直流電機強制內風冷裝置的製作方法

2023-09-18 04:24:40 3

專利名稱：直流電機強制內風冷裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及直流電機的散熱問題，具體的說是一種直流電機的強制風冷卻裝置，通過增加一個軸端冷卻風扇的方法來解決直流電機在惡劣條件下的工作散熱問題，以確保電機工作的穩定可靠。
背景技術：
直流電機在工作時繞組會產生熱量，這個熱量是與工作強度成正比的，必須及時予以散卻，否則會使電機的工作效率迅速降低，嚴重時還會燒毀繞組損壞電機。現有直流電機的散熱包括以下幾種方法:1、自然對流散熱。利用空氣對流將電機工作時產生的熱量帶走。這是一種常用的方法，一般不增加輔助裝置，僅依靠電機外殼(有些在外殼上加有增大表面積的筋條)和空氣對流散熱，不能滿足電機高強度工作時對散熱的要求，也不適合在狹小空間及通風條件差的空間使用；2、同軸風扇散熱。在電機轉子一端的軸上固連一個扇葉，利用轉子轉動時軸向驅動空氣流動帶走熱能。包括內扇葉和外扇葉兩種形式，內扇葉空氣流過轉子和定子間的空隙，適合內轉子永磁直流電機。外扇葉配合一個導流罩，空氣流過電機外殼表面，適合繞組固定在外殼上的內轉子無刷直流電機。這種方法在電機大負荷低轉速情況下冷卻氣流流量與負荷成反比例關係，基本不能提供有效的散熱；3、附加風扇散熱。在電機外殼的散熱片上附加一個電動風扇來散熱。常用於電機大負荷工況，可解決通風不良環境中的散熱問題，適用於繞組固定在外殼上的內轉子無刷直流電機；4、水套散熱。在電機外殼表面增加一個水套，利用水流帶走電機工作時的熱能。適用範圍較小，僅在水源豐富的環境中工作的內轉子無刷直流電機上有使用意義。

發明內容
本發明要解決的是內轉子式直流電機在高強度小空間裡工作散熱所存在的上述不足，提供一種能夠適應電機高強度工作又能滿足小空間通風的強制風冷裝置，裝有該系統的內轉子式直流電機可以實現在狹小空間內的高強度連續工作，而不會出現過熱燒毀電機的問題。具體的說是通過在現有內轉子直流電機的後端蓋外附加一個電動風扇來強制冷卻轉子繞組，能實現冷卻量與負荷的正比關係，避免電機在大負荷工況下出現過熱燒毀現象。實現本發明目的的技術解決方案為:一種直流電機強制內風冷裝置，包括通氣式前端蓋、橋式整流器、電動風扇、固定螺釘、柔性密封件、通氣式後端蓋和直流電機；通氣式前端蓋安裝於直流電機的輸出軸端，橋式整流器固定於直流電機的通氣式後端蓋的內側，電動風扇通過固定螺釘安裝在通氣式後端蓋外側，通氣式前端蓋和通氣式後端蓋上制有通風孔。所述電動風扇通過固定於通氣式後端蓋內側的橋式整流器從直流電機的電刷上獲取電能。所述橋式整流器的交流輸入端並接於直流電機的電刷上，橋式整流器的直流輸出端連接電動風扇。所述電動風扇與通氣式後端蓋相貼合部分裝有柔性密封件。所述電動風扇採用軸流式風扇或離心式風扇。本發明與現有技術相比，其顯著優點:1、較徹底的解決了內轉子直流電機轉子繞組大負荷工作時的散熱問題；2、具有與負荷成正比的冷卻效果；3、可適用於各種形式的直流電機，並具有風量自適應調節能力。


附圖是本發明的結構示意圖。
具體實施例方式本發明直流電機強制內風冷裝置，包括一個電動風扇、橋式整流器、通氣式前後端蓋、柔性密封件、及固定螺釘等。其特徵在於電動風扇用固定螺釘安裝於通氣式後端蓋外偵牝風扇與端蓋間裝有柔性密封件，橋式整流器安裝在通氣式後端蓋內側，其交流輸入端連接在直流電機的電刷上，直流輸出端則與電動風扇相連。所述的電動風扇工作電壓應與直流電機一致；所述橋式整流器為通用型電子器件，用於提供電動風扇恆定的電壓極性，其工作電壓和電流應能適應直流電機的工作電壓變化和電動風扇的工作電流需要；所述的通氣式端蓋為一制有通風孔的電機端蓋，應前後成對使用；所述柔性密封件為一環形件用以封堵電動風扇與端蓋安裝的間隙，以提高電動風扇的通風效率。所述的電動風扇是強制冷卻的主要執行部件，可工作於吹風或吸風模式，因此其形式可以是軸流式或離心式風扇。採用軸流式風扇時可以實現吹風和吸風兩種模式，但吹風模式的效率要高些，風扇自身也不會受電機熱風的影響。而離心風扇由於其結構所限，僅適用於吸風模式，雖然效率較高，但自身會受到電機熱風的影響而要求具有高溫工作特性。由於電動風扇的工作電壓取自直流電機，因此其冷卻風的流量也與電機電壓相關，電機不工作電動風扇也不工作，電機大負荷(高電壓)工作則電動風扇也高速大流量通風，這樣就實現了與電機負荷成正比的散熱關係。裝置了本發明的直流電機，在低速小負荷工作時由於供給電機的電壓較低，電動風扇也以較低轉速工作，通風量較小。而當電機大負荷低轉速工作時(此時往往伴隨著高電壓、大電流、低轉速和高熱量)，電動風扇由於獲得高電壓也會高速運轉，這一特點恰好滿足了高散熱的要求，因此可及時有效的排出電機所產生的熱量。下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。參見圖1，本發明直流電機強制內風冷裝置包括:安裝於直流電機7輸出軸端的通氣式前端蓋1、固定於電機通氣式後端蓋6內側的橋式整流器2、電動風扇3通過固定螺釘4安裝在通氣式後端蓋6外側、柔性密封件5位於電動風扇3和通氣式後端蓋6之間。所述通氣式前端蓋I和通氣式後端蓋6上沿圓周分布有多個通風孔用於冷卻氣流的流通。所述橋式整流器2為四個整流二極體接成的全波整流橋，其交流輸入端並接在電刷上，直流輸出端連接電動風扇3，用於給電動風扇3供電及固定電源極性。所述電動風扇3為直流供電的市場採購成品，其電壓範圍應與直流電機7的工作電壓範圍一致，結構形式可以是軸流式也可以是離心式。所述柔性密封件5為柔性材料製作的環形件，用於封堵電動風扇3和通氣式後端蓋6之間的洩漏縫隙，確保氣流只能通過通氣式前後端蓋1、6上的通風孔流通。當直流電機7通電工作時，並接在電刷上的橋式整流器2同時獲得電能，電動風扇3開始運轉，氣流通過通氣式前端蓋1、通氣式後端蓋6上的通氣孔流動，直流電機7轉子繞組所產生的熱量被流動的空氣強制帶出。由於取電採用了全波橋式整流器，直流電機7在改變電壓極性換向時將不會影響電動風扇3的工作極性，而直流電機7在改變電壓大小調速時，電動風扇3也會隨之改變轉速，通風量與直流電機7的工作電壓成正比。當直流電機7出現近乎堵轉的大負荷工作狀態時，由於所加電壓在高端，電動風扇3的轉速也為最大，對應的通風量也最大，實現了冷卻氣流流量與負荷的正比對應關係。
權利要求
1.一種直流電機強制內風冷裝置，其特徵在於:包括通氣式前端蓋(I)、橋式整流器(2)、電動風扇(3)、固定螺釘(4)、柔性密封件(5)、通氣式後端蓋(6)和直流電機(7);通氣式前端蓋(I)安裝於直流電機(7)的輸出軸端，橋式整流器(2)固定於直流電機(7)的通氣式後端蓋(6)的內側，電動風扇(3)通過固定螺釘(4)安裝在通氣式後端蓋(6)外側，通氣式前端蓋(I)和通氣式後端蓋(6 )上制有通風孔。
2.根據權利要求書I所述的直流電機強制內風冷裝置，其特徵在於:所述電動風扇(3)通過固定於通氣式後端蓋(6)內側的橋式整流器(2)從直流電機(7)的電刷上獲取電能。
3.根據權利要求書I所述的直流電機強制內風冷裝置，其特徵在於:所述橋式整流器(2)的交流輸入端並接於直流電機(7)的電刷上，橋式整流器(2)的直流輸出端連接電動風扇(3)。
4.根據權利要求書I所述的直流電機強制內風冷裝置，其特徵在於:所述電動風扇(3)與通氣式後端蓋(6 )相貼合部分裝有柔性密封件(5 )。
5.根據權利要求書I所述的直流電機強制內風冷裝置，其特徵在於:所述柔性密封件(5)為一環形件，用以封堵電動風扇(3)與通氣式後端蓋(6)安裝的間隙。
6.根據權利要求書I所述的直流電機強制內風冷裝置，其特徵在於:所述電動風扇(3)採用軸流式風扇或離心式風扇。
全文摘要
本發明公開了一種直流電機強制內風冷裝置，直流電機強制內風冷裝置包括直流電機、電動風扇、通氣式前後端蓋、橋式整流器和柔性密封件，電動風扇安裝於直流電機通氣式後端蓋外側並通過橋式整流器從直流電機電刷上獲取工作電能，冷卻氣流通過通氣式前後端蓋上的通風孔直接流過轉子繞組表面，且流量正比於直流電機的工作負荷。本發明較徹底的解決了內轉子直流電機轉子繞組大負荷工作時的散熱問題，具有與負荷成正比的冷卻效果，可適用於各種形式的直流電機，並具有風量自適應調節能力。
文檔編號H02K3/24GK103199644SQ20131013555
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月18日 優先權日2013年4月18日
發明者朱凱, 朱健聲, 張浩峰 申請人:南京理工大學