[发明专利]具有内风冷系统的小功率电动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种小功率电动机，尤其是其冷却结构，在国际专利分类表中，分类属于H02K9/06。

背景技术

笼型感应电动机历史悠久。封闭式或防护式中小型笼型感应电动机的传统设计可见《电机设计》(西安交通大学陈世坤，机械工业出版社1982年北京第1版)，其典型结构见该书P164～165中图8-3和图8-4。该设计的空气冷却系统实际应用于产品，尤其是直接用于小功率电动机，冷却效果欠理想，当电动机绕组温升偏高时，只能修改电磁设计，以至增加较多的材料成本。

本发明涉及的术语，还可见国家标准GB/T 2900.25-94《电工术语  旋转电机》

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提出一种具有内风冷系统的小功率电动机，其冷却系统可以比传统结构明显降低电动机绕组温升，且容易在传统设计的基础上稍加修改实现，所需成本较低。

本发明解决所述技术问题的技术方案是，具有内风冷系统的小功率电动机，包括转轴、转子、定子、端盖和机座；所述转子包括转子铁心及其端部沿轴向外伸的内风扇叶片；所述定子包括定子铁心和定子绕组，定子绕组端部环绕所述转子内风扇叶片；其特征在于，所述内风扇叶片的轴向外端连接于一环绕所述转轴的回转面。

传统结构小功率笼型感应电动机通常以定子绕组端部散热条件较差而温升较高。虽然其铸铝笼型转子多数具有自导电环(又称端环)沿轴向伸出的叶片构成的内风扇，但其主要作用是搅拌机内空气加速循环，以便更好地与机座和端盖(对封闭式)或外部(对防护式)交换热量。所述内风扇的叶片虽邻近定子绕组端部，但缺乏适当的流道，其旋转时搅动的空气仅一部分吹拂定子绕组端部，尤其当受尺寸和转速限制时，对其冷却作用不强。

本设计在传统结构的基础上，于所述内风扇叶片的轴向外端巧妙地增加一环绕所述转轴的回转面，该回转面把各叶片的轴向外端连接封闭为一个个间隔的管道，结果把原搅拌式的内风扇改造为分别以转子端面(含导电环)和该回转面为前盘或后盘，以风扇叶片向着定子绕组端部的圆柱面为排风口(适用内转子电动机，风扇叶片的外径侧迎向定子绕组端部的内径侧)或吸风口(适用外转子，风扇叶片的内径侧迎向定子绕组端部的外径侧)的离心式通风机，大大提高空气效率，而且使所有循环气流穿越定子绕组端部，因而显著增强对端部的冷却。空气效率的提高也增强对风扇叶片从转子内部传出的热量的冷却。以上均导致明显降低电动机绕组温升。然而，所增加的回转面结构非常简单，成本很低。

本发明解决所述技术问题的技术方案的进一步设计之一是，所述端盖和机座对转子和定子构成全封闭，所述回转面具有环绕转轴的通风孔。此为本发明针对封闭式电动机的典型设计。该设计形成的气流路线，

——对于内转子电动机为：风扇叶片的外径侧(离心式通风机排风口)——定子绕组端部——端盖内表面——回转面环绕转轴的通风孔(离心式通风机吸风口)——风扇叶片的内径侧——风扇叶片管道——风扇叶片的外径侧；

——对于外转子电动机为：风扇叶片的外径侧(离心式通风机排风口)——端盖内表面——回转面环绕转轴的通风孔——定子绕组端部——风扇叶片的内径侧(离心式通风机吸风口)——风扇叶片管道——风扇叶片的外径侧。

所述循环气流从绕组端部带出热量，然后在掠过端盖内表面或/和机座内表面时得到冷却。因此，最好设计所述端盖内或/和机座内具有散热筋，以增大热交换面积；并且，若所述通风孔的形状为所述转轴的同心圆，最好把端盖内的散热筋设计在该同心圆的切线上，以导引气流在进入进风口前形成可提高通风机效率的预旋。

本发明解决所述技术问题的技术方案的进一步设计之二是，所述回转面具有环绕转轴的通风孔，所述端盖具有环绕转轴的通风孔，所述转子为内转子以及机座或/和端盖具有邻近定子绕组端部的通风孔，或者所述转子为外转子以及机座或/和端盖具有邻近所述风扇叶片外径侧的通风孔。此为本发明针对开启式电动机的典型设计。该设计形成的气流路线，

——对于内转子电动机为：机外空气——端盖环绕转轴的的通风孔——回转面环绕转轴的通风孔(离心式通风机吸风口)——风扇叶片的内径侧——风扇叶片管道——风扇叶片的外径侧(离心式通风机排风口)——定子绕组端部——机座或/和端盖邻近定子绕组端部的通风孔——机外空气；

——对于外转子电动机为：机外空气——端盖环绕转轴的的通风孔——回转面环绕转轴的通风孔——定子绕组端部——风扇叶片的内径侧(离心式通风机吸风口)——风扇叶片管道——风扇叶片的外径侧(离心式通风机排风口)机座或/和端盖邻近所述风扇叶片的外径侧的的通风孔——机外空气。上述气流路线对绕组端部冷却的是不断更新的机外空气，冷却效果较好。