WO2019183776A1 - 电机组件 - Google Patents

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邹玲玲
王小勇
张利光
杨忠伟
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西门子公司
邹玲玲
王小勇
张利光
杨忠伟
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    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/20—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H02K5/207—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium with openings in the casing specially adapted for ambient air
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/02—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
    • H02K9/04—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium

Definitions

  • the invention relates to the field of electric machines, and in particular to a motor assembly for improving an air-cooled structure.
  • the air-cooling method described above has a lower air volume and a lower cooling effect than the conventional air-cooling method in which the cooling air is blown forward from the rear end.
  • the present invention improves the air-cooling structure by increasing the air volume by adding a wind guiding structure to obtain a heat dissipating capability in accordance with the product requirements.
  • the present invention provides a motor assembly including: a motor, a fan, and an air guiding structure, wherein the motor is provided with a duct.
  • the air guiding structure is located at a port of the air duct near the fan, and the air guiding structure has a windshield extending along the axial direction and protruding toward the central axis. The windshield restricts airflow from the air outlet to the fan to increase air volume.
  • the motor has four air passages, and the four air passages are respectively located at four corners of a cross section of the motor, the wind guide
  • the structure includes four windshields, wherein the windshields are each disposed between two adjacent air ducts.
  • the air duct in the motor assembly, includes an air inlet and an air outlet, and the air inlet is a port on a side of the motor remote from the fan, and the outlet The tuyere is a port on the side of the motor that is close to the fan.
  • the windshield wall extends axially from the air outlet to the fan to restrict transmission from the air outlet to the fan airflow.
  • the edges of the windshield wall are respectively connected to the port edges of the adjacent two air ducts.
  • the air guiding structure is disposed on the motor, wherein one end of the windshield of the air guiding structure is connected to the motor adjacent to the fan. Ends.
  • the motor assembly described above further comprising: an encoder and an encoder cover surrounding the encoder, the encoder and the fan being axially disposed on the same side of the motor, and The encoder is disposed between the motor and the fan, and the air guiding structure is disposed on the encoder cover, wherein one end of the windshield of the air guiding structure is connected to an outer edge of the encoder cover .
  • the air guiding structure and the encoder cover are integrally formed.
  • the fan cover in the motor assembly described above, further comprising a fan cover, the fan cover including a first cover for surrounding the fan and a portion for mounting on an end of the motor
  • the second casing wherein the air guiding structure is disposed on the second casing of the fan cover.
  • the air guiding structure and the fan cover are integrally formed.
  • Figure 1 shows a cross-sectional view of one embodiment of a motor assembly in accordance with the present invention.
  • Figure 2 shows a cross-sectional view of one embodiment of an air guiding structure and a duct.
  • Figure 3 shows a schematic view of a first embodiment of an air guiding structure.
  • Figure 4 shows a schematic view of a second embodiment of an air guiding structure.
  • Figure 5 shows a schematic view of a third embodiment of an air guiding structure.
  • the motor assembly of the present invention mainly includes a motor 10, an encoder 20, a fan 30, and an air guiding structure 40.
  • the encoder 20 and the fan 30 are axially disposed on the same side of the motor 10, and the encoder 20 is disposed between the motor 10 and the fan 30.
  • the motor 10 has a rotating shaft 11 and a duct 12.
  • the rotating shaft 11 is connected to a moving plate (not shown) in the encoder 20 to drive the rotating plate to rotate synchronously.
  • the air ducts 12 are located at the top and bottom of the motor 10.
  • the air duct 12 includes an air inlet 13 and an air outlet 14.
  • the air inlet 13 is a port on the side of the motor 10 remote from the fan 30, and the air outlet 14 is a port on the side of the motor 10 close to the fan 30.
  • this embodiment is a cooling method in which cooling air flows from the front end (the left side of FIG. 1) of the motor 10 to the rear end (the right side of FIG. 1), for example, two arrows at the top and bottom of the motor 10 in FIG.
  • the flow direction of the cooling air of this embodiment is shown separately.
  • this cooling method requires an increase in air volume to ensure a cooling effect.
  • the motor assembly also includes an air guiding structure 40 that is located at a port of the air duct 12 adjacent the fan 30 (i.e., the air outlet 14).
  • the air guiding structure 40 has a windshield wall 41 that extends in the axial direction and protrudes toward the central axis. As will be discussed in greater detail below, the windshield 41 will constrain the flow of air from the vent 14 to the fan 30 to increase the amount of wind.
  • the motor 10 has four air ducts 12.
  • the four ducts 12 are respectively located at four corners of the cross section of the motor 10.
  • the wind guiding structure 40 includes four windshield walls 41.
  • the four windshields 41 are respectively disposed between the adjacent two air ducts 12 to form a form in which the air duct 12 and the windshield wall 41 are alternately arranged circumferentially.
  • the edges of the windshield wall 41 can be respectively connected to the port edges of the adjacent two air ducts 12 to obtain a better restraining effect.
  • the windshield wall 41 is for suppressing the divergence of the airflow blown from the air outlet 14 of the duct 12, and reduces the cross-sectional area of the airflow passage from the air outlet 14 to the fan 30. Therefore, in the cross-sectional direction, as shown in FIG. 2, the windshield wall 41 is designed to protrude toward the center axis (for example, the rotation shaft center axis of the motor 10 or the rotation center axis of the fan 40).
  • the cross-sectional shape of the windshield wall 41 is circular arc shape in the embodiment shown in FIG. 2, the present invention does not exclude other conventional cross-sectional shapes, and for example, a quadrangular shape as shown in FIG. 3 may also be employed.
  • the windshield wall 41 preferably extends from the air outlet 14 in the axial direction to the fan 30.
  • the wind guiding structure 40 is disposed on the motor 10. Specifically, one end of the windshield wall 41 of the air guiding structure 40 is connected to an end of the motor 10 close to the encoder 20.
  • the windshield wall 41 may be integrally formed with the end cap of the motor 10, or may be fixed to the end cap of the motor 10 by welding or snapping.
  • the motor assembly further includes an encoder cover 21 that encloses the encoder 20.
  • the encoder cover 21 wraps the encoder 20 from the rear.
  • the encoder cover 21 is preferably made of a material that is thermally conductive to facilitate transfer of heat generated on the encoder 20 to the encoder cover 21 for air cooling.
  • the wind guiding structure 40 is disposed on the encoder cover 21. Specifically, one end of the windshield wall 41 of the air guiding structure 40 is connected to the outer edge of the encoder cover 21.
  • the air guiding structure 40 and the encoder cover 21 are integrally formed. The advantage of this solution is that the encoder cover 21 and the air guiding structure 40 can heat the heat of the encoder 20 by heat conduction, thereby further improving the air cooling. effectiveness.
  • the motor assembly further includes a fan cover 31.
  • the fan cover 31 includes a first casing 32 for surrounding the fan 30 and a second casing 33 for mounting on the end of the motor 10.
  • the wind guiding structure 40 is disposed on the second casing 33 of the fan cover 31.
  • the windshield wall 41 of the air guiding structure 40 and the fan cover 31 are integrally formed.
  • the motor assembly of the present invention guides the cooling air through the air guiding structure, and reduces the wind pressure loss generated when the cooling air passes through the space between the air duct and the fan on the motor, thereby increasing the air volume and improving the cooling. effect.
  • the above mentioned aspects of the invention are highly advantageous for motor products.
  • the temperature of the product can be lowered during operation, thereby improving the life of the product;
  • the fan can not meet the requirements for heat dissipation of the product, and the fan cannot be improved due to size or price limitation, the present invention Can help it meet the requirements.

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Abstract

本发明提供了一种电机组件，包括：电机、风扇和导风结构，电机内设置有风道，其中，导风结构位于风道的靠近风扇的端口处，导风结构具有沿轴向延伸并向中心轴方向凸出的挡风墙。

Description

电机组件 技术领域
本发明涉及一种电机领域，尤其涉及一种改进风冷结构的电机组件。
背景技术
为了满足某些电机所需要的冷却风由前端吹向后端的要求，需要利用风扇将空气从电机的前端抽向后端，最终由风扇的出风口排出的风扇结构。如果沿用传统的结构，则上述风冷方式，与常见的冷却风从后端向前吹的风冷方式相比，其风量会下降、冷却效果也不佳。
发明内容
针对上述冷却风向的改变所引发的问题，本发明对风冷结构做出了改进，通过增加一个导风结构来提高风量，以获得符合产品要求的散热能力。
具体的，本发明提供了一种电机组件，包括：电机、风扇和导风结构，所述电机内设置有风道，
其中，所述导风结构位于所述风道的靠近所述风扇的端口处，所述导风结构具有沿所述轴向延伸并向中心轴方向凸出的挡风墙。该挡风墙会约束从出风口传送至风扇之间的气流，以提高风量。
根据本发明的一个实施例，在上述的电机组件中，所述电机具有四个风道，所述四个风道分别位于所述电机的横截面上的四个边角处，所述导风结构包括四个挡风墙，其中所述挡风墙各自设置于相邻的两个风道之间。
根据本发明的一个实施例，在上述的电机组件中，所述风道包括进风口和出风口，所述进风口是位于所述电机的远离所述风扇的一侧的端口，且所述出风口是位于所述电机的靠近所述风扇的一侧的端口。
根据本发明的一个实施例，在上述的电机组件中，所述挡风墙从所述出风口起沿轴向延伸至所述风扇，以约束从所述出风口传送至所述风扇之间的气流。
根据本发明的一个实施例，在上述的电机组件中，所述挡风墙的边缘分别于 所述相邻的两个风道的端口边缘相接。
根据本发明的一个实施例，在上述的电机组件中，所述导风结构设置于所述电机上，其中所述导风结构的挡风墙的一端连接于所述电机的靠近所述风扇的端部。该实施例的优势在于可以精确的控制挡风墙和电机上的出风口之间的位置关系，以获得更佳的风量提升效果。
根据本发明的一个实施例，在上述的电机组件中，进一步包括：编码器以及包围所述编码器的编码器盖，所述编码器和风扇沿轴向设置于所述电机的同一侧，且所述编码器设置于所述电机和风扇之间，所述导风结构设置于所述编码器盖上，其中所述导风结构的挡风墙的一端连接于所述编码器盖的外缘。这种方案的优点在于编码器盖和导风结构可以通过热传导的方式带出编码器的热量，从而进一步提高风冷的效率。
根据本发明的一个实施例，在上述的电机组件中，所述导风结构和所述编码器盖一体成型。
根据本发明的一个实施例，在上述的电机组件中，进一步包括风扇罩，所述风扇罩包括用于包围所述风扇的第一罩壳以及用于安装在所述电机的端部上的第二罩壳，其中所述导风结构设置于所述风扇罩的第二罩壳上。这种方案的优点在于由于风扇罩是电机组件中普遍采用的部件，只需要对其模具做出少许改变就可以实施，其生产成本较低。
根据本发明的一个实施例，在上述的电机组件中，所述导风结构和所述风扇罩一体成型。
应当理解，本发明以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本发明提供进一步的解释。
附图说明
包括附图是为提供对本发明进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。附图中：
图1示出了根据本发明的电机组件的一个实施例的剖视图。
图2示出了导风结构和风道的一个实施例的剖视图。
图3示出了导风结构的第一实施例的示意图。
图4示出了导风结构的第二实施例的示意图。
图5示出了导风结构的第三实施例的示意图。
附图标记说明：
10                 电机
20                 编码器
30                 风扇
40                 导风结构
11                 转轴
12                 风道
13                 进风口
14                 出风口
21                 编码器盖
31                 风扇罩
32                 第一罩壳
33                 第二罩壳
41                 挡风墙
具体实施方式
现在将详细参考附图描述本发明的实施例。现在将详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本发明中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本发明说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来 选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本发明。
参考附图来更详细地讨论本发明的基本原理和优选实施例。首先，如图1所示，本发明的电机组件主要包括：电机10、编码器20、风扇30和导风结构40。编码器20和风扇30沿轴向设置于电机10的同一侧，且编码器20设置于电机10和风扇30之间。此外，电机10具有转轴11和风道12。转轴11与编码器20内的动盘(未图示)相连接以带动动盘同步旋转。在图1所示的实施例中，风道12位于电机10的顶部和底部。风道12包括进风口13和出风口14。进风口13是位于电机10的远离风扇30的一侧的端口，且出风口14是位于电机10的靠近风扇30的一侧的端口。
因此，该实施例是采用冷却风从电机10的前端(图1的左侧)流向后端(图1的右侧)的冷却方式，例如图1中的电机10的顶部和底部的两个箭头分别示出了该实施例的冷却风的流向。如以上已讨论过的，这种冷却方式需要提高风量来保证冷却效果。
根据本发明，电机组件还包括一个导风结构40，该导风结构40位于风道12的靠近风扇30的端口(即出风口14)处。该导风结构40具有沿轴向延伸并向中心轴方向凸出的挡风墙41。如以下将更详细地讨论的，该挡风墙41会约束从出风口14传送至风扇30之间的气流，以提高风量。
转到图2，该图示出了导风结构和风道的一个实施例的剖视图。在图2所示的实施例中，电机10具有四个风道12。这四个风道12分别位于电机10的横截面上的四个边角处。相应的，导风结构40包括四个挡风墙41。这四个挡风墙41各自设置于相邻的两个风道12之间，以形成风道12和挡风墙41绕周向彼此交错设置的形态。较佳的，可以使挡风墙41的边缘分别于相邻的两个风道12的端口边缘相接，以获得更佳的约束效果。
挡风墙41是为了抑制从风道12的出风口14吹出的气流的发散，减少从出风口14到风扇30的气流通道的截面积。因此，在截面方向上，如图2所示，挡风墙41采用向中心轴(例如电机10的转轴旋转中心轴或者风扇40的旋转中心轴)方向凸出的设计。虽然图2所示的实施例中，该挡风墙41的截面形状为圆弧形， 但本发明不排斥其他常规的截面形状，例如也可以采用如图3所示的四边形形状。此外，为使来自出风口14的气流能以更高的风量输送至风扇30并最终通过风扇30排出，挡风墙41优选从出风口14起沿轴向一直延伸至风扇30。
以下结合图3-图5来讨论本发明的导风结构的三种实现方式。
在图3所示的第一实施例中，导风结构40设置于电机10上。具体的，导风结构40的挡风墙41的一端连接于电机10的靠近编码器20的端部。例如，挡风墙41可以和电机10的端盖一体成型，或者可以通过焊接或卡扣的形式固定于电机10的该处端盖上。该实施例的优势在于可以精确的控制挡风墙41和电机10上的出风口14之间的位置关系。
在图4所示的第二实施例中，电机组件进一步包括一个包围编码器20的编码器盖21。在将编码器20安装于电机10后，该编码器盖21从后方包裹住编码器20。例如，该编码器盖21优选采用可以导热的材料制成，以利于将编码器20上产生的热量传到至编码器盖21上进行风冷。在该实施例中，导风结构40是设置于编码器盖21上的。具体的，导风结构40的挡风墙41的一端连接于编码器盖21的外缘。较佳的，导风结构40和编码器盖21一体成型，这种方案的优点在于编码器盖21和导风结构40可以通过热传导的方式带出编码器20的热量，从而进一步提高风冷的效率。
在图5所示的第三实施例中，电机组件进一步包括风扇罩31。该风扇罩31包括用于包围风扇30的第一罩壳32以及用于安装在电机10的端部上的第二罩壳33。在该实施例中，导风结构40设置于风扇罩31的第二罩壳33上。接近的，导风结构40的挡风墙41和风扇罩31一体成型。这种方案的优点在于由于风扇罩31是电机组件中普遍采用的部件，只需要对其模具做出少许改变就可以实施，其生产成本较低。
综上，本发明的电机组件通过导风结构对冷却空气进行导向，把冷却空气在经过电机上的风道和风扇之间的空间时所产生的风压损失减小，从而提高风量，改善冷却效果。本发明的上述涉及对于电机产品是非常有利的。一方面，可以使产品运行时的温度降低，从而提高产品的寿命；另一方面，当风扇对产品的散热能力不能达到要求，而风扇又由于尺寸或价格的限制无法做出改进时，本发明可以帮助其满 足要求。
本领域技术人员可显见，可对本发明的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本发明的精神和范围。因此，旨在使本发明覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本发明的修改和变型。

Claims (10)

  1. 一种电机组件，其特征在于，包括：电机(10)、风扇(30)和导风结构(40)，所述电机内设置有风道(12)，
    其中，所述导风结构位于所述风道的靠近所述风扇的端口处，所述导风结构具有沿所述轴向延伸并向中心轴方向凸出的挡风墙(41)。
  2. 如权利要求1所述的电机组件，其特征在于，所述电机(10)具有四个风道(12)，所述四个风道分别位于所述电机的横截面上的四个边角处，所述导风结构(40)包括四个挡风墙(41)，其中所述挡风墙各自设置于相邻的两个风道之间。
  3. 如权利要求2所述的电机组件，其特征在于，所述风道(12)包括进风口(13)和出风口(14)，所述进风口是位于所述电机(10)的远离所述风扇(30)的一侧的端口，且所述出风口是位于所述电机的靠近所述风扇的一侧的端口。
  4. 如权利要求3所述的电机组件，其特征在于，所述挡风墙(41)从所述出风口(14)起沿轴向延伸至所述风扇(30)，以约束从所述出风口(14)传送至所述风扇之间的气流。
  5. 如权利要求2所述的电机组件，其特征在于，所述挡风墙(41)的边缘分别于所述相邻的两个风道(12)的端口边缘相接。
  6. 如权利要求1所述的电机组件，其特征在于，所述导风结构(40)设置于所述电机(10)上，其中所述导风结构的挡风墙(41)的一端连接于所述电机的靠近所述风扇(30)的端部。
  7. 如权利要求1所述的电机组件，其特征在于，进一步包括：编码器(20) 以及包围所述编码器的编码器盖(21)，所述编码器和风扇沿轴向设置于所述电机的同一侧，且所述编码器设置于所述电机和风扇之间，所述导风结构(40)设置于所述编码器盖上，其中所述导风结构的挡风墙(41)的一端连接于所述编码器盖的外缘。
  8. 如权利要求7所述的电机组件，其特征在于，所述导风结构(40)和所述编码器盖(21)一体成型。
  9. 如权利要求1所述的电机组件，其特征在于，进一步包括风扇罩(31)，所述风扇罩包括用于包围所述风扇(30)的第一罩壳(32)以及用于安装在所述电机(10)的端部上的第二罩壳(33)，其中所述导风结构(40)设置于所述风扇罩的第二罩壳上。
  10. 如权利要求1所述的电机组件，其特征在于，所述导风结构(40)和所述风扇罩(31)一体成型。
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