DE102009022722B4 - Electric motor with fan - Google Patents
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Abstract
Elektromotor mit Lüfter, umfassend Rotorblätter (1),wobei der Lüfter mit der Rotorwelle (4) drehfest verbunden ist,wobei der Lüfter als Axiallüfter ausgebildet und symmetrisch aufgebaut istund jedes Rotorblatt des Lüfters derart symmetrisch aufgebaut ist, dass das Schnittgebilde des Rotorblatts mit auf verschiedenen Radialabständen zur Rotorachse liegenden Tangentialebenen stets eine Ellipse ist,wodurch unabhängig von der Drehrichtung der Rotorwelle (4) der Lüfter dieselbe Luft-Förderleistung hat,wobei die von der Ellipse in der Ebene umgebene Fläche mit dem Radialabstand zur Rotorachse abnimmt,wobei der Lüfter einen Lüfterring (2) aufweist, mit dem die radial äußeren Enden der Rotorblätter (1) verbunden sind,wobei der geförderte Kühlluftstrom an der Außenseite des Stators entlang geleitet wird mit abhängig von der Drehrichtung des Lüfters saugender oder blasender Wirkweise des Lüfters,wobei das Motorgehäuse ein rohrförmiges Mantelgehäuseteil (6) aufweist, welches zusammen mit dem Stator des Elektromotors einen Strömungskanal (7) bildet,wobei das Mantelgehäuseteil (6) den Strömungskanal (7) nach radial außen begrenzt und nach radial innen der Strömungskanal (7) begrenzt ist durch den Stator des Elektromotors,wobei an der Außenseite des Stators Kühlrippen angeordnet sind zur verbesserten Lenkung des Kühlluftstroms und zum verbesserten Wärmeübergang, wobei die Kühlrippen in axialer Richtung verlaufen.Electric motor with fan, comprising rotor blades (1), the fan being connected in a rotationally fixed manner to the rotor shaft (4), the fan being designed as an axial fan and being constructed symmetrically, and each rotor blade of the fan being constructed symmetrically in such a way that the sectional structure of the rotor blade is also different Radial distances to the rotor axis tangential planes is always an ellipse, which means that regardless of the direction of rotation of the rotor shaft (4), the fan has the same air delivery rate, the area surrounded by the ellipse in the plane decreasing with the radial distance to the rotor axis, the fan forming a fan ring (2), with which the radially outer ends of the rotor blades (1) are connected, the conveyed cooling air flow being guided along the outside of the stator with the suction or blowing action of the fan depending on the direction of rotation of the fan, the motor housing being tubular Sheath housing part (6), welc hes together with the stator of the electric motor forms a flow channel (7), the casing housing part (6) delimiting the flow channel (7) radially outwards and radially inward the flow channel (7) being delimited by the stator of the electric motor, on the outside of the stator cooling fins are arranged for improved steering of the cooling air flow and for improved heat transfer, the cooling fins running in the axial direction.
Description
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit Lüfter.The invention relates to an electric motor with a fan.
Es ist-bekannt, Elektromotoren mit Lüfter auszustatten, um die Entwärmung des Elektromotors zu verbessern und somit eine hohe Leistung bei geringem Bauvolumen zu erreichen.It is known to equip electric motors with fans in order to improve the heat dissipation of the electric motor and thus to achieve high performance with a small construction volume.
Aus der
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einen Elektromotor weiterzubilden, wobei der Elektromotor vielseitig einsetzbar sein soll.The invention is therefore based on the object of developing an electric motor, the electric motor being intended to be versatile.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Elektromotor nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.According to the invention the object is achieved in the electric motor according to the features specified in
Von Vorteil ist dabei, dass der Motor vielseitig einsetzbar ist, da bei jeder Drehrichtung ein Kühlluftstrom am Motor vorbeistreicht und somit eine leistungsfähige Entwärmung sicher gestellt ist. Dabei ist der Lüfter bei einer der Drehrichtungen saugend und bei der anderen Drehrichtung blasend wirksam. Bei der saugenden Betriebsweise entsteht also ein kleiner Unterdruck im Bereich des Motors und bei der blasenden Betriebsweise ein kleiner Überdruck im Bereich des Motors. Vorzugsweise streicht dabei der Kühlluftstrom an der Außenseite des Stators, insbesondere also des Motorgehäuses, vorbei. Zur verbesserten Lenkung und Verringerung der Verwirbelung des Kühlluftstroms sind hierbei Kühlrippen an der Außenseite vorsehbar.The advantage here is that the motor can be used in a variety of ways, since a cooling air flow sweeps past the motor in every direction of rotation, thus ensuring efficient cooling. The fan is sucking in one of the directions of rotation and blowing in the other direction of rotation. In the suction mode, a small negative pressure is created in the area of the motor and in the blowing mode, a small excess pressure is created in the area of the motor. The cooling air flow preferably sweeps past the outside of the stator, in particular thus the motor housing. Cooling fins can be provided on the outside for improved guidance and to reduce the swirling of the cooling air flow.
Erfindungsgemäß ist der Lüfter, insbesondere die Rotorblätter des Lüfters, derart gestaltet, dass der Lüfter unabhängig von der Drehrichtung des Lüfterrads im Wesentlichen dieselbe Förderleistung hat. Von Vorteil ist dabei, dass beide Betriebsarten des Elektromotors die volle Antriebsleistung des Motors erlauben, also auch die maximal erlaubte Drehzahl und das maximal erlaubte Drehmoment erzeugbar sind in beiden Drehrichtungen, ohne dass eine kritische Übertemperatur auftritt.According to the invention, the fan, in particular the rotor blades of the fan, is designed in such a way that the fan has essentially the same delivery rate regardless of the direction of rotation of the fan wheel. The advantage here is that both operating modes of the electric motor allow the full drive power of the motor, so that the maximum permitted speed and the maximum permitted torque can be generated in both directions of rotation without a critical overtemperature.
Erfindungsgemäß ist das Schnittgebilde des Rotorblatts mit auf verschiedenen Radialabständen zur Rotorachse liegenden Tangentialebene eine Ellipse. Von Vorteil ist dabei, dass je nach gewünschter Leistung und kommerziell tragbaren Fertigungskosten entsprechend Rotorblätter einsetzbar sind.According to the invention, the sectional structure of the rotor blade with a tangential plane lying at different radial distances from the rotor axis is an ellipse. The advantage here is that depending on the desired performance and commercially acceptable manufacturing costs, corresponding rotor blades can be used.
Bei einer nicht erfindungsgemäßen vorteilhaften Ausgestaltung ist das Schnittgebilde unabhängig vom Radialabstand zur Rotorachse, also unveränderlich ist bei verschiedenen Radialabständen. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Konstruktion und eine einfache Herstellung ausführbar ist, insbesondere auch Herstellung eines Spritzgusswerkzeuges bei Herstellung aus Kunststoff.In an advantageous embodiment not according to the invention, the sectional structure is independent of the radial distance from the rotor axis, that is to say it is unchangeable at different radial distances. The advantage here is that a simple construction and simple manufacture can be carried out, in particular also the manufacture of an injection molding tool when manufactured from plastic.
Erfindungsgemäß nimmt die von der Ellipse in der Ebene umgebene Fläche mit dem Radialabstand zur Rotorachse ab. Von Vorteil ist dabei, dass eine bezüglich des Wirkungsgrades optimierte Ausgestaltung ausführbar ist.According to the invention, the area surrounded by the ellipse in the plane decreases with the radial distance from the rotor axis. The advantage here is that an embodiment that is optimized in terms of efficiency can be implemented.
Erfindungsgemäß weist der Lüfter einen Lüfterring auf, mit dem die radial äußeren Enden der Rotorblätter verbunden sind. Von Vorteil ist dabei, dass die Stabilität erhöhbar und der axiale Luftstrom mittels des Lüfterrings verbessert leitbar, also mit geringeren Wirbelverlusten.According to the invention, the fan has a fan ring to which the radially outer ends of the rotor blades are connected. The advantage here is that the stability can be increased and the axial air flow can be conducted better by means of the fan ring, that is to say with lower eddy losses.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Gehäuse des Motors oder die äußere Oberfläche des Stators derart gerundet, insbesondere gekrümmt, ausgeführt, dass der vom Lüfter geförderte Luftstrom zwischen dem Gehäuse des Motors oder der äußeren Oberfläche des Stators und einem das Gehäuse und den Stator umgebenden Mantelgehäuse hindurchgeleitet wird. Von Vorteil, ist dabei, dass Strömungsverluste minimiert werden und die entstehende Strömung derart beeinflusst werden kann, dass eine optimale Kühlleistung erreicht wird.In an advantageous embodiment, the housing of the motor or the outer surface of the stator is designed such that it is rounded, in particular curved, in such a way that the air flow conveyed by the fan passes between the housing of the motor or the outer surface of the stator and a jacket housing surrounding the housing and the stator becomes. The advantage here is that flow losses are minimized and the resulting flow can be influenced in such a way that optimal cooling performance is achieved.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantages result from the subclaims.
Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
- In der
1 Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Elektromotor schematisch dargestellt. - In der
2 ist ein zugehöriger Querschnitt schematisch skizziert. - In der
3 ist ein erfindungsgemäßer Lüfter in Schrägansicht gezeigt.
- In the
1 Top view of an electric motor according to the invention is shown schematically. - In the
2 an associated cross section is schematically outlined. - In the
3 an inventive fan is shown in an oblique view.
Der Lüfter weist eine Lüfternabe
An der Lüfternabe sind sich radial erstreckende Rotorblätter
Das Motorgehäuse weist ein Mantelgehäuseteil
An seinen axialen Endbereichen ist das vom Mantelgehäuseteil
Der Stator ist mittels eines Blechpakets gebildet und weist eine Drehstromwicklung als Statorwicklung auf. Das Blechpaket ist an seinen axialen Endbereichen jeweils abgerundet ausgeführt, so dass die vom Lüfter angetriebene, axial strömende Luft mit einer nur geringen Verwirbelung am Stator vorbeiströmt.The stator is formed by means of a laminated core and has a three-phase winding as a stator winding. The laminated core is rounded in each case at its axial end regions, so that the axially flowing air driven by the fan flows past the stator with only a slight swirl.
Der Lüfter ist derart gestaltet, dass unabhängig von der Drehrichtung des Lüfters die Luft mit stets gleichem Förderstrom gefördert wird, nämlich auf den Motor, insbesondere Stator, hin oder weg. Dabei ist im Wesentlichen der Luftstrom gleich und somit die geförderte Luftmenge pro Zeiteinheit auch. Die Luft strömt dabei an der Außenseite des Stators, insbesondere also am Motorgehäuse, entlang. Da das Maximum der Förderwirkung auf großem Radialabstand bewirkt wird, also im radial äußeren Bereich der Lüfterflügel, und diese auf ungefähr demselben Radialabstand wie auch die Kühlrippen befinden, ist eine nur unwesentliche Änderung der Förderleistung bei Drehrichtungsänderung bewirkt.The fan is designed in such a way that, regardless of the direction of rotation of the fan, the air is always conveyed with the same flow rate, namely towards or away from the motor, in particular the stator. The air flow is essentially the same and thus the amount of air delivered per unit of time. The air flows along the outside of the stator, in particular thus on the motor housing. Since the maximum of the conveying effect is effected at a large radial distance, that is to say in the radially outer region of the fan blades, and these are located at approximately the same radial distance as the cooling fins, an only insignificant change in the conveying capacity is effected when the direction of rotation changes.
Somit durchströmt der geförderte Luftstrom den Strömungskanal
Zur Verminderung von Strömungsverlusten und zur Beeinflussung des Strömungsverlaufes in Hinsicht auf eine optimale Wärmeabfuhr ist der Stator an seinem, dem Lüfter zugewandten axialen Endbereich gekrümmt ausgeführt. Dabei ist die Krümmung derart ausgeführt, dass mit zunehmender axialer Entfernung vom Lüfter die Krümmung der Oberfläche des Stators nicht sprunghaft sondern langsam ansteigt.To reduce flow losses and to influence the flow profile with regard to optimal heat dissipation, the stator is curved at its axial end region facing the fan. The curvature is designed such that with increasing axial distance from the fan, the curvature of the surface of the stator does not rise suddenly but slowly.
Der Lüfter, insbesondere die Rotorblätter
Der Lüfter, insbesondere die Rotorblätter
Dies bedeutet, dass jedes Rotorblatt nach Spiegelung an der axialen Mittelebene und nachfolgenden axial umgekehrten Montage, also Drehung um 180° um eine auf der Rotorachse senkrechten Drehachse, die in der Mittelebene enthalten ist, unverändert bleibt mit Ausnahme der Drehstellung des Lüfters. Genauer gesagt bleibt jedes Rotorblatt sogar unverändert, wenn es an der axialen Mittelebene gespiegelt wird und nachfolgend gedreht wird um eine auf der Rotorachse senkrechte Drehachse, die durch den axialen Mittelpunkt oder Schwerpunkt geht.This means that after mirroring on the axial center plane and subsequent axially reversed assembly, i.e. rotation by 180 ° about an axis of rotation perpendicular to the rotor axis which is contained in the center plane, each rotor blade remains unchanged with the exception of the rotational position of the fan. More specifically, each rotor blade remains unchanged even if it is mirrored on the axial center plane and subsequently rotated about an axis of rotation perpendicular to the rotor axis which passes through the axial center or center of gravity.
Vorzugsweise ist das Rotorblatt derart aufgebaut, dass das Schnittgebilde des Rotorblatts mit auf verschiedenen Radialabständen liegenden Tangentialebenstets gleich ist. Das Schnittgebilde weist vorzugsweise zwei Spiegelsymmetrieen auf, wobei die Spiegelachsen senkrecht zueinander stehen. Es ist entsprechend einer schmalen Ellipse ausgebildet.The rotor blade is preferably constructed in such a way that the sectional structure of the rotor blade is always the same with tangential planes lying at different radial distances. The sectional structure preferably has two mirror symmetries, the mirror axes being perpendicular to one another. It is designed according to a narrow ellipse.
In radialer Richtung ist das Schnittgebilde in einer mit dem Radialabstand streng monoton zunehmenden Winkellage ausgebildet, wobei der Winkel zur Rotorachse gemessen ist.In the radial direction, the sectional structure is formed in an angular position that increases strictly monotonously with the radial distance, the angle to the rotor axis being measured.
Alternativ ist das Schnittgebilde in einer mit dem Radialabstand streng monoton abnehmenden Winkellage ausgebildet.Alternatively, the sectional structure is formed in an angular position that decreases monotonically with the radial distance.
Bei einem nicht von der Erfindung umfassten Ausführungsbeispiel nimmt die Länge des Schnittgebildes in der Richtung der langgestreckten Ausprägung des Schnittgebildes mit zunehmendem Radialabstand zur Rotorachse zu. Ebenso muss die Breite des Schnittgebildes nicht mit zunehmendem Radialabstand zur Rotorachse konstant sein.In an exemplary embodiment not covered by the invention, the length of the sectional structure increases in the direction of the elongated shape of the sectional structure with increasing radial distance from the rotor axis. Likewise, the width of the sectional structure does not have to be constant with increasing radial distance from the rotor axis.
Erfindungsgemäß ist das Mantelgehäuseteil
Es sind auch Kühlrippen zur Luftkühlung an der Außenoberfläche des Mantelgehäuseteils
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Rotorblattrotor blade
- 22
- Luftleitringair guide
- 33
- Lüfternabefan hub
- 44
- Rotorwellerotor shaft
- 55
- Rotorrotor
- 66
- MantelgehäuseteilMantle housing part
- 77
- Strömungskanalflow channel
- 88th
- Motorträger als KühlrippenMotor mount as cooling fins
Claims (3)
Priority Applications (1)
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DE102009022722.9A DE102009022722B4 (en) | 2009-05-26 | 2009-05-26 | Electric motor with fan |
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DE102009022722.9A DE102009022722B4 (en) | 2009-05-26 | 2009-05-26 | Electric motor with fan |
Publications (2)
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DE102009022722A1 DE102009022722A1 (en) | 2010-12-02 |
DE102009022722B4 true DE102009022722B4 (en) | 2019-12-19 |
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ID=43028358
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2009
- 2009-05-26 DE DE102009022722.9A patent/DE102009022722B4/en active Active
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Legal Events
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R020 | Patent grant now final | ||
R020 | Patent grant now final |