CN206595818U - 一种具有高效降温功能的电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种具有高效降温功能的电机，包括机壳、电机本体、端盖和离心风扇，端盖安装在机壳的端部，电机本体和离心风扇设置在机壳的内部，机壳上设有多个风道，每个风道有一个进风口；离心风扇设置有多个风扇叶片；端盖的内侧表面固定有多个导叶；多个导叶位于机壳与离心风扇之间。本实用新型通过在电机端盖上设置多个导叶，将离心风扇流出的冷却气流强制分隔，使冷却气流最大限度的导入机壳的风道中，并最终进入电机内部对电机本体进行冷却；充分利用了离心风扇吹出的冷却气流，避免了冷却气流沿离心风扇做不必要的周向流动而导致冷却气流无法扩压到电机内部，浪费气流机械能的现象发生。

Description

一种具有高效降温功能的电机

技术领域

本实用新型属于电机技术领域，尤其是涉及一种具有高效降温功能的电机。

背景技术

紧凑型电机由于外形和尺寸的限制，导入电机内部的内风量对电机转子的散热性能的影响尤其重大。在结构紧凑的高效高速电机中，电机的离心风扇通常为径向离心风扇。为了消除电机高速运行带来的热负荷，通常电机的离心风扇的尺寸都设计的比较大，使得离心风扇的出风口与电机机壳的进风口之间的距离较近。由于空间较小，从离心风扇出来的冷却气流的速度也很高，在这种情况下，冷却气流的周向速度往往是大于其径向速度的，直接导致大部分的冷却气流沿着离心风扇的周向流动，无法扩压到电机内部对电机进行有效的降温，同时也造成了大量的气流机械能的浪费。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种具有高效降温功能的电机，以克服现有电机的离心风扇吹出的冷却气流沿着离心风扇的周向流动，无法扩压到电机内部对电机进行降温的问题。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现。

一种具有高效降温功能的电机，包括机壳、电机本体、端盖和离心风扇，端盖安装在机壳的端部，电机本体和离心风扇设置在机壳的内部，机壳上设有多个风道，每个风道有一个进风口；离心风扇设置有多个风扇叶片；端盖的内侧表面固定有多个导叶；多个导叶位于机壳与离心风扇之间。

其中，导叶由平板段和弧板段组成，平板段的一端和弧板段的一端连接，平板段和弧板段为一体成型结构。

进一步，平板段的另一端朝向机壳，弧板段的另一端朝向离心风扇。

再者，导叶的数目与风道的数目一致；每个风道的进风口对应一个导叶，导叶位于进风口的一侧，该侧为离心风扇旋转方向相对于进风口的下游；并且平板段的另一端靠近进风口该侧的侧壁。

另外，弧板段朝向离心风扇一端的切线c与平板段之间的夹角为α；弧板段朝向离心风扇一端的切线c与离心风扇外圆的线速度u之间的夹角为θ；α+θ＝90°；

其中，θ＝artan(w/u)，w为离心风扇出风口处的相对气流速度，u为离心风扇(2)外圆的线速度；

而

D为离心风扇的外圆直径，Z为离心风扇风扇叶片的数量，δ为风扇叶片的厚度，b为两个风扇叶片出口之间的宽度，n为电机本体的转速，Q_v为冷却气流流量。

本实用新型的有益效果是:通过在电机端盖上设置多个导叶，将离心风扇流出的冷却气流强制分隔，使冷却气流最大限度的导入机壳的风道中，并最终进入电机内部对电机本体进行冷却；充分利用了离心风扇吹出的冷却气流，避免了冷却气流沿离心风扇做不必要的周向流动而导致冷却气流无法扩压到电机内部，浪费气流机械能的现象发生。

附图说明

图1为本实用新型电机的半剖结构示意图；

图2为本实用新型端盖及导叶的具体结构示意图；

图3为本实用新型机壳、端盖、导叶和离心风扇的具体结构示意图；

图4是本实用新型导叶设置在机壳和离心风扇之间的局部放大图；

图5a是端盖上没有安装导叶，机壳风道进风口处气流流动情况的CFD仿真图；

图5b是端盖上安装导叶，机壳风道进风口处气流流动情况的CFD仿真图。

图中，1.机壳；2.离心风扇；3.导叶，301.平板段，302.弧板段；4.端盖；5.出风口；6.风道；7.风扇叶片，8.进风口，9.电机本体。

具体实施方式

参照图1，本实用新型提供一种具有高效降温功能的电机，包括机壳1、电机本体9、端盖4和离心风扇2，端盖4安装在机壳1的端部，电机本体9和离心风扇2设置在机壳1内部；机壳1上设有多个风道6，每个风道6有一个进风口8；离心风扇2设置有出风口5和多个风扇叶片7。

参照图1、图2和图3，端盖4的内侧表面固定有多个导叶3，多个导叶3位于机壳1与离心风扇2之间。导叶3由平板段301和弧板段302组成，平板段301的一端和弧板段302的一端连接，平板段301和弧板段302为一体成型结构。平板段301的另一端朝向机壳1，弧板段302的另一端朝向离心风扇2。导叶3的数目与风道6的数目一致；每个风道6的进风口8对应一个导叶3，导叶3位于进风口8的一侧，该侧为离心风扇2旋转方向相对于进风口8的下游；并且平板段301的另一端靠近进风口8该侧的侧壁。

电机工作时，离心风扇2的风扇叶片7转动，冷却空气从离心风扇2的出风口5吹出，本实用新型电机的端盖4上设置多个导叶3，导叶3将离心风扇2流出的冷却气流强制分隔，使更多的冷却气流导入进风口8进而流入风道6中，最终流入风道6的冷空气进入电机内部对电机本体9进行冷却；本实用新型导叶3由平板段301和弧板段302组成，能将从离心风扇2出风口5流出的冷却气流最大限度地导入进风口8中。本实用新型充分利用了离心风扇2吹出的冷却气流，避免了冷却气流沿离心风扇2做不必要的周向流动而导致冷却气流无法扩压到电机内部，浪费气流机械能的现象发生。

参照图4，弧板段302朝向离心风扇2一端的切线c与平板段301之间的夹角为α；弧板段302朝向离心风扇2一端的切线c与离心风扇2外圆的线速度u之间的夹角为θ；α+θ＝90°；

其中，θ＝artan(w/u)，W为离心风扇2出风口5处的相对气流速度，u为离心风扇2外圆的线速度；

而

D为离心风扇2的外圆直径，Z为离心风扇2风扇叶片7的数量，δ为风扇叶片7的厚度，b为两个风扇叶片7出口之间的宽度，n为电机本体9的转速，Q_v为冷却气流流量。

通过以上公式即可确定α的值。

参照图5a和图5b，从这两个CFD仿真图中即可看出，在端盖4上增加导叶3对离心风扇2的出风口5流出的冷却气流进行阻隔分流后，进入进风口8的冷却气流的气流量远远大于不加导叶时的气流量，发生周向运动的气流量也仅仅只是少量。因此本实用新型在端盖4上设置导叶后，在避免气流机械能浪费，降低电机温度方面的效果是非常显著的，且本实用新型的结构简单，成本低，适合广泛推广。

Claims (5)

1.一种具有高效降温功能的电机，包括机壳(1)、电机本体(9)、端盖(4)和离心风扇(2)，所述端盖(4)安装在机壳(1)的端部，电机本体(9)和离心风扇(2)设置在机壳(1)的内部，其特征在于：所述机壳(1)上设有多个风道(6)，每个风道(6)有一个进风口(8)；离心风扇(2)设置有多个风扇叶片(7)；所述端盖(4)的内侧表面固定有多个导叶(3)；多个导叶(3)位于机壳(1)与离心风扇(2)之间。

2.根据权利要求1所述具有高效降温功能的电机，其特征在于：所述导叶(3)由平板段(301)和弧板段(302)组成，平板段(301)的一端和弧板段(302)的一端连接，平板段(301)和弧板段(302)为一体成型结构。

3.根据权利要求2所述具有高效降温功能的电机，其特征在于：所述平板段(301)的另一端朝向机壳(1)，弧板段(302)的另一端朝向离心风扇(2)。

4.根据权利要求3所述具有高效降温功能的电机，其特征在于：所述导叶(3)的数目与风道(6)的数目一致；每个风道(6)的进风口(8)对应一个导叶(3)，导叶(3)位于进风口(8)的一侧，该侧为离心风扇(2)旋转方向相对于进风口(8)的下游；并且平板段(301)的另一端靠近进风口(8)该侧的侧壁。

5.根据权利要求4所述具有高效降温功能的电机，其特征在于：所述弧板段(302)朝向离心风扇(2)一端的切线c与平板段(301)之间的夹角为α；弧板段(302)朝向离心风扇(2)一端的切线c与离心风扇(2)外圆的线速度u之间的夹角为θ；α+θ＝90°；

其中，θ＝artan(w/u)，w为离心风扇(2)出风口(5)处的相对气流速度，u为离心风扇(2)外圆的线速度；

而

<mrow> <mi>u</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>n</mi> <mi>&amp;pi;</mi> <mi>D</mi> </mrow> <mn>60</mn> </mfrac> <mo>;</mo> </mrow>

D为离心风扇(2)的外圆直径，Z为离心风扇(2)风扇叶片(7)的数量，δ为风扇叶片(7)的厚度，b为两个风扇叶片(7)出口之间的宽度，n为电机本体(9)的转速，Q_v为冷却气流流量。