TWM558493U - 具有通風貫槽之定子結構 - Google Patents

Abstract

一種具有通風貫槽之定子結構，係設置於一馬達框架所圍構出之一容置空間，並自一第一端面沿一平行於一中心軸之延伸方向延伸至一第二端面，且具有一定子外周面與一定子內周面。定子外周面係開設有複數個通風貫槽，每一通風貫槽係自定子外周面面向中心軸開設，並自第一端面延伸至第二端面。定子內周面係圍構出一轉子容置空間。

Description

具有通風貫槽之定子結構

本創作係有關於一種定子結構，尤其是指一種開設有通風貫槽之定子結構。

馬達是一種藉由電磁感應，將電能轉換成動能的裝置，通常包含馬達框架與馬達核心組件，馬達核心組件又包含定子結構與轉子結構。在將電能轉換成動能的過程當中，電流會在定子繞組導通，藉以產生電流磁效應。然而，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(例如為銅損跟鐵損)，進而產生多餘的熱能。這些熱能會對馬達內部的元件產生破壞，造成馬達無法正常運作。

更詳細地說明，請一併參閱第一圖至第二圖，其中，第一圖係顯示先前技術之定子結構之立體示意圖；第二圖係顯示先前技術之定子結構容置於馬達框架之前視圖。一種定子結構PA1係自一第一端面PAA沿一延伸方向PAD延伸至一第二端面PAA1，並具有一外周面PA11與一內周面PA12。一馬達框架PA2包含一框架本體PA21、複數個散熱鰭片(圖式僅標示其中一散熱鰭片PA22)與一架立結構PA23，其中，框架本體PA21係圍構出一容置空間(圖未標示)。

定子結構PA1係容置於上述容置空間，且內周面PA12係圍構出一轉子容置空間PAS，而上述轉子容置空間PAS係用以容置一轉子結構(圖未繪示)。

當馬達開始運轉，將電能轉換成動能的過程中，電流會在定子結構PA1上的定子繞組(圖未繪示)導通，藉以產生電流磁效應，然而，在導通的過程中，會因為定子繞組本身的電阻，而造成多餘的熱能產生。

上述熱能會先經由定子結構PA1傳導至馬達框架PA2，再藉由散熱鰭片PA22將熱能逸散。然而，定子結構PA1與馬達框架PA2之間並無空隙，即使馬達框架PA2內架設散熱風扇藉以產生一散熱氣流，也無法形成一散熱氣流循環空間，造成散熱氣流的散熱效果不彰。在實務上，定子結構PA1會開設有複數個供鉚片設置之鉚片槽，即第二圖中外周面PA11與馬達框架PA2交界處之黑粗線。鉚片槽係供鉚片設置，也可以說是受到鉚片阻擋，故依然無法形成散熱氣流循環空間。

另外，亦有一種改良設計為在馬達框架PA2上開設一內部氣流通道PA24，藉以在馬達框架PA2內部產生散熱氣流循環空間。然而，內部氣流通道PA24的設計會減少散熱鰭片PA22的數量，缺少散熱鰭片PA22的區域使得內部氣流通道PA24產生較大熱阻。而且內部氣流通道PA24會遮擋一馬達外風扇(圖未繪示)產生的一外部散熱氣流，使得外部散熱氣流流經散熱鰭片PA22後產生一迎風面與一背風面的流速差異，背風面的散熱效果較迎風面差，故對應到背風面的內部氣流通道PA24 內容易產生溫度較高的熱點，使得馬達框架PA2的溫度分布不平均，對於散熱效果並無顯著地幫助。

有鑒於在先前技術中，定子結構與馬達框架間並無空隙，以致於無法形成一散熱氣流循環空間，又或是開設內部氣流通道形成散熱氣流循環空間後，卻減少了散熱鰭片的數量以及內部氣流通道內有容易有熱點的產生，所導致散熱效果不彰的問題。

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具有通風貫槽之定子結構係設置於一馬達框架所圍構出之一容置空間，並自一第一端面沿一平行於一中心軸之延伸方向延伸至一第二端面，且具有一定子外周面與一定子內周面。

定子外壁係開設有複數個通風貫槽，且每一上述通風貫槽係自定子外周面面向中心軸開設，並自第一端面延伸至第二端面。定子內壁係圍構出一用以容置一馬達轉子組件之轉子容置空間。

在上述必要技術手段的基礎下，本創作所衍生之一附屬技術手段為使具有通風貫槽之定子結構中之每一上述通風貫槽係自第一端面沿延伸方向延伸至第二端面。

在上述必要技術手段的基礎下，本創作所衍生之一附屬技術手段為使具有通風貫槽之定子結構中之每一上述通風貫槽係自定子外周面面向中心軸開設一 貫槽深度，中心軸至定子外周面與定子內周面係分別具有一定子外徑與一定子內徑，藉以定義出一定子厚度為定子外徑與定子內徑之差，且貫槽深度與定子厚度的比例為1：10至1：11。

承上所述，本創作所提供之具有通風貫槽之定子結構係自第一端面沿延伸方向延伸至第二端面，並包含定子外壁與定子內壁，且定子外壁開設有複數個通風貫槽。

相較於先前技術，本創作所提供之具有通風貫槽之定子結構係具有通風貫槽，用以形成散熱氣流循環空間，藉以使通風貫槽內之熱能係直接與馬達框架進行熱交換，熱交換過程中的熱阻也較先前技術來的低。

PA1‧‧‧定子結構

PA11‧‧‧外周面

PA12‧‧‧內周面

PA2‧‧‧馬達框架

PA21‧‧‧框架本體

PA22‧‧‧散熱鰭片

PA23‧‧‧架立結構

PA24‧‧‧內部氣流通道

PAA‧‧‧第一端面

PAA1‧‧‧第二端面

PAD‧‧‧延伸方向

PAS‧‧‧轉子容置空間

1‧‧‧具有通風貫槽之定子結構

11‧‧‧定子外周面

111‧‧‧通風貫槽

12‧‧‧定子內周面

2‧‧‧馬達框架

21‧‧‧馬達框架本體

211‧‧‧第一風扇容置環槽

212‧‧‧第二風扇容置環槽

22‧‧‧散熱鰭片

23‧‧‧架立結構

24‧‧‧組裝槽

31‧‧‧第一風扇

32‧‧‧第二風扇

33‧‧‧轉子結構

331‧‧‧轉子氣流通道

34‧‧‧前端蓋

35‧‧‧背端蓋

A‧‧‧第一端面

A1‧‧‧第二端面

D‧‧‧延伸方向

F‧‧‧散熱氣流

H‧‧‧貫槽深度

L1‧‧‧定子延伸長度

L2‧‧‧框架延伸長度

R1‧‧‧定子外徑

R2‧‧‧定子內徑

R‧‧‧定子厚度

S‧‧‧轉子容置空間

X‧‧‧中心軸

第一圖係顯示先前技術之定子結構之立體示意圖；第二圖係顯示先前技術之定子結構容置於馬達框架之前視圖；第三圖係顯示本創作較佳實施例所提供之具有通風貫槽之定子結構之立體示意圖；第四圖係顯示本創作較佳實施例所提供之具有通風貫槽之定子結構容置於馬達框架之前視圖；第五圖係顯示第四圖之A-A剖面圖；以及第六圖係顯示本創作較佳實施例所提供之具有通風貫槽之定子結構配合馬達框架與馬達轉子組件之散熱氣流流 動狀態示意圖。

下面將結合示意圖對本創作的具體實施方式進行更詳細的描述。根據下列描述和申請專利範圍，本創作的優點和特徵將更清楚。需說明的是，圖式均採用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本創作實施例的目的。

請參閱第三圖，第三圖係顯示本創作較佳實施例所提供之具有通風貫槽之定子結構之立體示意圖。如圖所示，一種具有通風貫槽之定子結構(以下簡稱定子結構)1。

定子結構1係自一第一端面A沿一延伸方向D延伸至一第二端面A1，並具有一定子外周面11與一定子內周面12，其中，延伸方向D係平行一中心軸X。定子外周面11係開設有複數個通風貫槽111(圖式僅標示其中一者)，且每一上述通風貫槽111係自定子外周面11面向中心軸X開設，且自第一端面A沿延伸方向D延伸至第二端面A1。在本創作較佳實施例中，通風貫槽111係自第一端面A沿延伸方向D延伸至第二端面A1，但不以此為限，在其他實施例中，通風貫槽111可自第一端面A沿一第二方向延伸至第二端面A1，其中，第二方向係不垂直且不平行於延伸方向D，亦即通風貫槽111係自第一端面A斜向延伸至第二端面A1。

在實務上，定子結構1之定子內周面12係 自定子內周面12背向中心軸X開設複數個凹槽，如圖所示，上述凹槽係用以供定子繞線纏繞，但是定子繞線與本創作的實施並無關聯，故不多加贅述。

請參閱第四圖，第四圖係顯示本創作較佳實施例所提供之具有通風貫槽之定子結構容置於馬達框架之前視圖。如圖所示，定子結構1容置於一馬達框架2。

馬達框架2包含一馬達框架本體21、複數個散熱鰭片22(圖式僅標示其中一者)與一架立結構23。馬達框架本體21係圍構出一容置空間(圖未標示)，用以容置定子結構1。複數個散熱鰭片22係自馬達框架本體21背向中心軸X一體成型地凸伸出。架立結構23設置於馬達框架本體21，用以固定並架立起馬達框架本體21。

定子結構1之定子內周面12係圍構出一轉子容置空間S，轉子容置空間S係用以容置一馬達轉子組件。在本實施例中，每一通風貫槽111係自定子外周面11面向中心軸X開設一貫槽深度H。而中心軸X至定子外周面11具有一定子外徑R1，中心軸X至定子內周面12具有一定子內徑R2，藉以定義出一定子厚度R為定子外徑R1與定子內徑R2之差，其中，貫槽深度H與定子厚度R的比例為1：10至1：11。在實務上，貫槽深度H約為15毫米，且定子厚度R約為157.5毫米。

需特別說明的是，馬達框架2更包含二組裝槽24(圖式僅標示其中一者)，雖然組裝槽24的位置與先前技術中內部氣流通道PA24的位置相同，但組裝槽24的用意僅供定子結構1或是馬達轉子組件(繪示於第六 圖)固設，並非為了形成散熱氣流循環空間而開設，因此，並不會發生如先前技術中，為了形成散熱氣流循環空間開設內部氣流通道PA24所衍生出影響散熱效果的各種問題。

請參閱第五圖，第五圖係顯示第四圖之A-A剖面圖。如圖所示，定子外周面11、通風貫槽111與定子內周面12在延伸方向D上具有一定子延伸長度L1，馬達框架本體21在延伸方向D上具有一框架延伸長度L2。

定子延伸長度L1係小於框架延伸長度L2，且馬達框架本體21在定子延伸長度L1與框架延伸長度L2之間係開設有一第一風扇容置環槽211與一第二風扇容置環槽212。

請參閱第六圖，第六圖係顯示本創作較佳實施例所提供之具有通風貫槽之定子結構配合馬達框架與馬達轉子組件之散熱氣流流動狀態示意圖。如圖所示，一馬達轉子組件包含一第一風扇31、一第二風扇32、一轉子結構33、一前端蓋34與一背端蓋35。

第一風扇31與第二風扇32係分別設置於上述的第一風扇容置環槽211與第二風扇容置環槽212。轉子結構33係開設有一轉子氣流通道331，前端蓋34與背端蓋35會將馬達框架本體21所圍構出的容置空間封閉，使得馬達框架本體21所圍構出的容置空間形成一封閉空間。

封閉空間內之第一風扇容置環槽211(標 示於第五圖)、通風貫槽111(標示於第五圖)、第二風扇容置環槽212(標示於第五圖)與轉子氣流通道331係圍構出一散熱氣流循環空間，用以供一散熱氣流F循環性地流通。散熱氣流循環空間即圖式標示的散熱氣流F所流通經過的空間。

詳而述之，當第一風扇31與第二風扇32運轉時會產生上述的散熱氣流F，使得轉子氣流通道331內的熱能逸散至散熱氣流F。帶有熱能的散熱氣流F會自轉子氣流通道331流至第一風扇容置環槽211，並繼續受第一風扇31與第二風扇32導引至通風貫槽111。當散熱氣流F受導引流動至通風貫槽111時，散熱氣流F在轉子氣流通道331所吸收之熱能會在通風貫槽111內逸散至馬達框架本體21，並且藉由自馬達框架本體21一體成型地凸伸出之散熱鰭片22將熱能逸散至外界環境。接著，散熱氣流F會再次受到第一風扇31與第二風扇32的導引，依序流至第二風扇容置環槽212與轉子氣流通道331。在散熱氣流F再次流進轉子氣流通道331後，會重複依循上述步驟藉以達成散熱氣流F在散熱氣流循環空間內循環性地流動。

圖式所繪示散熱氣流F的流通路徑僅為其中一種，但不以此為限，因開設有複數個通風貫槽111，故散熱氣流F的流通路徑係對應上述複數個通風貫槽111有複數種流通路徑。

較佳者，第一風扇31可為一離心式風扇，用以將第一風扇容置環槽211中的氣體甩離轉子氣流通 道331，藉以在轉子氣流通道331與第一風扇容置環槽211交界處產生一低壓帶。於此同時，第二風扇32可為一軸流式風扇，用以將第二風扇容置環槽212中的氣體集中流入轉子氣流通道331，藉以在轉子氣流通道331與第二風扇容置環槽212產生一加壓帶，使得散熱氣流F受加壓流入轉子氣流通道331。

在本較佳實施例中，是同時裝設第一風扇31與第二風扇32，但是在實務上，僅裝設第一風扇31以及第二風扇32中之一者，亦可實施。

在本創作其他實施例中，通風貫槽111可自第一端面A斜向延伸至第二端面A1，若從第一風扇31朝向第二風扇32的方向觀看，當第一風扇31為逆時針方向轉動時，通風貫槽111自第一端面A斜向左延伸至第二端面A1可以對應到第一風扇31的轉動方向，藉此可以使馬達框架2內部的壓降較小，使得散熱氣流F的流量較大，散熱效果更佳；反之，當第一風扇31為順時針方向轉動時，通風貫槽111自第一端面A斜向右延伸至第二端面A1可以對應到第一風扇31的轉動方向。

綜上所述，由於本創作所提供之具有通風貫槽之定子結構之定子外周面係開設有複數個通風貫槽，上述通風貫槽與馬達框架本體之第一風扇容置環槽、第二風扇容置環槽以及馬達轉子組件之轉子氣流通道係形成散熱氣流循環空間。

相較於先前技術，本創作所提供之具有通風貫槽之定子結構之定子外周面係開設有複數個通風貫 槽，通風貫槽係用以供吸收熱能之散熱氣流流通經過，而散熱氣流中之熱能可直接與馬達框架本體進行熱交換，熱阻較先前技術來的低，故散熱效果會較先前技術來的佳。此外，因為散熱氣流循環空間已經藉由通風貫槽所形成，故馬達框架本體不用在開設如先前技術中的內部氣流通道，也不用為了開設內部氣流通道而減少散熱鰭片的數量。因此，馬達外風扇產生的外部散熱氣流流經散熱鰭片時，便不會有迎風面與背風面的產生，連帶不會有熱點的產生，故馬達框架便不會受熱點產生的影響造成溫度分布不平均的情形發生。

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。

Claims (3)

1. 一種具有通風貫槽之定子結構，係設置於一馬達框架所圍構出之一容置空間，並自一第一端面沿一平行於一中心軸之延伸方向延伸至一第二端面，且具有一開設有複數個通風貫槽之定子外周面與一圍構出一轉子容置空間之定子內周面；其中，每一該些通風貫槽係自該定子外周面面向該中心軸開設，且自該第一端面延伸至該第二端面。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具有通風貫槽之定子結構，其中，每一該些通風貫槽係自該第一端面沿該延伸方向延伸至該第二端面。
3. 如申請專利範圍第1項所述之具有通風貫槽之定子結構，其中，每一該些通風貫槽係自該定子外周面面向該中心軸開設一貫槽深度，該中心軸至該定子外周面與該定子內周面係分別具有一定子外徑與一定子內徑，藉以定義出一定子厚度為該定子外徑與該定子內徑之差，且該貫槽深度與該定子厚度的比例為1：10至1：11。