CN111600403A - 一种外转子永磁电机 - Google Patents

Abstract

本发明为一种外转子永磁电机，属于电机技术领域。其包括有主轴，主轴上固定有定子组，定子组包括定子支架，定子支架外设有漆包线圈，主轴穿设在定子支架的中孔内，定子组外套设有外转子，定子组通过上盖、下盖进行封装，主轴贯穿上盖、下盖的中孔，上盖、下盖分别通过第一轴承、第二轴承进行转动，定子支架的底面开设有若干冷却空腔，主轴的下端固定有轴承内支架，轴承内支架内设有气体通道，下盖的底面成型有若干由内向外延伸的风叶板，下盖的下侧设有引流罩，引流罩与下盖之间形成散热腔，引流罩上开设有与气体通道以及散热腔均相通的进气孔，引流罩外侧与风叶板形成若干出风口。本发明具有散热效果显著，并延长电机使用寿命等优点。

Description

一种外转子永磁电机

技术领域

本发明属于电机技术领域，特指一种外转子永磁电机。

背景技术

目前，传统的外转子永磁电机是通过转子的上盖以及下盖相扣合所形成密闭空间并将定子置于其内部。转子在长时间工作后，电机内的漆包线圈会产生大量的热，由于此类永磁电机密闭的结构，热能不能及时散去，对于永磁电机内的磁钢以及漆包线圈具有较大的损坏，使此类外转子永磁电机寿命短暂。

随着时代的发展，科技的进步，市场上出现了将水冷导热结构设置于主轴内的外转子永磁电机，由于该结构中水冷导热的结构只接触与主轴与定子连接处部分，而转子与定子之间即漆包线圈位置是发热主要位置，这就导致散热位置不够准确，散热效果较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种外转子永磁电机，它能够降低电机工作时所产生的温度，改善散热能力，进而延长外转子永磁电机使用寿命。

本发明的目的是这样实现的：

一种外转子永磁电机，包括有主轴，主轴上固定有定子组，定子组包括定子支架，定子支架外设置有漆包线圈，所述主轴穿设在所述定子支架的中孔内，定子组外套设有外转子，所述定子组通过外转子上下两端所固定连接的上盖以及下盖进行封装，主轴贯穿所述上盖以及下盖的中孔，上盖以及下盖分别通过固定于主轴上的第一轴承以及第二轴承在进行转动，所述定子支架的底面开设有若干冷却空腔，所述主轴的下端固定有用于固定第二轴承的轴承内支架，轴承内支架内设有与所述冷却空腔相通的气体通道，下盖的底面成型有若干由内向外延伸的风叶板，下盖的下侧设置有固定于所述主轴底部的引流罩，引流罩与下盖之间形成散热腔，所述引流罩上开设有与所述气体通道以及散热腔均相通的进气孔，引流罩外侧与风叶板形成若干个出风口。

本发明进一步设置为，所述轴承内支架的上端设置有环形密封片，所述环形密封片的上端面与所述定子支架的下端面相抵，且环形密封片的内圆将所述冷却空腔与气体通道相连通。

本发明进一步设置为，所述轴承内支架的下端设置有油封，油封的外圈与所述下盖的中孔内圈相抵，所述油封的内圈通过设置于轴承内支架下端的衬套所固定。

本发明进一步设置为，所述进气孔设置于所述气体通道的正下方。

本发明进一步设置为，所述引流罩底部的中心成型有向上凸起的进气凹槽，进气凹槽为柱形凹槽结构，所述进气孔设置于所述进气凹槽的槽底处。

本发明进一步设置为，所述上盖以及下盖通过螺栓的方式与所述外转子相固定。

本发明进一步设置为，所述轴承内支架与主轴之间通过销键进行固定。

本发明相比现有技术突出且有益的技术效果是：

1、本发明采用在主轴上的定子支架增设与外界空气相通的冷却空腔，外转子下端所连接的下盖在随着外转子转动过程中，利用若干个风叶板转动过程中所产生的离心力，将散热腔内的气体通过出风口流出，引流罩上所成型的进气孔利用所产生的气压能够差不断地进气，实现定子支架内的冷却空腔高效换气，大幅提升散热效率，从而保障外转子永磁电机的使用寿命。

2、本发明采用环形密封片，不仅能够阻断空气与电机内部即定子上的漆包线圈与外界进行阻隔，还能够保障定子支架内的冷却空腔与气体通道相连通，避免了电机内部漆包线圈以及外转子的内壁受潮，被腐蚀。

3、本发明采用油封进行对连接处进行密封，进一步增强电机内部的密封性，同时保障外转子在转动过程中，外界的空气以及其中的粉尘不会从气体通道进入下盖与轴承内支架的连接处。

4、本发明的进气孔位置设置于气体通道的正下方，易于进气时优先涌入气体通道，同样与气体通道所相通冷却空腔也能优先的涌入，从而使温度降低，实现更好的散热效率。

5、本发明通过将引流罩底部的中心设置为柱形的凹槽结构，使进气以及侧边出气时气体不会发生混乱，实现气体在电机内高效流通，达到更好的散热效果。

附图说明

图1是本发明的剖面示意图；

图2是本发明的爆炸示意图；

图3是本发明的结构立体示意图；

图4是本发明引流罩的结构示意图；

图5是本发明下盖的结构示意图；

图6是本发明销键位于主轴上的结构示意图；

图7是图1局部A的放大示意图；

图8是图1局部B的放大示意图

图9是本发明气体流动的空间结构示意图；

图10是本发明实施例二中定子内支架的剖面立体图；

附图标记：

1-主轴；10-第一轴承；11-第二轴承；12-销键；13-电源线；

2-定子组；20-定子支架；200-冷却空腔；21-漆包线圈；

3-外转子；4-上盖；5-下盖；50-风叶板；51-散热腔；

6-轴承内支架；60-气体通道；7-引流罩；70-进气孔；71-出风口；

72-进气凹槽；8-环形密封片；9-油封；90-衬套。

具体实施方式

下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步描述，参见图1—图9：

实施例一：

一种外转子永磁电机，包括有主轴1，主轴1上固定有定子组2，定子组2包括定子支架20，定子支架20外设置有漆包线圈21，所述主轴1穿设在所述定子支架20的中孔内，定子组2外套设有外转子3，所述定子组2通过外转子3上下两端所固定连接的上盖4以及下盖5进行封装，相扣合的上盖4以及下盖5将定子组包裹于内，外转子3、上盖4以及下盖5同时转动，主轴1贯穿所述上盖4以及下盖5的中孔，上盖4以及下盖5分别通过固定于主轴1上的第一轴承10以及第二轴承11进行转动，第一轴承10以及第二轴承11能够减小上盖4以及下盖5与主轴1之间的摩擦，所述定子支架20的底面开设有若干冷却空腔200，所述主轴1的下端固定有用于安装第二轴承11的轴承内支架6，轴承内支架6内设有与所述冷却空腔200相通的气体通道60，下盖5的底面成型有若干由内向外延伸的风叶板50，下盖5的下侧设置有固定于所述主轴1底部的引流罩7，引流罩7与下盖5之间形成散热腔51，所述引流罩7上开设有与所述气体通道60以及散热腔51均相通的进气孔70，引流罩7外侧与相邻的风叶板50之间形成若干出风口71。

上述的散热原理为：如图9所示，当下盖5随外转子3进行旋转时，底部的风叶板50一并旋转，此时散热腔51内的气体以及热量由风叶板50不断转动所提供的离心力不断甩出至出风口71，与散热腔51相连通的气体通道60、冷却空腔200以及进气孔70为达到气压以及热能的平衡，进气孔70会不断的进气，冷却空腔200的热能不断传导至散热腔51，从而达到转动外转子3就能实现良好的散热效果，气体的流动范围以及方向已在图9中粗线标注。

值得一提的是，如图1与图6所示，主轴1内形成用于放置电源线的通孔，主轴1上设置有用于电源线13引出的引出孔，电源线13与漆包线圈21相连接，通电后的漆包线圈21能够带动外转子3转动，通电线圈带动磁场原理不加以赘述。

另外上述的风叶板50优选的选择为在外转子3带动下盖5旋转时具有较强风力的扇叶结构，本实施例优选为类似于直板的结构作为风叶板50，散热腔51内的热能以及气体能够较为直接的甩出，散热更为高效。

优选的，如图1与图8所示，所述轴承内支架6的上端设置有环形密封片8，所述环形密封片8的上端面与所述定子支架20的下端面相抵，且环形密封片8的内圆将所述冷却空腔200与气体通道60相连通，由于下盖5的下端所设置的风叶板50具有较长的长度，才能保障热能以及气体从出风口71高效涌出，实现散热的目的，而定子上的漆包线圈21与适配的外转子3所需要的空间仅仅电机内定子支架20的外圈稍微大一些的空间，因此下盖5不能仅仅为了只适配上述所需空间而采用较小的外圈尺寸。而具有较大的半径的下盖，为保障风叶板50的足够长度，并且下盖5的中孔位置同时能够将安装轴承内支架6，并与冷却空腔200相连通，第二轴承11的上端处必然会与冷却空腔200相接触，而增设的环形密封片8能够有效阻断第二轴承11的上表面与冷却空腔200相接触，并且圆环的内圈能够同时保障冷却空腔200与轴承内支架6内的气体通道相连通，该环形密封片8有效阻断电机内部与外界接触，既能防止空气从冷却空腔200进入第二轴承11也能放置其进入电机漆包线圈21处，有效防止内部受潮，进入粉尘，保障了该外转子电机的使用寿命，代替了市面上利用在上盖或下盖直接打孔进行散热等外转子电机。

优选的，如图7所示所述轴承内支架6的下端设置有油封9，油封9的外圈与所述下盖5的中孔内圈相抵，所述油封9的内圈通过设置于轴承内支架6下端的衬套90所固定，为阻断气体从下盖5中孔位置与定子支架20底部之间的缝隙处进入，且该连接处为不规则的缝隙结构，采用衬套90对纵向进行密封，再利用油封9对于横向进行密封，实现该连接处有效阻断气体进入的效果。

上述的油封9结构同样适用于上盖4中孔位置与主轴1之间的连接，有效防止上盖4的第一轴承10处涌入气体，防止外转子电机内部受潮。

优选的，所述进气孔70设置于所述气体通道60的正下方，进气孔70的位置可以设置在引流罩7上的任意位置，但优选的设置在气体通道60的正下方，能够将从进气孔70的空气即较冷却空腔200内相对温度较低的空气优先涌入冷却空腔，实现降温散热，而设置在其他位置，散热的优先目标仅仅是散热腔51的位置，定子支架并不能得到太多的散热，导致散热效果差。

优选的，如图2与图4所示，所述引流罩7底部的中心成型有向上凸起的进气凹槽72，进气凹槽72为柱形的凹槽结构，所述进气孔70设置于所述进气凹槽72的槽底处。

上述的结构进一步将进气孔70更为直接作用在气体通道60的下方接触处，让散热效果更为卓越。

值得一提的是，由于所述定子支架20以及轴承内支架6在电机工作状态中一直处于静止的状态，那么定子支架20内所形成的冷却空腔个数优选的与轴承内支架6内所形成的气体通道个数相同，且一一对应，使散热效果更为高效，另外进气孔70优选的应均布在所述进气凹槽72槽底的可设置的所有位置，实现散热的最大化。

优选的，所述上盖4以及下盖5通过螺栓的方式与所述外转子3相固定，该拆分式结构易于了外转子电机的安装与拆卸，另外上盖4与外转子3可为一体式结构或者下盖5与外转子3位一体式结构亦可，三种结构均能实现电机的上下密封。

优选的，如图6所示，所述轴承内支架6与主轴1之间通过销键12进行固定，而销键12可以为平键或者半圆键，对轴承内支架6与主轴1增强固定效果。

实施例二：

本实施例与实施例一结构相似，不同点在于，如图10所示，所述轴承内支架6设置有导向片，该导向片让轴承内支架6形成不同大小的同心圆环，其中内圆环对应进气孔70以及冷却空腔200，外圆环对应冷却空腔200以及散热腔51，此结构能够让气体流动时不会混乱。

值得一提的是，为达到最佳的气体流通效果，上述的导向片的设置位置应当优选为气体通道60与冷却空腔200的交集位置的中心处。

工作原理：

本发明利用与外转子3固定连接的下盖5所设置的风叶板50，在转动过程中，其与引流罩7之间所形成的出风口71能够将散热腔51、气体通道60以及定子支架20内的冷却空腔200中的热以及气体排出，再利用引流罩7所设置的进气孔70实现气压平衡，转动时随着气体的不断涌入实现了对定子支架20的不断散热，从而使设置于定子支架20外侧的漆包线圈21能够及时散热；另外油封9以及衬套90等结构对于进气的连接处起到良好的隔断效果，为外转子永磁电机内部不会因气体涌入的粉尘或者水汽而损坏，保障外转子永磁电机的使用寿命。

上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种外转子永磁电机，其特征在于，包括有主轴(1)，主轴(1)上固定有定子组(2)，定子组(2)包括定子支架(20)，定子支架(20)外设置有漆包线圈(21)，所述主轴(1)穿设在所述定子支架(20)的中孔内，定子组(2)外套设有外转子(3)，所述定子组(2)通过外转子(3)上下两端所固定连接的上盖(4)以及下盖(5)进行封装，主轴(1)贯穿所述上盖(4)以及下盖(5)的中孔，上盖(4)以及下盖(5)分别通过固定于主轴(1)上的第一轴承(10)以及第二轴承(11)进行转动，所述定子支架(20)的底面开设有若干冷却空腔(200)，所述主轴(1)的下端固定有用于安装第二轴承(11)的轴承内支架(6)，轴承内支架(6)内设有与所述冷却空腔(200)相通的气体通道(60)，下盖(5)的底面成型有若干由内向外延伸的风叶板(50)，下盖(5)的下侧设置有固定于所述主轴(1)底部的引流罩(7)，引流罩(7)与下盖(5)之间形成散热腔(51)，所述引流罩(7)上开设有与所述气体通道(60)以及散热腔(51)均相通的进气孔(70)，引流罩(7)外侧与相邻的风叶板(50)之间形成若干个出风口(71)。

2.根据权利要求1所述的一种外转子永磁电机，其特征在于，所述轴承内支架(6)的上端设置有环形密封片(8)，所述环形密封片(8)的上端面与所述定子支架(20)的下端面相抵，且环形密封片(8)的内圆将所述冷却空腔(200)与气体通道(60)相连通。

3.根据权利要求1或2所述的一种外转子永磁电机，其特征在于，所述轴承内支架(6)的下端设置有油封(9)，油封(9)的外圈与所述下盖(5)的中孔内圈相抵，所述油封(9)的内圈通过设置于轴承内支架(6)下端的衬套(90)所固定。

4.根据权利要求1所述的一种外转子永磁电机，其特征在于，所述进气孔(70)设置于所述气体通道(60)的正下方。

5.根据权利要求4所述的一种外转子永磁电机，其特征在于，所述引流罩(7)底部的中心成型有向上凸起的进气凹槽(72)，进气凹槽(72)为柱形的凹槽结构，所述进气孔(70)设置于所述进气凹槽(72)的槽底处。

6.根据权利要求1所述的一种外转子永磁电机，其特征在于，所述上盖(4)以及下盖(5)通过螺栓的方式与所述外转子(3)相固定。

7.根据权利要求1所述的一种外转子永磁电机，其特征在于，所述轴承内支架(6)与主轴(1)之间通过销键(12)进行固定。

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