[发明专利]包含内部转子冷却的电动马达

说明书

技术领域

本发明涉及电动马达，并且具体地，涉及具有内部转子冷却的电动马达。

背景技术

在工业、商业以及消费者的环境中存在各种类型的电动马达。在工业中，马达被用于驱动各种不同种类的机械，例如压缩机、泵、风扇等，在此仅举几个示例。马达通常包括定子，定子具有大量的围绕转子的线圈。转子典型地安装在能够旋转的由轴承所支撑的轴上以在马达壳体中旋转。当向马达施加电力时，定子和转子之间的电磁关系使转子旋转。轴将转子的运动转化成用于给定的某个机械的驱动力。也就是说，轴的旋转驱动联接到轴的机器。

传统马达在运转中产成热量。例如，马达的各个运动部件的物理性相互作用以摩擦方式产生热量。此外，定子和转子之间的电磁关系产生电流，电流又例如由于电阻加热而生成热量。尤其地，在高速运转时，转子往往被过度加热。如果不加以抑制，过量的热量可降低马达的性能。更有害的是，过量的热量是导致系统停机时间并需要维修的许多故障的原因。此外，持续维持的局部高运转温度（例如，热斑）可引起特定位置的过早故障。无疑地，降低的效率以及故障是可引起成本增加的不期望的事件。

为了散热并且为了将转子维持在可接受的运转温度内，传统马达例如使用外部风扇来而设置在转子周围流通的制冷剂——例如强制空气或液体——的路线。

发明内容

本发明的目的是提供转子的自冷却，从而避免对于空气或液体围绕转子强制流通的需要。

上述目的通过根据权利要求1所述的马达和根据权利要求6所述的方法来实现。

本发明的基本思想是通过提供下述轴而在内部冷却电动马达的转子，轴带有冷却空气的入口、以及用于引导来自入口的空气流在内部通过轴的内部通道。通道包括第一部分和第二部分，第一部分沿着轴的长度上安装有转子的部分轴向地延伸通过轴，第二部分从第一部分径向向外地延伸到轴的外表面上的空气流出口。在马达运转时，旋转的轴起到离心泵的作用，因此，空气通过入口被吸入并且被轴向地引导通过通道的第一部分。通过轴的内部冷却空气流吸收来自轴周围的转子的热量以冷却转子。由于通过轴的旋转而引起的离心作用，迫使来自通道第一部分的空气经由通道第二部分径向向外地流向空气流出口。因此，在不需要例如借助于外部风扇进行强制流通的情况下，维持了冷却空气的连续流动。

在一个实施方式中，轴被制造成具有轴向地延伸到轴的一个端部的中心孔，所述中心孔在轴的所述端部处形成入口并且限定所述通道的第一部分，并且其中轴被制造成还具有从所述中心孔延伸到轴的外表面的多个径向孔，所述径向孔限定所述通道的第二部分。

在一个实施方式中，轴具有大于每分钟20000转的旋转速度。在如此高速下的马达运转增强了空气上的离心作用并且因此使得有效地冷却转子。

在示例性实施方式中，所述马达是感应马达。

附图说明

在下文中根据在附图中示出的图示实施方式进一步描述了本发明，其中：

图1是根据本发明的一个实施方式的电动马达的一部分的剖面图，以及

图2是图1的电动马达的转子的立体图。

具体实施方式

现在参考图1，图示出根据本发明的一个实施方式的示例性的电动马达1。图示的马达1是可用于驱动例如压缩机、泵、风扇等工业机械的感应马达。然而，应理解的是，本发明可同样地用在同步马达或永磁式马达中。

马达1包括转子2，转子2沿着能够绕轴线5旋转的轴3安装。图2示出安装在轴3上的转子2的立体图。如图所示，图示的转子2由棒状导体14构成，导体14例如由铜制成并且沿着转子2的长度延伸。替代性地，转子2可包括安装在轴3上的实心传导芯（solid conductive core）。回顾图1，定子4围绕转子2。定子4包括例如连接到交流电源的磁场绕组。

当定子绕组由电源通电时，产生扫过转子2的旋转磁场。该变化的磁场分布在转子导体14中感生出电流。转子2中的电流与由定子4所产生的旋转磁场相互作用，并且其效果是引起转子2的旋转运动。轴3传递转子2的旋转运动，以驱动例如连接到轴3的端部7的工业机械。连接到轴的端部7的被驱动的机械例如可包括压缩机、泵、风扇等。

轴3在两个端部上由例如包括箔轴承的轴承15和17所支撑，轴承15和17容纳在对应的轴承座16和18中。转子2和定子4由具有轴向通道的绝缘套筒20围绕。整个组装件容纳在马达壳体21中。