冷却技术领域，特别涉及一种利用气流通道冷却的电机。本实用新型的一种利用气流通道冷却的电机，进风口、电机壳体与定子组件、挡风组件、第一出风口和第二出风口特定位置设置形成第一气流通道、第二气流通道和第三气流通道，使叶轮在压缩气体导致的部分高温气体进入电机内部及时排除，有效降低了电机温度，提升电机的热负荷及功率密度，降低电机成本。具有较高的可靠性、可实施性强的优点。

Description

一种利用气流通道冷却的电机

技术领域

本实用新型涉及电机冷却技术领域，特别涉及一种利用气流通道冷却的电机。

背景技术

电机端部往往与热源直连，如空压机、鼓风机或电机直驱型齿轮箱等，以空压机为例，电机直联型空压机效率高、体积小、而且维护成本低，具有广泛的应用，如燃料电池汽车、造纸行业、污水处理等；但空压机在压缩气体的同时，会急剧提升气体的温度，高温高压气体在流经叶轮挡板、蜗壳时会极大提升这些组件的温度，引起大量热量传递给电机内部。与此同时，叶轮在压缩气体的同时，不可避免的会有少量高温气体通过非接触式密封直接流入电机内部，这些通过结构件间接向电机内部传递的热量或通过非接触式密封直接流入电机内部的热量，会造成电机内部散热困难或者多余的热量超过电机原有的散热能力，引起电机温升升高或电机直接无法使用，严重影响电机的可靠性及寿命。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本实用新型提供一种利用气流通道冷却的电机，其解决了电机内部散热困难技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：

本实用新型实施例提供一种利用气流通道冷却的电机，包括电机壳体、转轴、叶轮挡板、蜗壳和定子组件，包括两组挡风组件，两组挡风组件分别位于定子组件的两端与叶轮挡板之间并环绕转轴，电机壳体侧壁设有分居于定子组件两端的进风口和第一出风口，电机壳体与两侧蜗壳的连接处形成有第二出风口；

进风口至定子组件的邻近所述进风口的端部与同侧挡风组件之间的间隙形成进风通道；

所述进风通道、挡风组件与转轴之间间隙、挡风组件和同侧叶轮挡板之间的间隙、第二出风口依次连通形成第一气流通道；

所述进风通道、定子组件与转轴之间的间隙、定子组件的邻近第一出风口的端部与同侧挡风组件之间的间隙、第一出风口依次连通形成第二气流通道；

所述进风通道、定子组件与转轴之间的间隙、另一侧挡风组件与转轴之间间隙、另一侧挡风组件和其同侧叶轮挡板之间的间隙、第二出风口依次连通形成第三气流通道。

可选地，还包括叶轮；左右两端的两叶轮挡板分别通过两蜗壳和同一电机壳体连接组成腔体，转轴穿设于所述腔体中且与两侧叶轮挡板转动连接，叶轮可转动的安装在蜗壳中，定子组件安装在电机壳体内壁上环绕转轴。

可选地，第二出风口的数量为多个，均匀分布在电机壳体与两侧蜗壳的连接处。

可选地，电机壳体、电机壳体内的挡风组件和定子组件以转轴为中心线被分为上下两部，进风口和第一出风口位于电机壳体上部。

可选地，进风口、进风口侧腔体内壁、进风口侧挡风组件下部与同侧下部定子组件的端部之间的间隙、进风口侧挡风组件下部与转轴之间间隙、进风口侧挡风组件下部与叶轮挡板下部之间的间隙、第二出风口依次连通形成第四气流通道。

可选地，进风口、进风口侧腔体内壁、进风口侧挡风组件下部与同侧下部定子组件的端部之间的间隙、同侧下部定子组件与转轴之间的间隙、第一出风口侧下部侧挡风组件与转轴之间的间隙、第一出风口侧下部侧挡风组件与同侧下部的叶轮挡板之间的间隙、同侧的第二出风口依次连通形成第五气流通道。

可选地，第一气流通道、第二气流通道和第三气流通道、第四气流通道和第五气流通道均流通于左右两端的两叶轮挡板分别通过两蜗壳和同一电机壳体连接组成腔体，可对腔体及腔体内的部件降温。

可选地，叶轮包括叶片和轮盘，叶片位于轮盘远离定子组件一侧，轮盘另一侧与叶轮挡板有间隙。

可选地，挡风组件包括悬浮轴承、轴承支座和位移传感器，悬浮轴承套接在转轴上并安装于轴承支座内，轴承支座可拆卸的安装在电机壳体内壁上，轴承支座上还安装有位移传感器，悬浮轴承、轴承支座和位移传感器均环绕转轴设置。

定子组件包括绕组和铁心，在铁心径向内部冲有多个均匀分布的槽用以嵌放绕组；绕组分别与进风口和第一出风口相对应。

(三)有益效果

本实用新型的有益效果是：本实用新型的一种利用气流通道冷却的电机，由于采用进风口、电机壳体与定子组件、挡风组件、第一出风口和第二出风口特定位置设置形成第一气流通道、第二气流通道和第三气流通道，使叶轮在压缩气体导致的部分高温气体进入电机内部及时排除，有效降低了电机温度，提升电机的热负荷及功率密度，降低电机成本。具有较高的可靠性、可实施性强的优点。

附图说明

图1为本实用新型的电机内部结构示意图；

图2为本实用新型的冷却气体流动示意图；

图3为本实用新型的电机外部结构示意图；

附图标记说明

1：电机壳体；2：转轴；3：叶轮挡板；4：蜗壳；5：叶轮；6：定子组件；7：挡风组件；8：进风口；9：第一出风口；10：第二出风口；11：辅助轴承；

501：叶片；502：轮盘；

601：绕组；602：铁心；

701：悬浮轴承；702：轴承支座；703：位移传感器。

具体实施方式

为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。其中，本文所提及的“上”、“下”......等方位名词以图1的定向为参照。

本申请适用于电机直驱型的空压机、鼓风机等叶轮机械设备，也适用于与热源直连的电机，如通过端部法兰连结于齿轮箱上的电机等，上述设备在运转过程中，热源会将一部分热量传递到电机内部，造成电机散热负荷过大，引起电机温升过高的问题，本实用新型实施例提出的一种利用气流通道冷却的电机，利用气体在第一气流通道、第二气流通道、第三气流通道、第四气流通道、第五气流通道内流通，隔绝电机端部的热源，同时降低了电机内部部件因运转产生的温度，从而解决了因无法降低电机温使得电机的功率密度、热负荷无法进一步提升，制约了电机及空压机的小型化、低成本化的技术问题。

为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例1：

参照图1和图2，一种利用气流通道冷却的电机，包括电机壳体1、转轴2、叶轮挡板3、蜗壳4、定子组件6和两组挡风组件7，两组挡风组件7安装在电机壳体1内壁上，两组挡风组件7为环形设置，环绕转轴2周壁，并与转轴2之间有间隙，两组挡风组件7分别位于定子组件6的左右两端与叶轮挡板3之间。

参照图1和图3，电机侧壁设有分居于定子组件两端的进风口8和第一出风口9，电机壳体1与两侧蜗壳4的连接处形成有第二出风口10。第二出风口10也可单独设置于电机内部或热源内部。

参照图1和图2，定子组件6包括绕组601和铁心602，在铁心602径向内部冲有多个均匀分布的槽用以嵌放绕组601；绕组601分别与进风口8和第一出风口9相对应。

参照图1和图2，进风口8至定子组件6的邻近进风口8的端部与同侧挡风组件7之间的间隙形成进风通道，从图1看进风通道位于左侧上部分。

如图2所示，进风通道、挡风组件7与转轴2之间间隙、挡风组件7和同侧叶轮挡板3之间的间隙、第二出风口10依次连通形成第一气流通道。

如图2所示，进风通道、定子组件6与转轴2之间的间隙、定子组件6的邻近第一出风口9的端部与同侧挡风组件7之间的间隙、第一出风口9依次连通形成第二气流通道，第二气流通道用于降低定子组件6的温度。

如图2所示，进风通道、定子组件6与转轴2之间的间隙、邻近第一出风口9一侧挡风组件7与转轴2之间间隙、邻近第一出风口9一侧挡风组件7和其同侧叶轮挡板3之间的间隙、邻近第一出风口9一侧的第二出风口10依次连通形成第三气流通道。

参照图1和图2，一种利用气流通道冷却的电机还包括叶轮。左右两端的两叶轮挡板3分别通过两蜗壳4和同一电机壳体1连接组成腔体，转轴2穿设于腔体中且与两侧叶轮挡板3转动连接，叶轮可转动的安装在蜗壳4中，定子组件6安装在电机壳体1内壁上环绕转轴2。

转轴2端部与叶轮挡板3通过辅助轴承11转动连接。

参照图1和图2，叶轮5包括叶片501和轮盘502，叶片501位于轮盘远离定子组件6一侧，轮盘502另一侧与叶轮挡板3有间隙。

参照图2，叶轮5转动在压缩气体的同时，会有部分高温气体从轮盘502沿着辅助轴承11通过非接触式密封进入电机内部，大部分进入电机内部的气体会通过第一气流通道流出，会有部分随着第二、第三、第四、第五气流通道流出，有效降低电机内部的温度。气流通道的设置不仅可以隔绝高温的叶轮挡板及蜗壳，同时气流通道的存在也降低了电机端部与高温的叶轮挡板、蜗壳的直接接触面积。气流通道的路径也使其能够冷却到电机内其它的温度敏感部件，如轴承、磁轴承传感器、定子组件等。

参照图1和图3，第二出风口10的数量为多个，均匀分布在左右两侧的电机壳体1与两侧蜗壳4的连接处。

参照图1和图2，以转轴为中心轴线，电机壳体1和电机壳体1内的挡风组件7和定子组件6分为上下两部，进风口8和第一出风口9位于电机壳体1上部。

参照图1和图2，进风口8、进风口8侧的腔体内壁、进风口8侧的挡风组件7的下部与同侧下部定子组件6的端部之间的间隙、进风口8侧的挡风组件7下部与转轴2之间间隙、进风口8侧挡风组件7下部与其同侧的叶轮挡板3下部之间的间隙、转轴下部的第二出风口10依次连通形成第四气流通道。

参照图1和图2，进风口8、进风口8侧的腔体内壁、进风口8侧的转轴下部的挡风组件与其同侧转轴下部的定子组件6的端部之间的间隙、其同侧转轴下部的定子组件6与转轴2之间的间隙、第一出风口9侧转轴下部挡风组件7与转轴2之间的间隙、第一出风口9侧转轴下部挡风组件与其同侧转轴下部的叶轮挡板3之间的间隙、其同侧的转轴下部第二出风口10依次连通形成第五气流通道。

参照图1和图2，第一气流通道、第二气流通道和第三气流通道、第四气流通道和第五气流通道均流通于左右两端的两叶轮挡板3分别通过两蜗壳4和同一电机壳体1连接组成的腔体，可对腔体及腔体内的各个部件降温。

参照图1，挡风组件7包括悬浮轴承701、轴承支座702和位移传感器703，悬浮轴承701套接在转轴2上并安装于轴承支座702内，轴承支座702可拆卸的安装在电机壳体1内壁上，轴承支座702上还安装有位移传感器703，悬浮轴承701、轴承支座702和位移传感器703均环绕转轴2设置。

本申请的第一气流通道、第二气流通道、第三气流通道、第四气流通道和第五气流通道不仅可以隔绝热源通过电机端盖间接传递到电机内部的热量，也降低了电机端盖与高温热源的直接接触面积。叶轮压缩后的高温高压气体会有一部分直接泄露到电机内部，气流通道的存在可以直接将这一部分高温气体稀释并排出电机，避免该部分气体对电机温升引起的负面效应。较好的冷却效果可以提升电机的热负荷及功率密度，降低电机成本，实现电机及整个空压机的小型化；本申请结构紧凑，并且对电机的改动小，具有成本低，可靠性高，可实施性强的优点。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，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。

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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种利用气流通道冷却的电机，包括电机壳体(1)、转轴(2)、叶轮挡板(3)、蜗壳(4)和定子组件(6)，其特征在于，包括两组挡风组件(7)，两组挡风组件(7)分别位于定子组件(6)的两端与叶轮挡板(3)之间并环绕转轴(2)，电机壳体(1)侧壁设有分居于定子组件两端的进风口(8)和第一出风口(9)，电机壳体(1)与两侧蜗壳(4)的连接处形成有第二出风口(10)；

进风口(8)至定子组件(6)的邻近所述进风口(8)的端部与同侧挡风组件(7)之间的间隙形成进风通道；

所述进风通道、挡风组件(7)与转轴(2)之间间隙、挡风组件(7)和同侧叶轮挡板(3)之间的间隙、第二出风口(10)依次连通形成第一气流通道；

所述进风通道、定子组件(6)与转轴(2)之间的间隙、定子组件(6)的邻近第一出风口(9)的端部与同侧挡风组件(7)之间的间隙、第一出风口(9)依次连通形成第二气流通道；

所述进风通道、定子组件(6)与转轴(2)之间的间隙、另一侧挡风组件(7)与转轴(2)之间间隙、另一侧挡风组件(7)和其同侧叶轮挡板(3)之间的间隙、第二出风口(10)依次连通形成第三气流通道。

2.根据权利要求1所述的一种利用气流通道冷却的电机，其特征在于，还包括叶轮；

左右两端的两叶轮挡板(3)分别通过两蜗壳(4)和同一电机壳体(1)连接组成腔体，转轴(2)穿设于所述腔体中且与两侧叶轮挡板(3)转动连接，叶轮可转动的安装在蜗壳(4)中，定子组件(6)安装在电机壳体(1)内壁上环绕转轴(2)。

3.根据权利要求1或2所述的一种利用气流通道冷却的电机，其特征在于，第二出风口(10)的数量为多个，均匀分布在电机壳体(1)与两侧蜗壳(4)的连接处。

4.根据权利要求2所述的一种利用气流通道冷却的电机，其特征在于，叶轮(5)包括叶片(501)和轮盘(502)，叶片(501)位于轮盘远离定子组件(6)一侧，轮盘(502)另一侧与叶轮挡板(3)有间隙。

5.根据权利要求2所述的一种利用气流通道冷却的电机，其特征在于，电机壳体(1)、电机壳体(1)内的挡风组件(7)和定子组件(6)以转轴为中心线被分为上下两部，进风口(8)和第一出风口(9)位于电机壳体(1)上部。

6.根据权利要求5所述的一种利用气流通道冷却的电机，其特征在于，进风口(8)、进风口(8)侧腔体内壁、进风口(8)侧的转轴下部挡风组件(7)与同侧转轴下部定子组件(6)端部之间的间隙、进风口(8)侧转轴下部的挡风组件(7)与转轴(2)之间间隙、进风口(8)侧转轴下部的挡风组件(7)与其同侧的转轴下部叶轮挡板(3)之间的间隙、进风口(8)侧转轴下部的第二出风口(10)依次连通形成第四气流通道。

7.根据权利要求6所述的一种利用气流通道冷却的电机，其特征在于，进风口(8)、进风口(8)侧的腔体内壁、进风口(8)侧转轴下部的挡风组件(7)与其同侧转轴下部的定子组件(6)端部之间的间隙、其同侧转轴下部定子组件(6)与转轴(2)之间的间隙、第一出风口(9)侧转轴下部的挡风组件(7)与转轴(2)之间的间隙、第一出风口(9)侧转轴下部挡风组件(7)与其转轴下部的叶轮挡板(3)之间的间隙、其同侧的转轴下部的第二出风口(10)依次连通形成第五气流通道。

8.根据权利要求7所述的一种利用气流通道冷却的电机，其特征在于，第一气流通道、第二气流通道和第三气流通道、第四气流通道和第五气流通道均流通于左右两端的两叶轮挡板(3)分别通过两蜗壳(4)和同一电机壳体(1)连接组成腔体，可对腔体端部及腔体内部件降温。

9.根据权利要求1所述的一种利用气流通道冷却的电机，其特征在于，挡风组件(7)包括悬浮轴承(701)、轴承支座(702)和位移传感器(703)，悬浮轴承(701)套接在转轴(2)上并安装于轴承支座(702)内，轴承支座(702)可拆卸的安装在电机壳体(1)内壁上，轴承支座(702)上还安装有位移传感器(703)，悬浮轴承(701)、轴承支座(702)和位移传感器(703)均环绕转轴(2)设置。

10.根据权利要求1所述的一种利用气流通道冷却的电机，其特征在于，定子组件(6)包括绕组(601)和铁心(602)，在铁心(602)径向内部冲有多个均匀分布的槽用以嵌放绕组(601)；绕组(601)分别与进风口(8)和第一出风口(9)相对应。