CN220492813U - 一种风冷式永磁直驱电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风冷式永磁直驱电机，属于电机技术领域。该电机包括机座、定子、转子及风机，其中，转子设有端板孔，定子座设有定子孔，机座设有出风孔，进而在电机内部形成贯穿电机两端的第一风冷通道。本实用新型通过巧妙的设计，将第一冷却通道设置为直通的散热通道，并贯穿电机内部主要发热部位，在风机的驱动下，冷却风与各发热部位发生热交换并迅速带走、带出电机，从而实现高效的散热效果。

Description

一种风冷式永磁直驱电机

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，尤其涉及一种风冷式永磁直驱电机。

背景技术

直驱电机是直接驱动式电机的简称，主要指电机在驱动负载时，不需经过传动装置，如传动皮带、减速机等结构。直驱电机相比于传统的三相异步电机加减速机的组合驱动装置，能够节省约30％的能耗，因而越来越广泛地应用在各种场合，比如搅拌站、洗衣机等。

电机在运转时会产生热量，需要散热以提高使用寿命。现有的电机散热方式主要有风冷和水冷两种，其中水冷方案结构复杂、制造成本高；而风冷方案由于受制于电机内部结构件本身的结构及其连接关系，无法在电机内部形成高效的散热通道，导致电机存在冷却效率低的问题。

有鉴于此，需要提出一种新的技术方案来解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术中电机风冷结构散热效率低的问题，提供一种风冷式永磁直驱电机，其在电机内部形成直通的散热通道，有利于冷却风迅速带走热量。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术手段：

一种风冷式永磁直驱电机，包括：

机座，包括连接座、定子座及外壳，所述连接座与定子座沿电机轴向固定连接在一起，所述外壳罩设在定子座外侧并与连接座固定连接；所述连接座和定子座均为中空结构，且连接座的侧壁开设有出风孔，定子座远离连接座的一端开设有定子孔；所述外壳开设有进风孔；

定子，固定在所述定子座的外围；

转子，包括转轴、转子筒及转子端板，所述转轴穿设在所述机座的中轴线上，所述转子筒套设在所述定子外围，所述转子端板的中心与转轴的一端同步联接，转子端板的周缘与转子筒固定连接；所述转子端板的板面设有端板孔；

风机，所述风机的出风口与所述外壳的进风孔密封连接；

其中，所述进风孔、端板孔、定子孔、定子座内部、连接座内部及出风孔依次连通形成第一风冷通道。

作为进一步的改进，所述连接座的边缘间隔设置多个连接凸块，所述外壳的开口包覆在多个连接凸块外侧并与之固定连接，多个连接凸块之间形成多个排风孔；

所述进风孔、转子与外壳的间隙、排风孔依次连通形成第二风冷通道。

作为进一步的改进，所述连接座包括第一法兰、第二法兰及形成在两个法兰之间的轴承室；

所述出风孔开设在轴承室的侧壁上。

作为进一步的改进，所述定子座的内壁沿径向向内凸出形成若干散热筋，每条所述散热筋均沿着定子座的轴向延伸，若干散热筋沿着定子座的周向均匀分布。

作为进一步的改进，所述定子座呈直筒状，直筒的外壁设有台阶，以使定子座的上部直径小于其底部直径；

所述定子包括铁芯及定子绕组，所述定子绕组缠绕定位在铁芯上，整个定子呈圆环形；

其中，所述铁芯的内圈尺寸与定子座上部直径相当，在装配时，所述定子套设并固定于定子座外表面，所述台阶支撑于定子的底边缘。

作为进一步的改进，所述定子座远离连接座的一端固定连接一轴承盖，所述轴承盖的中部用于安装第一轴承，该第一轴承用于连接转轴的第一端；

轴承盖上开设多个盖面孔，所述盖面孔与所述定子座内部连通。

作为进一步的改进，所述转子端板包括中心环及端板面，所述中心环通过双键与转轴同步联接；所述端板孔开设在端板面上。

作为进一步的改进，所述端板面朝向风机的一面设有多个加强片，每个加强片均从所述中心环延伸至所述端板面的边缘。

作为进一步的改进，所述连接座还设有数个加强板，数个加强板均匀分布于所述第一法兰和第二法兰之间，且每个加强板均连接第一法兰、轴承室外壁及第二法兰。

作为进一步的改进，所述进风孔位于所述外壳端面的中心。

相比于现有技术，本实用新型带来以下技术效果：

本实用新型通过巧妙的设计，在电机内部形成由进风孔、端板孔、定子孔、定子座内部、连接座内部及出风孔依次连通的第一风冷通道，该第一冷却通道为直通的散热通道，并贯穿电机内部主要发热部位，在风机的驱动下，冷却风与各发热部位发生热交换并迅速带走、带出电机，从而实现高效的散热效果。

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示出了本实用新型一较佳实施例的风冷式永磁直驱电机的剖面图；

图2示出了图1中电机的连接座第一视角的立体图；

图3示出了图1中电机的连接座第二视角的立体图；

图4示出了图1中电机的定子座第一视角的立体图；

图5示出了图1中电机的定子座第二视角的立体图；

图6示出了图1中电机的轴承盖的立体图；

图7示出了图1中电机的定子的结构图；

图8示出了图1中电机的转子端板第一视角的立体图；

图9示出了图1中电机的转子端板第二视角的立体图；

主要元件符号说明：

机座-101；连接座-102；定子座-103；外壳-104；第一法兰-106；第二法兰-107；轴承室-108；出风孔-109；轴承座-110；第二轴承-111；加强板-112；台阶-113；散热筋-114；环形止口-115；定子孔-116；轴承盖-117；第一轴承-118；盖面孔-119；连接凸块-120；定子-201；铁芯-202；定子绕组-203；转子-301；转轴-302；转子筒-303；转子端板-304；中心环-305；端板面-306；下沉台阶-307；端板孔-308；加强片-309；风机-401；第一风冷通道-F1；第二风冷通道-F2。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。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。

实施例

请参阅图1，本实施例揭示了一种风冷式永磁直驱电机(以下简称电机)，包括机座101、定子201、转子301及风机401。

机座101是电机的结构基础，具体包括连接座102、定子座103及外壳104，连接座102设置在电机的负载端，外壳104与连接座102固定连接，二者之间形成电机的内部空间，定子座103位于电机内部。具体的，连接座102与定子座103沿电机轴向固定连接在一起，外壳104罩位于定子座103外侧，定子座103伸入电机内部。外壳104的端面上开设有进风孔(图中未标识)，具体在本实施例中，该进风孔呈方形，且位于端面的中心处。风机401连接在外壳104上，且风机401的出风口密封连接于进风孔。

请结合参阅图2-3，在本实施例中，连接座102为中空结构，具体的，连接座102包括第一法兰106、第二法兰107及形成在两个法兰之间的轴承室108。第一法兰106用于连接定子201、外壳104等电机结构部件，第二法兰107用于连接外部负载，两个法兰平行设置，方便电机的组装及连接负载。轴承室108呈圆形，轴承室108的侧壁开设有数个连通室内外的出风孔109。轴承室108内设有轴承座110，轴承座110用于安装第二轴承111，该第二轴承111用于连接转轴的第二端。

优选的，连接座102还设有数个加强板112，数个加强板112均匀分布于第一法兰106和第二法兰107之间，且每个加强板112均连接第一法兰106、轴承室108外壁及第二法兰107。加强板112的设置，可提高连接座102的机械强度。

请结合参阅图4-5，定子座103为中空结构，具体的，定子座103呈直筒状，直筒的外壁设有台阶113，台阶113上部的筒直径小于台阶113下方的筒直径，该设置是为了方便定子201与定子座103的安装定位，对此下文还有详述。

定子座103的内壁沿径向向内凸出形成若干散热筋114，每条散热筋114均沿着定子座103的轴向延伸，若干散热筋114沿着定子座103的周向均匀分布，散热筋114与散热筋114之间形成轴向通道(图中未标识)。这些散热筋114一方面能够加强定子座103的结构强度，另一个更重要的方面是能够增大定子座103内表面与空气的接触面积，从而加快热交换的效率。另外，散热筋114之间形成的轴向通道，可对冷却风起到导向的作用，加速冷却风从电机的非负载端向负载端流动。

在本实施例中，定子座103远离连接座102的一端设有一环形止口115，环形止口115上对应每一个轴向通道均开设一定子孔116，定子孔116连通定子座103内外部。该环形止口115能够加强定子座103顶部的结构强度。

请结合参阅图6，环形止口115外侧固定连接有轴承盖117，轴承盖117的中部用于安装第一轴承118，该第一轴承118用于连接转轴的第一端；轴承盖117上开设多个盖面孔119，盖面孔119连通上述的定子孔116，确保定子座103内外部连通。值得一提的是，盖面孔119的形状和布局，可以跟定子孔116一一对应，也可以不用一一对应，只要确保二者连通，让冷却风能够顺利进入定子座103内部即可。

具体的，轴承盖117的中部设有轴承安装腔(图中未标识)，第一轴承118固定安装于轴承安装腔内，如上文所述，该第一轴承118用于连接转轴的第一端。

请参阅图7，在本实施例中，定子201包括铁芯202及定子绕组203，定子绕组203缠绕定位在铁芯202上，整个定子201呈圆环形。其中，铁芯202的内圈尺寸与定子座103直筒上部的直径相当，在装配时，定子201套设并固定于定子座103外表面，台阶113支撑于定子201的底边缘。在该定子座103外表面设置台阶113，极大地方便定子201的组装定位。

需要说明的是，铁芯202的具体形状、定子绕组203的缠绕方式均是本领域悉知的技术，本实施例对此不再赘述。

请参阅图1，在本实施例中，转子301包括转轴302、转子筒303及转子端板304。

转轴302穿设在机座101的中轴线上，转轴302的安装结构在上文有所提及，具体是：转轴302的两端分别连接第一轴承118和第二轴承111，从而将其可旋转地安装在电机内。

请结合参阅图8-9，转子端板304的中心与转轴302的一端同步联接，转子端板304的周缘与转子筒303固定连接，转子筒303套设在定子201外围。转子筒303的内壁贴附有大量磁钢片(图中未标识)，用于产生磁场。

具体的，转子端板304包括中心环305及端板面306，中心环305通过双键与转轴302同步联接，即在中心环305和转轴302二者连接面的对称位置分别开设一键槽，每个键槽均由分别开设在中心环305内壁和转轴302外壁的半个凹槽组合形成，装配时，键槽内插入一键片，阻止二者之间发生相对转动，进而实现二者的同步联接。具体的，端板面306的边缘面向转子301的一侧还开设有下沉台阶307，装配时，转子筒303恰好卡在该下沉台阶307处，便于二者之间快速定位，之后再用多个螺丝钉将二者固定连接在一起。

转子端板304的板面上设有端板孔308，端板孔308的具体形状不限，例如本实施例中的三角形，端板孔308连通转子端板304的正反两侧。

本电机在运行时，转子301在定子201激发的变化磁场下绕着转轴302旋转，进而带动转轴302提供驱动力。电机产生热量的结构部件主要是定子201、转子301及两个轴承。

本电机完整的风冷原理如下：

请参阅图1，风机401启动，吸收外部冷空气并将其从出风口吹出；冷空气从外壳104的进风孔进入电机内部，冷空气穿过端板孔308而进入转子端板304与轴承盖117之间；接着，冷空气依次穿过盖面孔119和定子孔116，进而进入定子座103内部——冷空气在穿过盖面孔119和定子孔116的过程中，与第一轴承118发生热交换，带走热量；冷空气进入定子座103后，与定子201发生热交换，带走热量；冷空气继续向负载端流动并进入轴承室108，在此处与第二轴承111发生热交换，带走热量；最后，完成热交换的气流从出风孔109排出电机，完成一个完整的风冷流程。

从上述描述可知，冷却风从电机非负载端流向负载端的过程中，基本上沿着直线向前行进，由进风孔、端板孔308、盖面孔119、定子孔116、定子座103内部、连接座102内部及出风孔109依次连通形成的第一风冷通道F1，属于直通的散热通道，该通道贯穿电机内部主要发热部位，在风机401的驱动下，冷却风与各发热部位发生热交换并迅速带走、带出电机，从而实现高效的散热效果。

上述实施例中，第一轴承118安装在轴承盖117上，但本领域技术人员容易想到，在其它一些实施例中，也可以将第一轴承118直接安装在定子座103的端面上，此时，第一风冷通道F1则由进风孔、端板孔308、定子孔116、定子座103内部、连接座102内部及出风孔109依次连通形成，从而省去盖面孔119。

请参阅图1，作为一种优选的方案，本电机内部还设有第二风冷通道F2。具体的，连接座102的边缘间隔设置多个连接凸块120，外壳104的开口包覆在多个连接凸块120外侧并与之固定连接，多个连接凸块120之间形成多个排风孔(图中未标识)；因此，由进风孔、转子301与外壳104的间隙、排风孔依次连通而形成的通道即为第二风冷通道F2。

第二风冷通道F2工作原理如下：

请参阅图1，进入电机内部的冷却风，一部分沿着径向向四周扩散进入转子301与外壳104之间的间隙中，冷却风沿着该间隙继续向着电机负载端流动——在此过程中，冷空气与转子301发生热交换，带走热量，并最终从排气孔排出电机。

从上述描述可知，冷却风经过第二风冷通道F2主要带走转子301处产生的热量，因此，本优选实施例的电机在两条风冷通道的共同作用下，能够实现极佳的冷却效果，从而确保电机能长时间稳定运行。

需要特别指明的是，第二风冷通道F2由于在电机内部经过一次转折，因此其初始气流流速没有第一风冷通道F1快；然而，当冷却风经由第一风冷通道F1而最终在出风孔109处排出时，造成该处附近气流流速快，从而形成负压区；当冷却风经由第二风冷通道F2而最终在排风孔处排出时，气流将受到负压区的吸引从而加快第二风冷通道F2内气流的流速——最终，第一风冷通道F1和第二风冷通道F2内气流流速将趋于一致。

进一步的，端板面306朝向风机401的一面设有多个加强片309，每个加强片309均从中心环305延伸至端板面306的边缘。当冷却风进入电机后，上述多个加强片309还能起到引导气流向电机四周扩散的作用，防止冷却风在进风孔处停留。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种风冷式永磁直驱电机，其特征在于，包括：

机座，包括连接座、定子座及外壳，所述连接座与定子座沿电机轴向固定连接在一起，所述外壳罩设在定子座外侧并与连接座固定连接；所述连接座和定子座均为中空结构，且连接座的侧壁开设有出风孔，定子座远离连接座的一端开设有定子孔；所述外壳开设有进风孔；

定子，固定在所述定子座的外围；

转子，包括转轴、转子筒及转子端板，所述转轴穿设在所述机座的中轴线上，所述转子筒套设在所述定子外围，所述转子端板的中心与转轴的一端同步联接，转子端板的周缘与转子筒固定连接；所述转子端板的板面设有端板孔；

风机，所述风机的出风口与所述外壳的进风孔密封连接；

其中，所述进风孔、端板孔、定子孔、定子座内部、连接座内部及出风孔依次连通形成第一风冷通道。

2.如权利要求1所述的风冷式永磁直驱电机，其特征在于，所述连接座的边缘间隔设置多个连接凸块，所述外壳的开口包覆在多个连接凸块外侧并与之固定连接，多个连接凸块之间形成多个排风孔；

所述进风孔、转子与外壳的间隙、排风孔依次连通形成第二风冷通道。

3.如权利要求1所述的风冷式永磁直驱电机，其特征在于，所述连接座包括第一法兰、第二法兰及形成在两个法兰之间的轴承室；

所述出风孔开设在轴承室的侧壁上。

4.如权利要求1所述的风冷式永磁直驱电机，其特征在于，所述定子座的内壁沿径向向内凸出形成若干散热筋，每条所述散热筋均沿着定子座的轴向延伸，若干散热筋沿着定子座的周向均匀分布。

5.如权利要求1所述的风冷式永磁直驱电机，其特征在于，所述定子座呈直筒状，直筒的外壁设有台阶，以使定子座的上部直径小于其底部直径；

所述定子包括铁芯及定子绕组，所述定子绕组缠绕定位在铁芯上，整个定子呈圆环形；

其中，所述铁芯的内圈尺寸与定子座上部直径相当，在装配时，所述定子套设并固定于定子座外表面，所述台阶支撑于定子的底边缘。

6.如权利要求1所述的风冷式永磁直驱电机，其特征在于，所述定子座远离连接座的一端固定连接一轴承盖，所述轴承盖的中部用于安装第一轴承，该第一轴承用于连接转轴的第一端；

轴承盖上开设多个盖面孔，所述盖面孔与所述定子座内部连通。

7.如权利要求1所述的风冷式永磁直驱电机，其特征在于，所述转子端板包括中心环及端板面，所述中心环通过双键与转轴同步联接；所述端板孔开设在端板面上。

8.如权利要求7所述的风冷式永磁直驱电机，其特征在于，所述端板面朝向风机的一面设有多个加强片，每个加强片均从所述中心环延伸至所述端板面的边缘。

9.如权利要求3所述的风冷式永磁直驱电机，其特征在于，所述连接座还设有数个加强板，数个加强板均匀分布于所述第一法兰和第二法兰之间，且每个加强板均连接第一法兰、轴承室外壁及第二法兰。

10.如权利要求1所述的风冷式永磁直驱电机，其特征在于，所述进风孔位于所述外壳端面的中心。