TWM537181U

TWM537181U - 嵌合有定子之框架總成

Info

Publication number: TWM537181U
Application number: TW105214627U
Authority: TW
Inventors: 許孟原; 王祈欣; 蔡承翰
Original assignee: 東元電機股份有限公司
Priority date: 2016-09-23
Filing date: 2016-09-23
Publication date: 2017-02-21

Description

嵌合有定子之框架總成

本創作係有關於一種馬達框架總成，尤其是指一種嵌合有定子，且在定子開設有散熱通道之框架總成。

馬達是一種藉由電磁感應，將電能轉換成動能的裝置。在將電能轉換成動能的過程當中，電流會在轉子內的線圈導通，藉以產生磁效應。但在導通的過程中，會因為線圈本身所包含的電阻，使得電流會有所損耗(例如為銅損與鐵損)，進而產生多餘的熱能。這些熱能會對馬達內部的原件產生破壞，進而影響馬達的運作。

更詳細地說明，請一併參閱第一圖至第二圖，第一圖係顯示先前技術之馬達框架之前視透視圖；第二圖係顯示第一圖之A-A剖面圖。如圖所示，先前技術提供了一種馬達框架PA1，包含一框架本體PA11與複數個散熱鰭片PA12。在框架本體PA11外設有四個鰭片設置部PA111、PA111a、PA111b、PA111c，在其中三個鰭片設置部PA111、PA111a、PA111b之間設有二個接線通道PAT1(在此僅標示其中一者)。接線通道PAT1對應於框架本體PA11所具有之一通道內壁PA112與一通道外壁 PA113。

請參閱第三圖，第三圖係顯示先前技術之馬達框架配合馬達核心組件之運轉狀態示意圖。如圖所示，馬達核心組件PA2包含一第一風扇PA21、一第二風扇PA22、一定子PA23、一轉子PA24、一前端蓋PA25與一背端蓋PA26。轉子PA24內設有轉子散熱通道PAT2。第一風扇PA21與第二風扇PA22分別設置於轉子PA24之中心軸兩端。前端蓋PA25與背端蓋PA26蓋設於框架本體PA11之兩端，使得框架本體PA11內形成一封閉的空間。

當馬達PA100在運轉時，電能轉換成動能的過程中會產生多餘的熱能，使得馬達內部元件的溫度升高，當轉子PA24運轉時，第一風扇PA21與第二風扇PA22會帶動框架本體PA11內部空氣流動，進而產生一散熱氣流PAF。散熱氣流PAF會吸收轉子散熱通道PAT2內之熱能，使熱能隨著散熱氣流PAF被傳遞至接線通道PAT1中。藉由熱傳導的方式，能進一步將接線通道PAT1中的熱能傳遞至接線通道PAT1外部，並逸散至外界環境。

然而，在作為內氣循環散熱通道的接線通道PAT1內通常會有溫度較高的地方(熱點)的產生，使得馬達整體框架溫度分佈較不均勻。

另外，來自於散熱氣流PAF之熱能會經由通道內壁PA112傳遞至通道外壁PA113，並經由通道外壁PA113逸散至外界環境當中。其中，由於通道內壁PA112之表面積過小，使得散熱氣流PAF之熱能傳遞至通道內壁PA112之效率不佳。另外，由於通道外壁PA113之表面積太小，使得熱能逸散至外界環境之效率過低。

綜上所述，在先前技術之馬達框架PA1中，通道內壁PA112與通道外壁PA113表面積過小，使得熱能逸散至外界環境之效率過低。另外，在接線通道PAT1中會有熱點的產生，使得馬達整體框架溫度分布較不均勻。

有鑒於在先前技術中，接線通道吸收熱能之面積與散熱面積過小，造成散熱效率不佳。因此，馬達較為內部之馬達核心組件長期處於高溫，進而對馬達產生不可避免地破壞。此外，利用接線通道散熱，會使得馬達整體框架溫度分布不均勻。

本創作為解決先前技術之問題，所採用之必要技術手段為提供一種嵌合有定子之框架總成，係用以套設一馬達核心組件，並包含一馬達框架與一定子。馬達框架，包含一框架本體與複數個散熱鰭片。框架本體自一第一端口沿一延伸方向延伸至一第二端口，並具有一外環面與一內環面。散熱鰭片排列設置於外環面。定子設置於內環面，且自一鄰近於第一端口之第一定子端面沿延伸方向延伸至一鄰近於第二端口之第二定子端面，並在鄰近於內環面處開設複數個散熱通道，且散熱通道環繞定子之一定子內環面分布，散熱通道供一散熱氣流流通以逸散散熱氣流之熱能。

由上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段為，第一定子端面與第一端口之間形成一第一風扇環槽，用以容置一第一風扇。

由上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段為，第二定子端面與第二端口之間形成一第二風扇環槽，用以容置一第二風扇。

由上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段為，嵌合有定子之框架總成更包含一架立結構，架立結構設置於框架本體，用以固定框架本體。

由上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段為，定子內環面圍構出一轉子容置空間，用以容置一轉子。

由上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段為，兩相鄰之散熱通道設有一通道隔板，藉以分隔兩相鄰之散熱通道，並增加與散熱氣流之接觸面積。

承上所述，在本創作所提供嵌合有定子之框架總成中，在定子鄰近於內環面處開設有複數個散熱通道，藉以將在框架本體內的散熱氣流所吸收之來自於馬達核心組件的熱能，自散熱通道傳遞至定子。再藉由熱傳導之方式，將定子的熱能傳遞框架本體，再傳遞至散熱鰭片。最後，藉由散熱鰭片將熱能逸散到到外界環境。

相較於先前技術，本創作所提供嵌合有定子之框架總成是利用流通於馬達內部的馬達核心組件之散熱氣流來傳遞熱能。散熱氣流將來自於馬達核心組件之熱能，藉由通道隔板分隔之散熱通道將熱能傳遞到框架本體。並藉由位在框架本體外之散熱鰭片，將熱能逸散至外界環境中。

其中，因為通道隔板的設置，增加了散熱氣流將熱能逸散至定子之散熱面積。因此增加了將馬達核心組件之熱能逸散之散熱效率。另外，設在散熱通道外側之散熱鰭片，增加了熱能逸散至空氣中的接觸面積，也增加了散熱效率。如此一來，即不需要藉由接線通道來逸散來自於馬達核心組件之熱能。

PA100‧‧‧馬達

PA1‧‧‧馬達框架

PA11‧‧‧框架本體

PA111、PA111a、PA111b、PA111c‧‧‧鰭片設置部

PA112‧‧‧通道內壁

PA113‧‧‧通道外壁

PA12‧‧‧散熱鰭片

PA2‧‧‧馬達核心組件

PA21‧‧‧第一風扇

PA22‧‧‧第二風扇

PA23‧‧‧定子

PA24‧‧‧轉子

PA25‧‧‧前端蓋

PA26‧‧‧背端蓋

PAF‧‧‧散熱氣流

PAT1‧‧‧接線通道

PAT2‧‧‧轉子散熱通道

1‧‧‧嵌合有定子之框架總成

11‧‧‧馬達框架

111‧‧‧框架本體

1111‧‧‧第一風扇環槽

1112‧‧‧第二風扇環槽

112‧‧‧散熱鰭片

12‧‧‧定子

121‧‧‧第一定子端面

122‧‧‧第二定子端面

123‧‧‧定子內環面

124‧‧‧通道隔板

1231‧‧‧轉子容置空間

13‧‧‧架立結構

2‧‧‧馬達核心組件

21‧‧‧第一風扇

22‧‧‧第二風扇

23‧‧‧外風扇

24‧‧‧轉子

25‧‧‧前端蓋

26‧‧‧背端蓋

27‧‧‧風罩

E‧‧‧延伸方向

F1‧‧‧散熱氣流

F2‧‧‧鰭片散熱氣流

P1‧‧‧第一端口

P2‧‧‧第二端口

S1‧‧‧外環面

S2‧‧‧內環面

T1‧‧‧散熱通道

T2‧‧‧轉子散熱通道

第一圖係顯示先前技術之馬達框架之前視圖；第二圖係顯示第一圖之A-A剖面圖；第三圖係顯示先前技術之馬達框架配合馬達核心組件之運轉狀態示意圖；第四圖係顯示本創作較佳實施例之嵌合有定子之框架總成之立體圖；第五圖係顯示本創作較佳實施例之嵌合有定子之框架總成之分解圖；第六圖係顯示本創作較佳實施例之嵌合有定子之框架總成之前視圖；第七圖係顯示第六圖之B-B剖面圖；以及第八圖係顯示本創作較佳實施例之嵌合有定子之框架總成與馬達核心組件之使用狀態示意圖。

請參閱第四圖，第四圖係顯示本創作較佳實施例之嵌合有定子之框架總成之立體圖。如圖所示，本創作較佳實施例提供一種嵌合有定子之框架總成1，係用以套設一馬達核心組件2(顯示於第八圖)，並包含一馬達框架11、一定子12與一架立結構13。

請一併參閱第五圖至第七圖，第五圖係顯示本創作較佳實施例之嵌合有定子之框架總成之分解圖；第六圖係顯示本創作較佳實施例之嵌合有定子之框架總成之前視圖；第七圖係顯示第六圖之B-B剖面圖。如圖所示，馬達框架11包含一框架本體111與複數個散熱鰭片112。框架本體111自一第一端口P1沿一延伸方向E延伸至一第二端口P2，並具有一外環面S1與一內環面S2。散熱鰭片112排列設置於外環面S1。

定子12嵌合於內環面S2，且自一鄰近於第一端口P1之第一定子端面121沿延伸方向E延伸至一鄰近於第二端口P2之第二定子端面122，並在鄰近於內環面S2處開設複數個散熱通道T1，且散熱通道T1環繞定子12之一定子內環面123分布，且兩相鄰之散熱通道T1設有一通道隔板124，藉以分隔兩相鄰之散熱通道T1，並增加與散熱氣流F1之接觸面積。散熱通道T1係供一散熱氣流F1流通以逸散散熱氣流F1之熱能。定子內環面123圍構出一轉子容置空間1231，用以容置一轉子24。

第一定子端面121與第一端口P1之間形成一第一風扇環槽1111，用以容置一第一風扇21(顯示於第八圖)。第二定子端面122與第二端口P2之間形成一第二風扇環槽1112，用以容置一第二風扇22(顯示於第八圖)。架立結構13設置於框架本體111，用以固定框架本體111。

請參閱第八圖，第八圖係顯示本創作較佳實施例之嵌合有定子之框架總成與馬達核心組件之使用狀態示意圖。如圖所示，馬達核心組件2包含一第一風扇21、一第二風扇22、一外風扇23、一轉子24、一前端蓋25、一背端蓋26與一風罩27。

第一風扇21容置於第一風扇環槽1111，第二風扇22容置於第二風扇環槽1112。前端蓋25蓋設於第一端口P1，背端蓋26蓋設於第二端口P2，進而將框架本體111內部封閉而形成密閉空間。轉子24部分容置於轉子容置空間1231內，並樞設於前端蓋25與背端蓋26。另外，在轉子24內沿延伸方向E開設有一轉子散熱通道T2。外風扇23鄰近於前端蓋25而設置在轉子24之軸心上，用以導引一鰭片散熱氣流F2流至散熱鰭片112。

其中，轉子散熱通道T2、第一風扇環槽1111、散熱通道T1與第二風扇環槽1112係構成一內循環空間(即散熱氣流F1所流經的空間)。當馬達在運轉時，轉子24會帶動第一風扇21與第二風扇22，導引並產生散熱氣流F1。較佳者，第一風扇21可為一離心式風扇，藉以將第一風扇環槽1111中的氣體甩離轉子散熱通道T2，藉以在轉子散熱通道T2與第一風扇環槽1111交界處產生一低壓帶，以導引散熱氣流F1流向低壓帶；同時，第二風扇22可為一軸流式風扇，藉以將第二風扇環槽1112中的氣體集中流入轉子散熱通道T2，藉以在轉子散熱通道T2與第二風扇環槽1112交界處產生一加壓帶，藉以將空氣加壓推入轉子散熱通道T2。雖然在本實施例中，是同時裝設第一風扇21與第二風扇22，但是在實務上，僅需裝設第一風扇21或第二風扇22即可實施。

其中，散熱氣流F1會自轉子散熱通道T2流至第一風扇環槽1111，再從第一風扇環槽1111流入散熱通道T1。最後，散熱氣流F1會自散熱通道T1流入第二風扇環槽1112，再從第二風扇環槽1112流回轉子散熱通道T2，而在內循環空間形成一個散熱內循環。如此一來，散熱氣體F1便能將轉子散熱通道T2的熱能經由散熱內循環傳遞至散熱通道T1，並再藉由熱傳導將熱能傳遞至框架本體111，再傳遞至散熱鰭片112。

最後，設在框架本體111外的外風扇23會導引鰭片散熱氣流F2流至散熱鰭片112，藉以將傳遞至散熱鰭片112的熱能逸散至外界環境中。

綜上所述，由於在本創作所提供之嵌合有定子之框架總成中，定子在鄰近於內環面處開設有複數個藉由通道隔板分隔之散熱通道。散熱氣流會將來自轉子散熱通道的熱能，經由第一風扇環槽傳遞至散熱通道。而自散熱通道傳遞至定子的熱能，會經由框架本體傳遞至散熱鰭片。最後，藉由外風扇將鰭片散熱氣流導引至散熱鰭片。藉此，將在散熱鰭片上之熱能逸散置外界環境中，進而達到較佳之散熱效果。

也就是說，熱能會經由散熱氣流在內循環空間裡的散熱內循環，將熱量從轉子散熱通道傳遞至散熱通道。並藉由熱傳導的方式，將熱能經由定子與框架本體傳遞至散熱鰭片。最後藉由鰭片散熱氣流將熱量逸散至外界環境。

相較於先前技術，在本創作提供之嵌合有定子之框架總成中，定子開設有散熱通道。散熱氣流藉由第一風扇與第二風扇的導引，自轉子散熱通到流向散熱通道。藉此，將轉子散熱通道的熱能傳遞至散熱通道。之後，熱能藉由熱傳導的方式自定子傳遞至散熱鰭片，並藉由鰭片散熱氣流將熱能逸散至外界環境。

其中，分隔兩相鄰散熱通道之通道隔板增加了散熱通道的接觸面積，因此增加了散熱效率。最後，熱能會自散熱鰭片逸散至外界環境中。其中，散熱鰭片與外界環境之接觸面積較大，因此也增加了散熱效率。另外，散熱氣流所傳遞的熱能不會流通於接線通道，接線通道內不會有熱點的產生，使得馬達整體框架溫度分布均勻。

藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本創作之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本創作之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本創作所欲申請之專利範圍的範疇內。