專利名稱：一種電動機(jī)風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)及一種臥式電動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電動機(jī)冷卻技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種電動機(jī)風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)。此外， 本實(shí)用新型還涉及一種具有上述風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)的臥式電動機(jī)。
背景技術(shù)：
電動機(jī)的發(fā)展帶動人類進(jìn)入電氣化時代，經(jīng)過百年的發(fā)展，電動機(jī)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、 交通運(yùn)輸、國防、商業(yè)及家用電器、醫(yī)療電器設(shè)備等各方面的應(yīng)用十分廣泛。電動機(jī)主要包 括定子(靜止部分)、轉(zhuǎn)子(旋轉(zhuǎn)部分)、定子與轉(zhuǎn)子之間的中間間隔(氣隙)，轉(zhuǎn)子相對于 用于產(chǎn)生磁場的定子高速旋轉(zhuǎn)，形成對回轉(zhuǎn)軸的電磁轉(zhuǎn)矩，進(jìn)而帶動回轉(zhuǎn)軸上連接的驅(qū)動 設(shè)備運(yùn)動，氣隙是上述磁場的通路，是實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的通道?；陔妱訖C(jī)驅(qū)動負(fù)載運(yùn)動的要求，電動機(jī)必須保持平穩(wěn)、可靠的工作，尤其在大工 業(yè)生產(chǎn)中，對電動機(jī)的工作穩(wěn)定性要求更高。工作過程中，定子與轉(zhuǎn)子內(nèi)產(chǎn)生的電流、轉(zhuǎn)子 的高速旋轉(zhuǎn)以及機(jī)械摩擦都會產(chǎn)生大量的熱，這些熱量如果得不到及時的排除將累積影響 電動機(jī)的工作性能，甚至造成電動機(jī)因溫度過高而損壞。目前，大多數(shù)電動機(jī)都設(shè)置有必要的風(fēng)冷結(jié)構(gòu)。下面以常規(guī)使用的異步電動機(jī)風(fēng) 冷結(jié)構(gòu)為例，說明現(xiàn)有技術(shù)中的風(fēng)冷系統(tǒng)。在電動機(jī)的前軸承蓋和后端蓋均設(shè)置有軸向通孔，兩端的軸向通孔溝通殼體內(nèi)腔 的通風(fēng)道，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，從后端蓋的軸向通孔吸進(jìn)外界的空氣，相對較冷的空氣通過定子與 殼體配合的槽流向前軸承座，再從前軸承蓋的軸向通孔流出，通過上述流動空氣實(shí)現(xiàn)熱交 換，完成電動機(jī)的冷卻。此外，在部分大功率電動機(jī)中還設(shè)置有轉(zhuǎn)子風(fēng)扇，以提高散熱效率。在上述冷卻系統(tǒng)中，當(dāng)電動機(jī)運(yùn)行時，定子的內(nèi)表面與轉(zhuǎn)子的外表面之間存在溫 差，氣隙內(nèi)的流體質(zhì)點(diǎn)將在浮力的作用下產(chǎn)生相對運(yùn)動，并沿徑向由高溫表面流向低溫表 面，即產(chǎn)生自然對流，這種自然對流只是在部件之間進(jìn)行的熱交換，對于現(xiàn)有技術(shù)中在前軸 承蓋和后端蓋設(shè)置軸向通孔的風(fēng)冷卻方式，會影響冷空氣的軸向流動，造成冷卻溫度不均 勻，影響冷卻效果?，F(xiàn)有技術(shù)中，電動機(jī)的氣隙只是作為磁場通路，不屬于電動機(jī)的冷卻結(jié) 構(gòu)，定子和轉(zhuǎn)子完全依靠冷卻系統(tǒng)的工作達(dá)到冷卻目的，對定子和轉(zhuǎn)子端部的冷卻存在局 部盲區(qū)，溫度不均勻，冷卻效率低，常常會出現(xiàn)轉(zhuǎn)子導(dǎo)條的斷條等問題。因此，提供一種能夠提高定子和轉(zhuǎn)子的冷卻效率，并且結(jié)構(gòu)簡單的電動機(jī)風(fēng)冷卻 結(jié)構(gòu)是本領(lǐng)域技術(shù)人員所要解決的技術(shù)問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種電動機(jī)風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)，該風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)能夠提高定子和 轉(zhuǎn)子冷卻溫度的均勻性和散熱效率，并且結(jié)構(gòu)簡單。本實(shí)用新型的另一個目的是提供一種 具備上述風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)臥式電動機(jī)。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種電動機(jī)風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)，定子和轉(zhuǎn)子之 間間隔的氣隙為楔形氣隙，所述楔形氣隙的小端口位于所述轉(zhuǎn)子的低溫側(cè)，所述楔形氣隙的大端口位于所述轉(zhuǎn)子的高溫側(cè)。優(yōu)選地，所述定子的定子鐵心內(nèi)周表面的直徑為漸縮變化，所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子鐵心 外周表面設(shè)置為等徑。優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子鐵心外周表面的直徑為漸縮變化，所述定子的定子鐵心 內(nèi)周表面設(shè)置為等徑。優(yōu)選地，還包括套裝于所述定子和所述轉(zhuǎn)子之間的套筒，所述套筒的兩端分別連 接有兩個圓環(huán)狀側(cè)壁；每個所述側(cè)壁的內(nèi)緣和外緣分別與所述套筒和機(jī)殼連接，形成將定 子單獨(dú)密封的密封腔；所述密封腔內(nèi)設(shè)置冷卻介質(zhì)，所述冷卻介質(zhì)的上方設(shè)置有冷凝管，所 述冷凝管封固穿過兩個所述側(cè)壁插裝于所述機(jī)殼內(nèi)，所述冷凝管的進(jìn)口和出口位于所述機(jī) 殼外，所述套筒的內(nèi)周表面的直徑為漸縮變化，所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子鐵心外周表面設(shè)置為等徑。優(yōu)選地，所述漸縮變化的斜度不超過5度。優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子鐵心周向設(shè)置有若干組徑向通風(fēng)溝，每組所述徑向通風(fēng) 溝沿所述轉(zhuǎn)子鐵心的軸向依次設(shè)置，每組所述徑向通風(fēng)溝之間通過軸向通風(fēng)溝貫通。優(yōu)選地，位于所述高溫側(cè)的所述徑向通風(fēng)溝的通流截面積大于位于所述低溫側(cè)的 所述徑向通風(fēng)溝的通流截面積。優(yōu)選地，位于所述高溫側(cè)的所述軸向通風(fēng)溝的通流截面積大于位于所述低溫側(cè)的 所述軸向通風(fēng)溝的通流截面積優(yōu)選地，所述定子的內(nèi)周表面上沿軸向依次設(shè)置有若干條徑向定子通風(fēng)溝，位于 所述轉(zhuǎn)子高溫側(cè)的所述定子通風(fēng)溝通的流截面積大于位于所述轉(zhuǎn)子低溫側(cè)的定子通風(fēng)溝 的通流截面積。本實(shí)用新型還提供了一種臥式電動機(jī)，包括定子和轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子設(shè)置在所述定 子內(nèi)，所述臥式電動機(jī)還具有上述任一項(xiàng)所述的風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型所提供的電動機(jī)風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)，定子和轉(zhuǎn)子之間間隔的氣隙設(shè)置為楔形 氣隙，楔形氣隙的小端口位于轉(zhuǎn)子的低溫側(cè)，楔形氣隙的大端口設(shè)置在轉(zhuǎn)子的高溫側(cè)。當(dāng)電 動機(jī)運(yùn)行時，定子固定不動轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，由于轉(zhuǎn)子鐵心上設(shè)置有槽和齒，此時，轉(zhuǎn)子可以 視為表面具有凸起的高速旋轉(zhuǎn)的發(fā)熱圓柱體，在楔形氣隙內(nèi)的空氣形成旋轉(zhuǎn)流。這種旋轉(zhuǎn) 流對于由于定子內(nèi)表面與轉(zhuǎn)子外表面之間溫差而產(chǎn)生的自然對流，具有抑制作用，從而有 效克服了由于自然對流的存在而對電動機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子冷卻所帶來的消極影響。工作過程 中，楔形氣隙中空氣的流動方向是由小端口流向大端口，將楔形氣隙的小端口設(shè)置在轉(zhuǎn)子 的低溫側(cè)，大端口設(shè)置在轉(zhuǎn)子的高溫側(cè)，能夠充分發(fā)揮楔形氣隙風(fēng)冷卻的作用。與現(xiàn)有技術(shù) 相比，采用本實(shí)用新型所提供的風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)，不需要增加散熱部件，便可以提高定子和轉(zhuǎn)子 冷卻的冷卻效率，并且結(jié)構(gòu)簡單。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，本實(shí)用新型所提供的電動機(jī)風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)，還包括套裝 于定子和轉(zhuǎn)子之間的套筒，套筒的兩端分別連接有兩個圓環(huán)狀側(cè)壁；兩個側(cè)壁的內(nèi)緣和外 緣分別與套筒和機(jī)殼連接，兩個側(cè)壁與套筒和機(jī)殼構(gòu)成將定子單獨(dú)密封的密封腔，密封腔 內(nèi)設(shè)置冷卻介質(zhì)，冷卻介質(zhì)的上方設(shè)置有冷凝管，冷凝管封固穿過兩個側(cè)壁插裝于機(jī)殼內(nèi)， 冷凝管的進(jìn)口和出口位于機(jī)殼外，套筒的內(nèi)周表面為直徑線性變化的不等徑，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子 鐵心外周表面設(shè)置為等徑。在這種結(jié)構(gòu)中，定子單獨(dú)密封并采用蒸發(fā)冷卻的冷卻方式，將套 裝在定子和轉(zhuǎn)子之間的套筒設(shè)置為帶有一定斜度的結(jié)構(gòu)，而轉(zhuǎn)子鐵心外圓周面設(shè)置為均勻結(jié)構(gòu)，就可以在定子和轉(zhuǎn)子之間構(gòu)成楔形氣隙。經(jīng)過理論計算和試驗(yàn)測試可得出以下結(jié)論，楔形氣隙的大端口和小端口導(dǎo)出的熱 量與定子套筒壁吸收的熱量之和隨著轉(zhuǎn)子功率密度與轉(zhuǎn)速的變化，存在一個峰值區(qū)域，當(dāng) 轉(zhuǎn)子功率密度達(dá)到1000w/m2-2000w/m2時，轉(zhuǎn)速達(dá)到3000轉(zhuǎn)/分鐘時，兩者的散熱之和達(dá)到 頂峰?？梢岳斫鉃?，盡管轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)而發(fā)熱，但其本身就能夠有效的進(jìn)行自我冷卻，此時， 可以省去轉(zhuǎn)子風(fēng)扇。在這種結(jié)構(gòu)中，定子采用蒸發(fā)冷卻，轉(zhuǎn)子則采用本實(shí)用新型所提供的風(fēng) 冷卻結(jié)構(gòu)，能夠簡化現(xiàn)有技術(shù)中轉(zhuǎn)子冷卻結(jié)構(gòu)，同時降低了機(jī)械損耗，減小了電動機(jī)運(yùn)行時 產(chǎn)生的噪音。同時，由于楔形氣隙可以帶走一定的熱量，對于需要使用輔助散熱風(fēng)扇的特定 使用工況，還可以降低風(fēng)扇的使用功率，從而進(jìn)一步降低能耗及工作噪聲。

圖1為本實(shí)用新型所提供的電動機(jī)風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)一種具體實(shí)施方式
的示意圖；圖2為本實(shí)用新型所提供的電動機(jī)風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)的另一種具體實(shí)施方式
的示意圖；圖3為本實(shí)用新型所提供的電動機(jī)風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3中A部位的剖視圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的核心是提供一種電動機(jī)風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)，該風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)能夠利用電動機(jī) 自身結(jié)構(gòu)，提高定子和轉(zhuǎn)子冷卻溫度的均勻性，并且結(jié)構(gòu)簡單。本實(shí)用新型的另一核心是提 供一種具有上述風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)的臥式電動機(jī)。為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實(shí)用新型方案，
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施 方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。請參考圖1，圖1為本實(shí)用新型所提供的電動機(jī)風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)一種具體實(shí)施方式
的 示意圖。在一種具體實(shí)施方式
中，電動機(jī)的定子1和轉(zhuǎn)子6之間形成的氣隙為楔形氣隙5， 楔形氣隙5的小端口位于轉(zhuǎn)子6的低溫側(cè)，大端口位于轉(zhuǎn)子6的高溫側(cè)。當(dāng)電動機(jī)運(yùn)行時， 定子1固定不動，轉(zhuǎn)子6高速旋轉(zhuǎn)，從而在楔形氣隙5內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)流。這種旋轉(zhuǎn)流對部件之 間的自然對流有一定的抑制作用，具體地，當(dāng)楔形氣隙5的旋轉(zhuǎn)流區(qū)域中出現(xiàn)流體質(zhì)點(diǎn)的 徑向相對運(yùn)動時，運(yùn)動的流體質(zhì)點(diǎn)將受到科氏力的作用，科氏力的作用方向與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn) 方向相反，從而使流體質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生與旋轉(zhuǎn)方向相反的切向速度。因此，可以實(shí)現(xiàn)對自然對流的 限制，提高冷卻效率和冷卻溫度的均勻性。楔形氣隙5中空氣的流動方向是由小端口流向 大端口，將楔形氣隙5的小端口設(shè)置在轉(zhuǎn)子6的低溫側(cè)，大端口設(shè)置在轉(zhuǎn)子6的高溫側(cè)，能 夠充分發(fā)揮楔形氣隙5風(fēng)冷卻的作用。采用上述風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)，不需要增加散熱部件，便可以 提高定子1和轉(zhuǎn)子6的冷卻效率，并且結(jié)構(gòu)簡單。轉(zhuǎn)子6的低溫側(cè)和高溫側(cè)可以根據(jù)電動機(jī)采用的風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)具體確定，在本實(shí)施 方式中，轉(zhuǎn)子6—側(cè)的機(jī)殼2上設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口 3，在進(jìn)風(fēng)口 3—側(cè)的轉(zhuǎn)子軸上設(shè)置有風(fēng)扇8 ； 轉(zhuǎn)子6另一側(cè)的機(jī)殼2上設(shè)置有出風(fēng)口 4，電動機(jī)運(yùn)行時，轉(zhuǎn)子6高速旋轉(zhuǎn)吸進(jìn)冷空氣，在風(fēng) 扇8和楔形氣隙5形成的旋轉(zhuǎn)流的作用下，將冷空氣吹向轉(zhuǎn)子6的另一端，即設(shè)置有出風(fēng)口 4的高溫側(cè)，空氣的流動方向如圖中所示。[0031]需要指出的是，風(fēng)扇8的設(shè)置并不是必需的，在某些情況下，利用楔形氣隙5的散 熱和其他方式結(jié)合能夠滿足電動機(jī)的散熱要求時，可以不設(shè)置風(fēng)扇8。進(jìn)一步地，楔形氣隙5可以通過定子1和轉(zhuǎn)子6的結(jié)構(gòu)配合形成?？梢匀鐖D中所 述，將定子1定子鐵心內(nèi)周表面的直徑設(shè)置為漸縮變化，轉(zhuǎn)子6的轉(zhuǎn)子鐵心外周表面設(shè)置為 等徑；也可以將轉(zhuǎn)子6的轉(zhuǎn)子鐵心外周表面的直徑為漸縮變化，定子1的定子鐵心內(nèi)周表面 設(shè)置為等徑，都可以形成冷卻結(jié)構(gòu)所需的楔形氣隙5。這里的漸縮變化可以是均勻的線性變 化，也可以是不均勻的變化，只要能夠在定子1和轉(zhuǎn)子6之間形成楔形氣隙5即可。楔形氣隙5的形成還可以根據(jù)定子1和轉(zhuǎn)子6之間設(shè)置的部件的具體結(jié)構(gòu)，采用 不同的形成方式。請參考圖2，圖2為本實(shí)用新型所提供的電動機(jī)風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)的另一種具體實(shí)施方 式的示意圖。在本實(shí)施方式中，本實(shí)用新型所提供的電動機(jī)，還包括套裝于所述定子M和所述 轉(zhuǎn)子27之間的套筒沈，套筒沈的兩端分別連接有兩個圓環(huán)狀側(cè)壁22 ；側(cè)壁22的內(nèi)緣與套 筒沈的端部連接，外緣與機(jī)殼21連接，兩個側(cè)壁22與套筒沈和機(jī)殼21構(gòu)成將定子M單 獨(dú)密封的密封腔，密封腔內(nèi)設(shè)置冷卻介質(zhì)25，冷卻介質(zhì)25的上方設(shè)置有冷凝管23，冷凝管 23穿過兩個側(cè)壁22插裝于機(jī)殼21內(nèi)，冷凝管23與側(cè)壁22的連接處采用密封連接，根據(jù)冷 凝管23和側(cè)壁22的材質(zhì)可以選擇焊接或者其他的密封方式，冷凝管23的進(jìn)口和出口位于 機(jī)殼21外，套筒沈的內(nèi)周表面的直徑為漸縮變化，轉(zhuǎn)子27的轉(zhuǎn)子鐵心外周表面設(shè)置為等 徑。對定子M采用蒸發(fā)冷卻的冷卻方式能有效解決定子24散熱不均的問題，并且上 述結(jié)構(gòu)中冷凝管23穿過兩個側(cè)壁22插裝在機(jī)殼21內(nèi)，這樣蒸發(fā)冷卻的冷凝過程在機(jī)殼21 內(nèi)進(jìn)行，冷凝管23內(nèi)的冷凝介質(zhì)的熱量交換也有利于轉(zhuǎn)子的冷卻。由于定子對的密封只利 用了機(jī)殼21的部分空間，在機(jī)殼21的兩側(cè)仍存在可供轉(zhuǎn)子27進(jìn)行風(fēng)冷卻的空間。因此， 可以采用本實(shí)用新型所提供的風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)對轉(zhuǎn)子27進(jìn)行冷卻。具體地，將套筒沈的內(nèi)周 表面的直徑設(shè)置為漸縮變化，轉(zhuǎn)子27的轉(zhuǎn)子鐵心的外周表面設(shè)置為等徑，這樣就在定子M 和轉(zhuǎn)子27之間形成了楔形氣隙觀，楔形氣隙觀的小端口位于冷凝管23的進(jìn)口端，大端口 位于冷凝管23的出口端，也即轉(zhuǎn)子27的低溫側(cè)為冷凝管23的進(jìn)口端，轉(zhuǎn)子27的高溫側(cè)為 冷凝管23的出口端。將定子M的蒸發(fā)冷卻與轉(zhuǎn)子27的風(fēng)冷卻結(jié)合，能有效提高電動機(jī)的整體散熱效 率。只要冷卻介質(zhì)25保持沸騰狀態(tài)，則套筒沈的壁溫可以保持相對恒定的、不超過沸點(diǎn)溫 度的狀態(tài)，其溫度明顯低于轉(zhuǎn)子27的溫度。經(jīng)過理論計算和試驗(yàn)測試可得出以下結(jié)論，楔 形氣隙觀的大端口和小端口導(dǎo)出的熱量與定子M內(nèi)套裝的套筒26內(nèi)周表面吸收的熱量 之和隨著轉(zhuǎn)子27功率密度與轉(zhuǎn)速的變化，存在一個峰值區(qū)域，當(dāng)轉(zhuǎn)子功率密度達(dá)到IOOOw/ m2-2000w/m2時，轉(zhuǎn)速達(dá)到3000轉(zhuǎn)/分鐘時，兩者的散熱之和達(dá)到頂峰，可以理解為，盡管轉(zhuǎn) 子27高速旋轉(zhuǎn)發(fā)熱，但其本身就能夠有效的進(jìn)行自我冷卻，此時，可以省去轉(zhuǎn)子風(fēng)扇。在這 種結(jié)構(gòu)中，定子M采用蒸發(fā)冷卻，轉(zhuǎn)子27則采用本實(shí)用新型所提供的風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)，能夠簡 化現(xiàn)有技術(shù)中轉(zhuǎn)子冷卻結(jié)構(gòu)，同時降低了機(jī)械損耗，減少發(fā)熱量，省去轉(zhuǎn)子風(fēng)扇還減小了電 動機(jī)運(yùn)行時產(chǎn)生的噪音。對于特定使用工況，比如，當(dāng)轉(zhuǎn)子功率密度增大到3000w/m2，轉(zhuǎn)子27轉(zhuǎn)速達(dá)到
63000轉(zhuǎn)/分鐘時，進(jìn)、出口空氣流體帶走的熱量僅占總熱量的26. 3%，套筒沈帶走的熱量 占總熱量的40. 2%，說明兩者疊加不足以冷卻轉(zhuǎn)子27的高發(fā)熱，則需要其他的輔助散熱結(jié) 構(gòu)，比如軸流式風(fēng)扇等，增強(qiáng)散熱力度。此時，由于楔形氣隙觀可以帶走一定的熱量，可以 降低風(fēng)扇的使用功率。當(dāng)定子M和轉(zhuǎn)子27之間設(shè)置有套筒沈時，還可以將轉(zhuǎn)子27的轉(zhuǎn)子鐵心外周表 面設(shè)置為具有一定斜度，漸縮變化的不等徑結(jié)構(gòu)，只要能夠形成楔形氣隙觀的結(jié)構(gòu)即可。進(jìn)一步地，上述具體實(shí)施方式
中所示的漸縮變化的斜度不超過5度。即楔形氣隙 28的傾斜度要在一定的合理范圍內(nèi)，超過5度影響磁場的分配，會影響電動機(jī)的正常工作， 在不超過5度的范圍內(nèi)，保證電動機(jī)的正常工作并且達(dá)到風(fēng)冷卻的目的。在圖2所示的實(shí) 施方式中，套筒26的內(nèi)周表面在加工制造時，由于拔模的需要會形成圓臺面，進(jìn)而可以在 套筒26的內(nèi)周表面與轉(zhuǎn)子27的外周表面之間形成楔形氣隙觀，不需要特殊加工，進(jìn)一步簡 化了加工工藝，改善電動機(jī)冷卻效果。請參考圖3和圖4，圖3為本實(shí)用新型所提供的電動機(jī)風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意 圖，圖4為圖3中A部位的剖視圖。如圖中所示，沿轉(zhuǎn)子6的轉(zhuǎn)子鐵心周向設(shè)置有若干組徑向通風(fēng)溝62，每組徑向通 風(fēng)溝62沿轉(zhuǎn)子鐵心軸向方向依次設(shè)置，每組徑向通風(fēng)溝62之間通過軸向通風(fēng)溝61貫通。 在轉(zhuǎn)子6的轉(zhuǎn)子鐵心設(shè)置徑向通風(fēng)溝62能夠增加轉(zhuǎn)子鐵心散熱面積，提高散熱效率，每組 徑向通風(fēng)溝62之間通過軸向通風(fēng)溝61貫通，這樣轉(zhuǎn)子鐵心的軸向和徑向都設(shè)置通風(fēng)溝，使 轉(zhuǎn)子6的散熱面積更均勻合理。進(jìn)一步地，如圖3中所示，位于轉(zhuǎn)子6高溫側(cè)的徑向通風(fēng)溝62通流截面積大于位 于轉(zhuǎn)子6低溫側(cè)的徑向通風(fēng)溝62通流截面積。將轉(zhuǎn)子6的徑向通風(fēng)溝62設(shè)置為不同的尺寸，具體位于不同位置的徑向通風(fēng)溝62 采用的尺寸根據(jù)電動機(jī)的損耗分布、散熱需要進(jìn)行選擇，從而充分發(fā)揮轉(zhuǎn)子散熱冷卻的效 果。位于轉(zhuǎn)子6高溫側(cè)的徑向通風(fēng)溝62可以采用較寬的通流截面積，位于轉(zhuǎn)子6低溫側(cè)的 徑向通風(fēng)溝62可以采用相對較窄的通流截面積。在實(shí)際的生產(chǎn)加工中，徑向通風(fēng)溝62之 間存在的尺寸差還與電動機(jī)的功率大小和應(yīng)用領(lǐng)域等因素有關(guān)。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在大功率 電動機(jī)中，徑向通風(fēng)溝62可以取10毫米，在功率相對較小的電動機(jī)中，徑向通風(fēng)溝62的取 值范圍可以為5-10毫米。徑向通風(fēng)溝62采用的具體形狀結(jié)構(gòu)可以設(shè)置為楔形，利用楔形空氣流動特點(diǎn)改 善散熱效果，也可以設(shè)置為其他形式。進(jìn)一步地，軸向通風(fēng)溝61采用不等寬設(shè)置，位于轉(zhuǎn)子6高溫側(cè)的端面寬于位于轉(zhuǎn) 子6低溫側(cè)的端面。即軸向通風(fēng)溝61可以設(shè)置為楔形，楔形的小端口位于轉(zhuǎn)子6的低溫側(cè)， 大端口位于轉(zhuǎn)子6的高溫側(cè)。軸向通風(fēng)溝61的設(shè)置方式，利用楔形空間空氣流動特點(diǎn)有助 于提高轉(zhuǎn)子6的散熱效果。需要指出的是，軸向通風(fēng)溝61的截面寬度，在不同的適用情況下差別較大。在定 子和轉(zhuǎn)子均采用風(fēng)冷卻的情況下，軸向通風(fēng)溝61的截面寬度取較大值，以增加散熱面積； 在定子采用蒸發(fā)冷卻而轉(zhuǎn)子采用風(fēng)冷卻的情況下，由于套筒可以吸收一部分的熱量，散熱 效果能得到一定改善，軸向通風(fēng)溝61的截面寬度可以取相對較小的值。具體軸向通風(fēng)溝61 的截面積取值范圍還與電動機(jī)的型號和適用領(lǐng)域有關(guān)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行確定。
7[0048]與轉(zhuǎn)子6設(shè)置通風(fēng)溝相似，在定子1的內(nèi)周表面上沿軸向依次設(shè)置有若干條徑向 定子通風(fēng)溝7，位于轉(zhuǎn)子6高溫側(cè)的定子通風(fēng)溝7的通流截面積大于位于轉(zhuǎn)子6低溫側(cè)的定 子通風(fēng)溝7的通流截面積。定子1的內(nèi)周表面設(shè)置定子通風(fēng)溝7的目的與轉(zhuǎn)子6設(shè)置徑向通風(fēng)溝62和軸向 通風(fēng)溝61的目的相同，都是為了增加散熱面積，使空氣流動的方向更加合理，改善電動機(jī) 的冷卻效果。定子通風(fēng)溝7的形狀可以參考轉(zhuǎn)子6徑向通風(fēng)溝62和軸向通風(fēng)溝61的設(shè)置方式， 具體可以設(shè)置為楔形或者其他形式。定子通風(fēng)溝7采用徑向設(shè)置，其設(shè)置位置可以與轉(zhuǎn)子 徑向通風(fēng)溝62相對設(shè)置。除上述電動機(jī)風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型還提供了一種臥式電動機(jī)，包括定子和轉(zhuǎn) 子，轉(zhuǎn)子設(shè)置在定子內(nèi)，該臥式電動機(jī)還具有上述的風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)。需要說明的是，該臥式電 動機(jī)的其他結(jié)構(gòu)部件請參考現(xiàn)有技術(shù)，本文不再贅述。以上對本實(shí)用新型所提供的一種電動機(jī)風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)及一種臥式電動機(jī)進(jìn)行了詳 細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個例對本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例 的說明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以對本實(shí)用新型進(jìn)行若干改 進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種電動機(jī)風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于，定子和轉(zhuǎn)子之間間隔的氣隙為楔形氣隙，所 述楔形氣隙的小端口位于所述轉(zhuǎn)子的低溫側(cè)，所述楔形氣隙的大端口位于所述轉(zhuǎn)子的高溫 側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機(jī)風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述定子的定子鐵心內(nèi)周 表面的直徑為漸縮變化，所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子鐵心外周表面設(shè)置為等徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機(jī)風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子鐵心外周 表面的直徑為漸縮變化，所述定子的定子鐵心內(nèi)周表面設(shè)置為等徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機(jī)風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括套裝于所述定子和 所述轉(zhuǎn)子之間的套筒，所述套筒的兩端分別連接有兩個圓環(huán)狀側(cè)壁；每個所述側(cè)壁的內(nèi)緣 和外緣分別與所述套筒和機(jī)殼連接，形成將定子單獨(dú)密封的密封腔；所述密封腔內(nèi)設(shè)置冷 卻介質(zhì)，所述冷卻介質(zhì)的上方設(shè)置有冷凝管，所述冷凝管封固穿過兩個所述側(cè)壁插裝于所 述機(jī)殼內(nèi)，所述冷凝管的進(jìn)口和出口位于所述機(jī)殼外，所述套筒的內(nèi)周表面的直徑為漸縮 變化，所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子鐵心外周表面設(shè)置為等徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求2-4任一項(xiàng)所述的電動機(jī)風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述漸縮變化的 斜度不超過5度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的電動機(jī)風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子 鐵心周向設(shè)置有若干組徑向通風(fēng)溝，每組所述徑向通風(fēng)溝沿所述轉(zhuǎn)子鐵心的軸向依次設(shè) 置，每組所述徑向通風(fēng)溝之間通過軸向通風(fēng)溝貫通。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動機(jī)風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于，位于所述高溫側(cè)的所述徑 向通風(fēng)溝的通流截面積大于位于所述低溫側(cè)的所述徑向通風(fēng)溝的通流截面積。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電動機(jī)風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于，位于所述高溫側(cè)的所述軸 向通風(fēng)溝的通流截面積大于位于所述低溫側(cè)的所述軸向通風(fēng)溝的通流截面積。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的電動機(jī)風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述定子的內(nèi)周 表面上沿軸向依次設(shè)置有若干條徑向定子通風(fēng)溝，位于所述轉(zhuǎn)子高溫側(cè)的所述定子通風(fēng)溝 的通流截面積大于位于所述轉(zhuǎn)子低溫側(cè)的定子通風(fēng)溝的通流截面積。
10.一種臥式電動機(jī)，包括定子和轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子設(shè)置在所述定子內(nèi)，其特征在于，所述 臥式電動機(jī)還具有上述1-9任一項(xiàng)所述的風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種電動機(jī)風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)，定子和轉(zhuǎn)子之間間隔的氣隙為楔形氣隙，所述楔形氣隙的小端口位于所述轉(zhuǎn)子的低溫側(cè)，所述楔形氣隙的大端口位于所述轉(zhuǎn)子的高溫側(cè)。采用本實(shí)用新型所提供的電動機(jī)風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)，利用在定子和轉(zhuǎn)子之間形成楔形氣隙，能夠提高定子和轉(zhuǎn)子冷卻溫度的均勻性和散熱效率，并且結(jié)構(gòu)簡單。此外，本實(shí)用新型還提供了一種具備上述風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)的臥式電動機(jī)，該臥式電動機(jī)相對于采用現(xiàn)有技術(shù)中風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)的電動機(jī)具有較高的工作效率和工作穩(wěn)定性。
文檔編號H02K9/06GK201887602SQ20102059759
公開日2011年6月29日 申請日期2010年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月8日
發(fā)明者欒茹, 肖富凱 申請人:中冶京誠(湘潭)重工設(shè)備有限公司, 欒茹, 肖富凱