CN221177435U - 一种高速无刷电机以及具有该电机的风机 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种高速无刷电机，包括保持架、无刷电机，其中，保持架包括起固定作用的中空固定部、通过连接片安装在中空固定部内的中心环、安装在中心环内与无刷电机输出轴配合的轴承；无刷电机的输出轴插入并与轴承连接配合，经由保持架提供输出轴的径向支撑；所述中心环设有若干贯通的散热道。该设计通过优化保持架轴承散热通道的设计，提高了高速无刷电机的散热效率，降低了工作温度，延长了使用寿命。同时，通过增设散热翅片和散热贴片，进一步提高了散热效果。此外，复合结构中心环的设计还能够减少噪音的产生。

Description

一种高速无刷电机以及具有该电机的风机

技术领域

本申请涉及机电领域，具体的说是一种具有保持架轴承散热通道的高速无刷电机以及具有该电机的风机，该无刷电机及风机具有很好的高速径向稳定性且与电机轴配合的保持架上的轴承不会过热，工作稳定。

背景技术

在传统机电领域，电机和风机的设计主要集中在提高效率和最大化输出功率上。这些设计通常涉及选择合适的电机类型（如感应电机、同步电机或无刷直流电机）、优化电机的电磁设计（如适当的线圈绕组和磁铁配置）、以及使用高效率的风扇叶片来提高整体性能。然而，随着技术进步和工业应用需求的日益提高，电机和风机经常需要在更高的转速下运行，特别是在航空、高速运输和高性能工业应用中，这些设备的运行速度远远超出了传统设计的范围。

这种高速运行带来了一系列新的设计和操作挑战。首先，高速运行会导致设备产生更大的振动和噪音，这需要通过精密平衡和更好的隔音材料来控制。其次，高速转动的部件会导致更大的热应力和摩擦，这对材料的选择和润滑系统提出了更高要求。

特别地，为了在安装使用时保持电机输出轴的径向稳定性，一些高速电机设计中包括了位于电机壳体外的保持架，这些保持架用于进一步固定电机输出轴。在这些保持架上装有精密轴承，用于在高速运转时支撑输出轴。当输出轴高速旋转时，这些轴承的一部分也会随之同步旋转，这种高速旋转导致轴承产生大量热量。由于目前的设计中通常没有考虑到轴承的散热问题，这些热量在轴承内部积聚，导致轴承温度升高。

在轴承温度升高时，轴承内部的润滑油可能会因高温而分解或渗出，从而降低了润滑效果，并可能导致轴承过早磨损或故障。这种情况不仅减少了电机和风机的运行效率，还显著缩短了保持架和整个设备的使用寿命。因此，开发一种能够有效散热并提高高速电机和风机稳定性的新设计变得尤为重要。

实用新型内容

本申请的目的旨在至少克服现有技术中所存在的一处不足，提供一种一种具有保持架轴承散热通道的高速无刷电机以及具有该电机的风机，通过使保持架具有轴承散热能力进而提高保持架的使用寿命和使用可靠性。

为实现上述目的，第一方面，本申请公开了一种高速无刷电机，包括保持架、无刷电机，其中，保持架包括起固定作用的中空固定部、通过连接片安装在中空固定部内的中心环、安装在中心环内与无刷电机输出轴配合的轴承；无刷电机的输出轴插入并与轴承连接配合，经由保持架提供输出轴的径向支撑；所述中心环设有若干贯通的散热道。

作为一种选选，所述散热道的通道截面为圆形。

作为一种优选，所述散热道的内壁面贴设有与轴承接触的散热贴片，散热贴片提高散热效率

作为一种优选，所述中心环是由金属内环、多孔中环以及高分子外环组成的复合结构，金属内环与轴承直接接触；多孔中环将金属内环固定在高分子外环内；所述多孔中环内具有若干微孔，形成降噪层。

作为一种优选，所述中空固定部为环形管件。

该上述设计至少包括以下一个有益效果：

1、通过在保持架的中心环与轴承的配合位设置若干贯通的散热道，可以有效地提高轴承的散热效率，这有助于降低轴承的工作温度，延长轴承的使用寿命。

2、将散热道的通道截面设计为半圆形，可以增加散热面积，进一步提高散热效率。

3、在轴承的外壁面凸设有散热翅片，可以增加散热表面积，提高散热效率。散热翅片的设计使得热量能够更快地从轴承传导到空气中，从而降低轴承的工作温度。

4、在散热道的内壁面贴设有与轴承接触的散热贴片，可以提高散热效率。散热贴片能够直接与轴承接触，将热量传导到散热道中，从而提高散热效果。

5：中心环由金属内环、多孔中环以及高分子外环组成，金属内环与轴承直接接触，多孔中环将金属内环固定在高分子外环内。多孔中环内具有若干微孔，形成降噪层，这种复合结构的设计既能够提供良好的散热效果，又能够减少噪音的产生。

综上所述，该设计通过优化保持架轴承散热通道的设计，提高了高速无刷电机的散热效率，降低了工作温度，延长了使用寿命。同时，通过增设散热翅片和散热贴片，进一步提高了散热效果。此外，复合结构中心环的设计还能够减少噪音的产生。

第二方面，本申请还在高速无刷电机的基础上公开了一种具有高速无刷电机的风机，包括第一方面的高速无刷电机、安装并固定在输出轴上的叶片，叶片在无刷电机的带动旋转；所述保持架内的中空固定部形成与叶片配合的气道，叶片工作时，气道内产生气流；所述保持架内的各连接片为同向偏斜的旋流叶片，斜流叶片具有导流斜面，经由导流斜面将气流导向形成涡流，该涡流有助于提高气流的方向性。

上述设计中保持架内的各连接片为同向偏斜的旋流叶片，具有导流斜面。通过导流斜面将气流导向形成涡流，可以提高气流的方向性，有利于控制出风方向，满足不同应用场景的需求。

附图说明

在结合附图阅读下文的具体实施方式后，将更好地理解本公开的多个方面，在附图等中所示的各结构的位置、尺寸及范围等有时不表示实际的位置、尺寸及范围等。在附图中:

图1是本申请公开的第一个实施例的整体结构示意图。

图2是本申请公开的第一个实施例在另一视角下的结构示意图。

图3是本申请公开的第一个实施例中单独保持架的结构示意图。

图4是本申请公开的第一个实施例中单独保持架在另一视角下的结构示意图。

图5是A处局部放大图，

图6是本申请公开的第二个实施例在一视角下的结构示意图。

图7是本申请公开的第二个实施例在另一视角下的结构示意图，图中的中空固定部被部分剖开。

实施方式

以下将参照附图描述本公开，其中的附图示出了本公开的若干实施例。然而应当理解的是，本公开可以以多种不同的方式呈现出来，并不局限于下文描述的实施例;事实上，下文描述的实施例旨在使本公开的公开更为完整，并向本领域技术人员充分说明本公开的保护范围。还应当理解的是，本文公开的实施例能够以各种方式进行组合，从而提供更多额外的实施例。

应当理解的是，在所有附图中，相同的附图标记表示相同的元件。在附图中，为清楚起见，某些特征的尺寸可以进行变形。

应当理解的是，说明书中的用辞仅用于描述特定的实施例，并不旨在限定本公开。说明书使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)除非另外定义，均具有本领域技术人员通常理解的含义。为简明和/或清楚起见，对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

说明书使用的单数形式“一”、“所述”和“该”除非清楚指明，均包含复数形式。说明书使用的用辞“包括”、“包含”和“含有”表示存在所声称的特征，但并不排斥存在一个或多个其它特征。说明书使用的用辞“和/或”包括相关列出项中的一个或多个的任意和全部组合。说明书使用的用辞“在X和Y之间”和“在大约X和Y之间”应当解释为包括X和Y。本说明书使用的用辞“在大约X和Y之间”的意思是“在大约X和大约Y之间”，并且本说明书使用的用辞“从大约X至Y”的意思是“从大约X至大约Y”。

在说明书中，称一个元件位于另一元件“上”、“附接”至另一元件、“连接”至另一元件、“耦合”至另一元件、或“接触”另一元件等时，该元件可以直接位于另一元件上、附接至另一元件、连接至另一元件、联接至另一元件或接触另一元件，或者可以存在中间元件。相对照的是，称一个元件“直接”位于另一元件“上”、“直接附接”至另一元件、“直接连接”至另一元件、“直接耦合”至另一元件或、或“直接接触”另一元件时，将不存在中间元件。在说明书中，一个特征布置成与另一特征“相邻”，可以指一个特征具有与相邻特征重叠的部分或者位于相邻特征上方或下方的部分。

在说明书中，诸如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“高”、“低”等的空间关系用辞可以说明一个特征与另一特征在附图中的关系。应当理解的是，空间关系用辞除了包含附图所示的方位之外，还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如，在附图中的装置倒转时，原先描述为在其它特征“下方”的特征，此时可以描述为在其它特征的“上方”。装置还可以以其它方式定向(旋转90度或在其它方位)，此时将相应地解释相对空间关系。

图1-图5示出一种实现本申请的一种具有保持架轴承散热通道的高速无刷电机，其结构组成包括保持架1、无刷电机2和输出轴3。需要理解的是，无刷电机2是整个电机的核心部分，它包括定子和转子。定子是固定的电磁铁芯，上面缠绕有绕组线圈。转子是带有永磁体的旋转部件，通过磁感应与定子的绕组线圈相互作用产生转动力矩。输出轴3是无刷电机的传动部件，它将转子的转动传递到外部负载上。

其中，保持架1是本设计中一个重要的组成部分，无刷电机2的输出轴3插入并与保持架1内的轴承4连接配合，经由保持架1提供输出轴3的径向支撑。这样设计的好处是可以保证输出轴3的稳定性和同心度，避免因受力而弯曲或变形，并提高高速旋转的稳定性。

具体的说，除轴承4外保持架1还由中空固定部5、连接片6和中心环7组成。中空固定部5是一个中空的环形结构。中心环7是由金属内环9、多孔中环10以及高分子外环11组成的复合结构。金属内环9与轴承4直接接触，提供稳定的支撑和传导热量的作用。金属内环9设有若干贯通的圆形截面的散热道8。这些散热道8将电机产生的热量传导出去，降低电机的工作温度。散热道8通常贯穿整个金属内环9，并与外界相连通，以便将热量散发到周围环境中。多孔中环10将金属内环9固定在高分子外环11内，同时形成降噪层。多孔中环10内的微孔可以吸收和散射噪音能量，减少电机运行时产生的噪音。高分子外环11具有良好的耐磨性和耐化学腐蚀性，能够保护内部结构并延长使用寿命。

进一步的说，散热道8的通道截面为半圆形。这种设计可以增加散热面积，提高散热效率。根据需要，散热道8的内壁面贴设有与轴承接触的散热贴片12。散热贴片12可以提高散热效率，通过增加热传导路径来加速热量的散发。散热贴片12通常采用高导热系数的材料制成，如铜箔或石墨烯。通过将散热贴片12与轴承4接触，可以将轴承4产生的热量更快地传导到散热道8中，从而提高散热效果。

在本实施例中，连接片6通过焊接或螺栓等方式固定在中空固定部5的内壁上，在某些情况下，连接片6与中空固定部5是一体形成的，增加保持架1的强度和刚度。中心环7与连接片6连接配合，被安装在中空固定部5上。中心环7的作用是提供轴承4的安装位置，并保持轴承4的稳定性。轴承4的作用是减少摩擦和阻力，使输出轴3径向稳定的同时，能够顺畅运转。

更具体的说，在保持架1的中心环7该散

实施例

如图6和7所示，本实施例在实施例1的结构基础上，增加有安装并固定在输出轴3上的叶片14。当无刷电机运行时，叶片14会受到驱动力旋转。在该实施中，保持架1内的中空固定部5形成了与叶片14配合的气道15。当叶片14工作时，气道15内会产生气流。为引导上述气流，保持架1内的各连接片6被设计成同向偏斜的旋流叶片。这些斜流叶片具有导流斜面，通过导流斜面的作用，将气流导向形成涡流。这种涡流有助于提高气流的方向性，更好的满足如吹风机等领域应用时的使用需要。

虽然已经描述了本公开的示范实施例，但是本领域技术人员应当理解的是，在本质上不脱离本公开的精神和范围的情况下能够对本公开的示范实施例进行多种变化和改变。因此，所有变化和改变均包含在权利要求所限定的本公开的保护范围内。本公开由附加的权利要求限定，并且这些权利要求的等同物也包含在内。

Claims (6)

1.一种高速无刷电机，其特征在于：包括保持架、无刷电机，其中，保持架包括起固定作用的中空固定部、通过连接片安装在中空固定部内的中心环、安装在中心环内与无刷电机输出轴配合的轴承；无刷电机的输出轴插入并与轴承连接配合，经由保持架提供输出轴的径向支撑；所述中心环设有若干贯通的散热道。

2.如权利要求1中所述的一种高速无刷电机，其特征在于：所述散热道的通道截面为圆形。

3.如权利要求1中所述的一种高速无刷电机，其特征在于所述散热道的内壁面贴设有与轴承接触的散热贴片，散热贴片提高散热效率。

4.如权利要求1中所述的一种高速无刷电机，其特征在于所述中心环是由金属内环、多孔中环以及高分子外环组成的复合结构，金属内环与轴承直接接触；多孔中环将金属内环固定在高分子外环内；所述多孔中环内具有若干微孔，形成降噪层。

5.如权利要求1中所述的一种高速无刷电机，其特征在于所述中空固定部为环形管件。

6.一种具有高速无刷电机的风机，其特征在于：包括如权利要求1-5中任一项所述的高速无刷电机、安装并固定在输出轴上的叶片，叶片在无刷电机的带动旋转；所述保持架内的中空固定部形成与叶片配合的气道，叶片工作时，气道内产生气流；所述保持架内的各连接片为同向偏斜的旋流叶片，斜流叶片具有导流斜面，经由导流斜面将气流导向形成涡流。