专利名称：直流电机强制内风冷装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及直流电机的散热问题，具体的说是一种直流电机的强制风冷却装置，通过增加一个轴端冷却风扇的方法来解决直流电机在恶劣条件下的工作散热问题，以确保电机工作的稳定可靠。
背景技术：
直流电机在工作时绕组会产生热量，这个热量是与工作强度成正比的，必须及时予以散却，否则会使电机的工作效率迅速降低，严重时还会烧毁绕组损坏电机。现有直流电机的散热包括以下几种方法:1、自然对流散热。利用空气对流将电机工作时产生的热量带走。这是一种常用的方法，一般不增加辅助装置，仅依靠电机外壳(有些在外壳上加有增大表面积的筋条)和空气对流散热，不能满足电机高强度工作时对散热的要求，也不适合在狭小空间及通风条件差的空间使用；2、同轴风扇散热。在电机转子一端的轴上固连一个扇叶，利用转子转动时轴向驱动空气流动带走热能。包括内扇叶和外扇叶两种形式，内扇叶空气流过转子和定子间的空隙，适合内转子永磁直流电机。外扇叶配合一个导流罩，空气流过电机外壳表面，适合绕组固定在外壳上的内转子无刷直流电机。这种方法在电机大负荷低转速情况下冷却气流流量与负荷成反比例关系，基本不能提供有效的散热；3、附加风扇散热。在电机外壳的散热片上附加一个电动风扇来散热。常用于电机大负荷工况，可解决通风不良环境中的散热问题，适用于绕组固定在外壳上的内转子无刷直流电机；4、水套散热。在电机外壳表面增加一个水套，利用水流带走电机工作时的热能。适用范围较小，仅在水源丰富的环境中工作的内转子无刷直流电机上有使用意义。
发明内容
本发明要解决的是内转子式直流电机在高强度小空间里工作散热所存在的上述不足，提供一种能够适应电机高强度工作又能满足小空间通风的强制风冷装置，装有该系统的内转子式直流电机可以实现在狭小空间内的高强度连续工作，而不会出现过热烧毁电机的问题。具体的说是通过在现有内转子直流电机的后端盖外附加一个电动风扇来强制冷却转子绕组，能实现冷却量与负荷的正比关系，避免电机在大负荷工况下出现过热烧毁现象。实现本发明目的的技术解决方案为:一种直流电机强制内风冷装置，包括通气式前端盖、桥式整流器、电动风扇、固定螺钉、柔性密封件、通气式后端盖和直流电机；通气式前端盖安装于直流电机的输出轴端，桥式整流器固定于直流电机的通气式后端盖的内侧，电动风扇通过固定螺钉安装在通气式后端盖外侧，通气式前端盖和通气式后端盖上制有通风孔。所述电动风扇通过固定于通气式后端盖内侧的桥式整流器从直流电机的电刷上获取电能。所述桥式整流器的交流输入端并接于直流电机的电刷上，桥式整流器的直流输出端连接电动风扇。所述电动风扇与通气式后端盖相贴合部分装有柔性密封件。所述电动风扇采用轴流式风扇或离心式风扇。本发明与现有技术相比，其显著优点:1、较彻底的解决了内转子直流电机转子绕组大负荷工作时的散热问题；2、具有与负荷成正比的冷却效果；3、可适用于各种形式的直流电机，并具有风量自适应调节能力。
附图是本发明的结构示意图。
具体实施例方式本发明直流电机强制内风冷装置，包括一个电动风扇、桥式整流器、通气式前后端盖、柔性密封件、及固定螺钉等。其特征在于电动风扇用固定螺钉安装于通气式后端盖外侦牝风扇与端盖间装有柔性密封件，桥式整流器安装在通气式后端盖内侧，其交流输入端连接在直流电机的电刷上，直流输出端则与电动风扇相连。所述的电动风扇工作电压应与直流电机一致；所述桥式整流器为通用型电子器件，用于提供电动风扇恒定的电压极性，其工作电压和电流应能适应直流电机的工作电压变化和电动风扇的工作电流需要；所述的通气式端盖为一制有通风孔的电机端盖，应前后成对使用；所述柔性密封件为一环形件用以封堵电动风扇与端盖安装的间隙，以提高电动风扇的通风效率。所述的电动风扇是强制冷却的主要执行部件，可工作于吹风或吸风模式，因此其形式可以是轴流式或离心式风扇。采用轴流式风扇时可以实现吹风和吸风两种模式，但吹风模式的效率要高些，风扇自身也不会受电机热风的影响。而离心风扇由于其结构所限，仅适用于吸风模式，虽然效率较高，但自身会受到电机热风的影响而要求具有高温工作特性。由于电动风扇的工作电压取自直流电机，因此其冷却风的流量也与电机电压相关，电机不工作电动风扇也不工作，电机大负荷(高电压)工作则电动风扇也高速大流量通风，这样就实现了与电机负荷成正比的散热关系。装置了本发明的直流电机，在低速小负荷工作时由于供给电机的电压较低，电动风扇也以较低转速工作，通风量较小。而当电机大负荷低转速工作时(此时往往伴随着高电压、大电流、低转速和高热量)，电动风扇由于获得高电压也会高速运转，这一特点恰好满足了高散热的要求，因此可及时有效的排出电机所产生的热量。下面结合附图对本发明作进一步详细描述。参见图1，本发明直流电机强制内风冷装置包括:安装于直流电机7输出轴端的通气式前端盖1、固定于电机通气式后端盖6内侧的桥式整流器2、电动风扇3通过固定螺钉4安装在通气式后端盖6外侧、柔性密封件5位于电动风扇3和通气式后端盖6之间。所述通气式前端盖I和通气式后端盖6上沿圆周分布有多个通风孔用于冷却气流的流通。所述桥式整流器2为四个整流二极管接成的全波整流桥，其交流输入端并接在电刷上，直流输出端连接电动风扇3，用于给电动风扇3供电及固定电源极性。所述电动风扇3为直流供电的市场采购成品，其电压范围应与直流电机7的工作电压范围一致，结构形式可以是轴流式也可以是离心式。所述柔性密封件5为柔性材料制作的环形件，用于封堵电动风扇3和通气式后端盖6之间的泄漏缝隙，确保气流只能通过通气式前后端盖1、6上的通风孔流通。当直流电机7通电工作时，并接在电刷上的桥式整流器2同时获得电能，电动风扇3开始运转，气流通过通气式前端盖1、通气式后端盖6上的通气孔流动，直流电机7转子绕组所产生的热量被流动的空气强制带出。由于取电采用了全波桥式整流器，直流电机7在改变电压极性换向时将不会影响电动风扇3的工作极性，而直流电机7在改变电压大小调速时，电动风扇3也会随之改变转速，通风量与直流电机7的工作电压成正比。当直流电机7出现近乎堵转的大负荷工作状态时，由于所加电压在高端，电动风扇3的转速也为最大，对应的通风量也最大，实现了冷却气流流量与负荷的正比对应关系。
权利要求
1.一种直流电机强制内风冷装置，其特征在于:包括通气式前端盖(I)、桥式整流器(2)、电动风扇(3)、固定螺钉(4)、柔性密封件(5)、通气式后端盖(6)和直流电机(7);通气式前端盖(I)安装于直流电机(7)的输出轴端，桥式整流器(2)固定于直流电机(7)的通气式后端盖(6)的内侧，电动风扇(3)通过固定螺钉(4)安装在通气式后端盖(6)外侧，通气式前端盖(I)和通气式后端盖(6 )上制有通风孔。
2.根据权利要求书I所述的直流电机强制内风冷装置，其特征在于:所述电动风扇(3)通过固定于通气式后端盖(6)内侧的桥式整流器(2)从直流电机(7)的电刷上获取电能。
3.根据权利要求书I所述的直流电机强制内风冷装置，其特征在于:所述桥式整流器(2)的交流输入端并接于直流电机(7)的电刷上，桥式整流器(2)的直流输出端连接电动风扇(3)。
4.根据权利要求书I所述的直流电机强制内风冷装置，其特征在于:所述电动风扇(3)与通气式后端盖(6 )相贴合部分装有柔性密封件(5 )。
5.根据权利要求书I所述的直流电机强制内风冷装置，其特征在于:所述柔性密封件(5)为一环形件，用以封堵电动风扇(3)与通气式后端盖(6)安装的间隙。
6.根据权利要求书I所述的直流电机强制内风冷装置，其特征在于:所述电动风扇(3)采用轴流式风扇或离心式风扇。
全文摘要
本发明公开了一种直流电机强制内风冷装置，直流电机强制内风冷装置包括直流电机、电动风扇、通气式前后端盖、桥式整流器和柔性密封件，电动风扇安装于直流电机通气式后端盖外侧并通过桥式整流器从直流电机电刷上获取工作电能，冷却气流通过通气式前后端盖上的通风孔直接流过转子绕组表面，且流量正比于直流电机的工作负荷。本发明较彻底的解决了内转子直流电机转子绕组大负荷工作时的散热问题，具有与负荷成正比的冷却效果，可适用于各种形式的直流电机，并具有风量自适应调节能力。
文档编号H02K3/24GK103199644SQ20131013555
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月18日 优先权日2013年4月18日
发明者朱凯, 朱健声, 张浩峰 申请人:南京理工大学