CN223553145U - 一种高效散热式电动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高效散热式电动机，包括定子和主轴，所述定子的外端固定连接有散热壳体，散热壳体的外端固定连接有多个围绕定子轴心呈圆周阵列分布的散热鳍片，散热壳体的外端通过螺钉固定连接有前端盖，前端盖的内部开设有吸热空腔，前端盖靠近定子的一端固定连接有多个中空的吸热环，吸热空腔和吸热环的内部均填充有相变材料，前端盖远离定子的一端固定连接有过流环，前端盖的外端固定连接有多个相变循环管，过流环的外端固定连接有多个散热管，本实用新型采用多重散热机制的协同设计，通过相变材料储热、强制风冷和导热散热的有机结合，显著提升了电机的散热效率，有效解决了高功率电机散热不足的技术问题。

Description

一种高效散热式电动机

技术领域

本实用新型涉及的用于高效散热式电动机，特别是涉及应用于电机散热技术领域的一种高效散热式电动机。

背景技术

电动机在运行过程中会产生大量热量，如果散热不及时容易造成电机温度过高，影响电机性能和使用寿命。目前，常见的电动机散热方式包括自然冷却和强制风冷两种，但均存在一定局限性。自然冷却的散热效率较低，难以满足高功率电机的散热需求；而单一的强制风冷方式虽然能提供较好的散热效果，但在电机负载突变或长时间高负荷运行时，仍可能出现局部过热现象。此外，现有的散热结构设计往往较为简单，未能充分利用热量传递的多种途径，导致整体散热效率不高。

中国实用新型专利CN218124501U公开了公开一种散热电机，包括：主体、扇叶和环形保护罩。主体一端设有输出轴；扇叶设置于输出轴上，且扇叶的出风侧朝向主体设置；环形保护罩与输出轴活动连接，扇叶位于环形保护罩内。在本申请中，通过在输出轴上设置与输出轴活动连接的环形保护罩，将扇叶设置于环形保护罩内，扇叶与输出轴连接，利用输出轴的转动带动扇叶转动，与输出轴活动连接的环形保护罩相对于扇叶保持静止，降低输出轴的做功损耗，扇叶的出风侧朝向主体吹出散热气流，以对主体进行散热，环形保护罩的设置不仅能够对扇叶进行保护，还能降低外部气流对散热气流的影响，使散热气流更聚集地吹向散热电机的主体，提高散热效果。

以上设计虽然解决了电机的基础散热问题和气流保护问题，但还存在一定的局限性，如不具备多重散热机制，仅依靠单一的风冷散热方式，在高负载工况下散热效果有限；同时缺乏对轴承等关键部件的针对性散热措施，容易造成局部过热。

实用新型内容

针对上述现有技术，本实用新型要解决的技术问题是提供一种具有多重散热机制、散热效率高的高效散热式电动机，通过相变材料与强制对流相结合的方式，实现电机各部件的均匀降温，有效解决局部过热问题，提高电机的运行可靠性和使用寿命。

为解决上述问题，本实用新型提供了一种高效散热式电动机，包括定子和主轴，定子的外端固定连接有散热壳体，散热壳体的外端固定连接有多个围绕定子轴心呈圆周阵列分布的散热鳍片，散热壳体的外端通过螺钉固定连接有前端盖，前端盖的内部开设有吸热空腔，前端盖靠近定子的一端固定连接有多个中空的吸热环，吸热空腔和吸热环的内部均填充有相变材料，吸热环的开口处与吸热空腔连通，吸热空腔的内壁固定连接有多个呈圆周阵列分布的矩形导流框，前端盖远离定子的一端固定连接有过流环，矩形导流框贯穿前端盖和吸热环与过流环相互连通，前端盖的内端卡接有前轴承，前轴承的内壁与主轴的外端固定连接，主轴的外端固定连接有循环风扇。

作为本申请的进一步改进，前端盖的外端固定连接有多个围绕前端盖轴心呈圆周阵列分布的相变循环管，相变循环管与前端盖内的吸热空腔连通，多个呈圆周阵列分布的相变循环管与散热壳体的外壁接触设置，多个相变循环管等间距布置在多个散热鳍片形成的槽内，可以在散热风扇运作时，对散热鳍片散热的同时对相变循环管散热。

作为本申请的再进一步改进，过流环的外端固定连接有多个围绕过流环呈圆周阵列分布的散热管，散热管与多个呈圆周阵列分布的过流环相互连通，多个呈圆周阵列分布的散热管与散热壳体的外壁接触，多个散热管等间距布置在多个散热鳍片形成的槽内，可以在散热风扇运作时，对散热鳍片散热的同时对散热管散热。

作为本申请的更进一步改进，散热壳体远离前端盖的一端固定连接有后端盖，后端盖的内端固定连接有后轴承，主轴远离后轴承的一端固定连接有散热风扇，循环风扇和散热风扇的叶片均采用空气动力学设计，并经过镀镍处理以提升散热效果。

作为本申请的又一种改进，相变循环管的末端固定连接有第一储液环和第二储液环，第一储液环通过管道固定连接有微型蠕动泵，管道的另一端与第二储液环固定连接，散热时，通过微型蠕动泵驱动相变材料在相变循环管内循环散热。

作为本申请的又一种改进的补充，散热管的末端贯穿后端盖与电机内部连通，第一储液环的外端固定连接有防尘罩，防尘罩上开设有多个通风孔，散热时外部冷风经通风孔初次过滤，防止灰尘进入防尘罩内，同时，防尘罩覆盖散热鳍片的部分可有效防止灰尘落入散热鳍片构成的沟槽内影响散热。

综上所述，本方案具有以下有益效果：

采用多层立体散热结构，通过散热壳体与散热鳍片构建基础导热层，利用吸热空腔和吸热环内的相变材料实现热量快速吸收与缓释，矩形导流框和过流环结构配合循环风扇，在电机内部形成高效冷却气流循环，同时，微型蠕动泵驱动相变材料在储液环和相变循环管中持续流动，结合散热风扇的强制对流作用，形成了热量传递的多重通道，通过多重散热机制的协同作用，显著提升了电机散热性能和散热效率，特别适合高功率电机的散热需求。

附图说明

图1为本申请的第一局部图；

图2为本申请的第二局部图；

图3为本申请的第三局部图；

图4为本申请的第四局部图；

图5为本申请的正视图；

图6为本申请的A-A剖视图；

图7为本申请的B-B剖视图；

图8为本申请的C-C剖视图；

图9为本申请的整体结构示意图。

图中标号说明：

1、定子；2、主轴；3、散热壳体；4、散热鳍片；5、前端盖；6、吸热空腔；7、吸热环；8、相变材料；9、矩形导流框；10、过流环；11、前轴承；12、循环风扇；13、相变循环管；14、散热管；15、后端盖；16、后轴承；17、散热风扇；18、第一储液环；19、第二储液环；20、微型蠕动泵；21、防尘罩；22、通风孔；

具体实施方式

下面结合附图对本申请的实施方式作详细说明。

图1-9示出，一种高效散热式电动机，包括定子1和主轴2，定子1的外端固定连接有散热壳体3，散热壳体3的外端固定连接有多个围绕定子1轴心呈圆周阵列分布的散热鳍片4，散热鳍片4采用高导热系数的铝合金材料制成，表面经过阳极氧化处理以提高散热效率，散热壳体3的外端通过螺钉固定连接有前端盖5，前端盖5的内部开设有吸热空腔6，前端盖5靠近定子1的一端固定连接有多个中空的吸热环7，吸热环7的横截面为环形设计，其长轴方向与电机轴向平行，这种设计可以增大与电机内部热源的接触面积，加快散热，吸热空腔6和吸热环7的内部均填充有相变材料8，相变材料8选用石蜡，其具有良好的相变储热性能，吸热环7的开口处与吸热空腔6连通，吸热空腔6的内壁固定连接有多个呈圆周阵列分布的矩形导流框9，前端盖5远离定子1的一端固定连接有过流环10，矩形导流框9贯穿前端盖5和吸热环7与过流环10相互连通，前端盖5的内端卡接有前轴承11，前轴承11的内壁与主轴2的外端固定连接，主轴2的外端固定连接有循环风扇12。

前端盖5的外端固定连接有多个围绕前端盖5轴心呈圆周阵列分布的相变循环管13，相变循环管13与前端盖5内的吸热空腔6连通，多个呈圆周阵列分布的相变循环管13与散热壳体3的外壁接触设置，多个相变循环管13等间距布置在多个散热鳍片4形成的槽内，可以在散热风扇17运作时，对散热鳍片4散热的同时对相变循环管13散热。

过流环10的外端固定连接有多个围绕过流环10呈圆周阵列分布的散热管14，散热管14与多个呈圆周阵列分布地过流环10相互连通，多个呈圆周阵列分布的散热管14与散热壳体3的外壁接触，多个散热管14等间距布置在多个散热鳍片4形成的槽内，可以在散热风扇17运作时，对散热鳍片4散热的同时对散热管14散热。

散热壳体3远离前端盖5的一端固定连接有后端盖15，后端盖15的内端固定连接有后轴承16，主轴2远离后轴承16的一端固定连接有散热风扇17，循环风扇12和散热风扇17的叶片均采用空气动力学设计，并经过镀镍处理以提升散热效果。

相变循环管13的末端固定连接有第一储液环18和第二储液环19，第一储液环18通过管道固定连接有微型蠕动泵20，管道的另一端与第二储液环19固定连接。

散热管14的末端贯穿后端盖15与电机内部连通，第一储液环18的外端固定连接有防尘罩21，防尘罩21上开设有多个通风孔22，散热时，通过微型蠕动泵20驱动相变材料在相变循环管13内循环散热。

工作时，电机运转产生热量，热量可通过多种方式从电机内部导出，电机运行时会带动循环风扇12转动，循环风扇12转动，使定子1与转子之间的缝隙产生流动的气流，该气流会将电机产生的热量带走，气流经矩形导流框9进入，再通过矩形导流框9进入过流环10，再经过流环10流入散热管14，散热管14与外界接触散热，同时，散热风扇17产生的对流加速散热管14的冷却，散热管14内冷却的空气再次通过后端盖15进入电机内部降温，以此循环散热，同时定子1和转子产生的热量还会被吸热空腔6和吸热环7内的相变材料8吸收，吸热空腔6内的相变材料8还能同时吸收前轴承11产生的热量，对前轴承11进行散热，吸热后的相变材料8由固态变为液态，这时微型蠕动泵20工作，将第一储液环18内的相变材料8输入第二储液环19内，使相变材料8循环流动不断的吸热，当相变材料8通过相变循环管13流经多个散热鳍片4之间的区域时，散热风扇17产生的对流对相变循环管13内的相变材料8散热降温，同时电机产生的热量还会经过散热壳体3传导至散热鳍片4上，进行散热，散热风扇17产生的对流带走传导出的热量，多种散热方式协同作用，提高散热效率。

结合当前实际需求，本申请采用的上述实施方式，保护范围并不局限于此，在本领域技术人员所具备的知识范围内，不脱离本申请构思作出的各种变化，仍落在本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种高效散热式电动机，包括定子（1）和主轴（2），其特征在于：所述定子（1）的外端固定连接有散热壳体（3），所述散热壳体（3）的外端固定连接有多个围绕定子（1）轴心呈圆周阵列分布的散热鳍片（4），所述散热壳体（3）的外端通过螺钉固定连接有前端盖（5），所述前端盖（5）的内部开设有吸热空腔（6），所述前端盖（5）靠近定子（1）的一端固定连接有多个中空的吸热环（7），所述吸热空腔（6）和吸热环（7）的内部均填充有相变材料（8），所述吸热环（7）的开口处与吸热空腔（6）连通，所述吸热空腔（6）的内壁固定连接有多个呈圆周阵列分布的矩形导流框（9），所述前端盖（5）远离定子（1）的一端固定连接有过流环（10），所述矩形导流框（9）贯穿前端盖（5）和吸热环（7）与过流环（10）相互连通，所述前端盖（5）的内端卡接有前轴承（11），所述前轴承（11）的内壁与主轴（2）的外端固定连接，所述主轴（2）的外端固定连接有循环风扇（12）。

2.根据权利要求1所述的一种高效散热式电动机，其特征在于：所述前端盖（5）的外端固定连接有多个围绕前端盖（5）轴心呈圆周阵列分布的相变循环管（13），且相变循环管（13）与前端盖（5）内的吸热空腔（6）连通，且多个呈圆周阵列分布的所述相变循环管（13）与散热壳体（3）的外壁接触设置，多个所述相变循环管（13）等间距布置在多个散热鳍片（4）形成的槽内。

3.根据权利要求1所述的一种高效散热式电动机，其特征在于：所述过流环（10）的外端固定连接有多个围绕过流环（10）呈圆周阵列分布的散热管（14），且散热管（14）与多个呈圆周阵列分布地过流环（10）相互连通，多个呈圆周阵列分布的所述散热管（14）与散热壳体（3）的外壁接触，多个所述散热管（14）等间距布置在多个散热鳍片（4）形成的槽内。

4.根据权利要求3所述的一种高效散热式电动机，其特征在于：所述散热壳体（3）远离前端盖（5）的一端固定连接有后端盖（15），所述散热管（14）的末端贯穿后端盖（15）与电机内部连通，所述后端盖（15）的内端固定连接有后轴承（16），所述主轴（2）远离后轴承（16）的一端固定连接有散热风扇（17）。

5.根据权利要求2所述的一种高效散热式电动机，其特征在于：所述相变循环管（13）的末端固定连接有第一储液环（18）和第二储液环（19），所述第一储液环（18）通过管道固定连接有微型蠕动泵（20），且管道的另一端与第二储液环（19）固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种高效散热式电动机，其特征在于：所述第一储液环（18）的外端固定连接有防尘罩（21），所述防尘罩（21）上开设有多个通风孔（22）。