感应马达的制作方法

本发明涉及感应马达冷却系统的领域。

背景技术：

感应马达包括在腔内产生旋转磁场的定子以及以可旋转的方式设置在定子的腔内并且通过与由定子产生的磁场相互作用而旋转的转子。

定子包括限定腔的定子叠片组和缠绕在定子叠片组的内周缘部分上的定子绕组。当电流流动通过定子绕组时，在腔内部产生了磁场。

转子包括转子叠片组和具有旋转轴的转子笼。转子笼由一对端环和形成于该一对端环之间的多个导电条形成。

当转子以可旋转的方式布置在定子的腔内且电流流动通过定子绕组时，由定子绕组产生的磁场被施加至转子。这进而在导电条中产生电流，并且由于在导电条中产生的电流与由定子产生的磁场之间的相互作用而在转子中产生电磁力。转子因在转子中产生的电磁力而旋转。

在马达(定子叠片组和转子叠片组，定子绕组和转子笼)的磁性回路和电路中由于电磁功率转换而都存在功率损耗。这些损耗产生了热，该热必须被移除以保持部件的温度与马达的材料的热等级属性和马达所需级别的可靠性相兼容。

为了移除产生的热，马达设置有空气循环冷却系统。

在现有技术的状态下，已知的是在马达的壳体的外表面上设置翅片并且在马达的非驱动侧设置风扇组件以产生空气流并且引导空气流朝向翅片。

例如，在US 2014/0062227、US 2014/0021812和US 2011/0068644中公开了具有冷却系统的感应马达。

由于损耗的相关量是由转子中产生的热所导致的，本申请人已觉察到散热片差不多足以移除在转子中产生的热，并且察觉到可以通过改善转子的冷却来提高马达的性能。

因此，需要提供一种具有涉及转子的改进的冷却的冷却系统的感应马达。

技术实现要素：

本发明涉及一种感应马达，该感应马达包括：壳体，该壳体具有外表面；定子，该定子保持在所述壳体内，所述定子具有沿着纵向方向延伸的定子腔；转子，该转子以可旋转的方式设置在所述定子的所述定子腔内并且构造成相对于所述定子围绕沿着所述纵向方向延伸的轴线旋转；多个周向间隔开的散热片，所述多个周向间隔开的散热片设置在壳体的所述外表面上，各个散热片沿着所述纵向方向延伸并且在位于所述外表面上的基部与以翅片距离定位的自由端之间、从所述外表面向外突出，所述翅片距离作为所述轴线与所述自由端之间的径向距离被测量，所述转子包括多个内空气管道，各个内空气管道构造成允许空气流通过各个内空气管道，所述感应马达包括与所述多个内空气管道流体连通的多个外空气管道以形成空气循环回路，各个外空气管道相邻于相应的一个或更多个散热片布置，并且与所述相应的一个或更多个散热片间隔开并分开；各个外空气管道沿着所述纵向方向以平行于相应的一个或更多个散热片的方式在第一端部与第二端部之间延伸；各个外空气管道设置在所述相邻的一个或更多个散热片的外部，并且具有测量为所述轴线与所述外空气管道之间的最小径向距离的最小管道距离，所述最小管道距离大于相应相邻的一个或更多个散热片的最大翅片距离。

优选地，各个外空气管道径向地布置在相应相邻的散热片的自由端的外部并且平行于所述相邻的散热片延伸，所述最小管道距离大于所述相邻的散热片的翅片距离。

优选地，所述壳体包括形成于所述外表面中的多个第一孔和多个第二孔，多个第一外连接管道和多个第二外连接管道被设置用于将各个外空气管道的第一端部与对应的第一孔相连接以及用于将各个外空气管道的第二端部与对应的第二孔相连接。

优选地，所述壳体在驱动侧与风扇侧之间延伸，在所述风扇侧处设置有风扇冷却组件，所述风扇冷却组件包括内风扇和外风扇，所述内风扇构造成产生流动通过所述多个内空气管道和所述多个外空气管道的空气流，所述外风扇构造成产生空气流并且引导空气流朝向设置在壳体的外表面上的所述多个散热片且朝向所述多个外空气管道。

优选地，所述内风扇包括用于吸入空气的入口和用于排出空气的出口，内风扇的所述出口定位在所述第一孔和所述第二孔中的一者附近。

优选地，在多个内空气管道与内风扇之间定位有内空气导引件以收集逸出内空气管道的空气并且导引该空气朝向内风扇，在多个内空气管道与第一孔之间定位有内空气导引件以收集逸出第一孔的空气并且导引该空气朝向所述多个内空气管道。

优选地，在所述多个散热片和所述多个外空气管道的外部设置有外壳使得散热片和外空气管道被围封在壳体的外表面与外壳之间。

优选地，所述转子与驱动轴联接，所述多个内空气管道包括一组或更多组周向间隔开的内空气管道，在所述转子中在靠近所述驱动轴的径向位置处形成有至少一组周向间隔开的内空气管道。

优选地，所述转子包括与所述驱动轴联接的转子叠片组和与所述转子叠片组联接的转子笼，在所述转子中在靠近所述驱动轴的径向位置处形成的所述至少一组周向间隔开的内空气管道形成在所述转子叠片组中。

附图说明

将在下文参照附图对本发明进行更详细的描述，在附图中示出了本发明的一些实施方式。图示了实施方式的附图是示意性表示。

图1是根据本发明一个实施方式的感应马达的立体图，

图2是图1中的马达的剖视图，

图3是图1中的马达的正视图，

图4至图7是图1中的马达的其他剖视图。

具体实施方式

图1示出了感应马达1。

根据优选的实施方式，感应马达1是全封闭风扇冷却(TEFC)式感应马达。

感应马达1包括壳体10和保持在壳体10内的定子20。壳体10具有外表面10a和内表面10b。

优选地，壳体10包括多个支承构件15，所述多个支承构件15在该示例中呈脚状件的形式，用于倚靠在基部底板上。

定子20具有沿着纵向方向X-X延伸的定子腔21，感应马达1的轴线A沿着该纵向方向X-X延伸。

定子20包括定子叠片组22和定子绕组23，该定子叠片组22沿着纵向方向X-X从第一端22a和第二端22b延伸，该定子绕组23与定子叠片组22联接并且沿着纵向方向X-X从第一端部23a和第二端部23b延伸。定子绕组23从定子叠片组22的第一端22a和第二端22b纵向地突出。具体地，定子绕组23的第一端部23a和第二端部23b分别从定子叠片组22的第一端22a和第二端22b突出。

转子30以可旋转的方式设置在定子20内，具体地设置在定子腔21内，并且构造成相对于定子20绕轴线A旋转。转子30包括驱动轴31，该驱动轴31沿着纵向方向X-X在第一端部31a与第二端部31b之间延伸。第一端部31a标识感应马达1的驱动连接。

根据一个实施方式，转子30包括与驱动轴31联接的转子叠片组32和与转子叠片组32联接的转子笼33。转子笼33包括多个周向间隔开的条状件34和与所述多个周向间隔开的条状件34联接的两个相对的环35a、35b。条状件34和环35a、35b都是由导电材料制成的。

壳体10在第一端部10c与第二端部10d之间纵向地延伸。第一端部10c标识驱动侧11并且第二端部10d标识风扇侧12。

在驱动侧11处设置有驱动轴承组件2。驱动轴承组件2由第一屏蔽件13支承，该第一屏蔽件13固定至壳体10并且由壳体10保持。驱动轴承组件2与驱动轴31的第一端部31a联接以支承驱动轴31的旋转和驱动功能。

在风扇侧12处设置有风扇冷却组件3和非驱动轴承组件4。非驱动轴承组件4由第二屏蔽件14支承，该第二屏蔽件14固定至壳体10并且由壳体10保持。非驱动轴承组件4与驱动轴31的第二端部31b联接并且与驱动轴承组件2配合以支承驱动轴31的旋转。

风扇冷却组件3包括内风扇5和外风扇6。

内风扇5在壳体10内定位在转子30与第二屏蔽件14之间并且构造成产生用于冷却转子30并且优选地用于冷却定子20的一部分的空气流。具体地，内风扇5包括用于吸入空气的入口5a和排出空气的出口5b。

外风扇6在壳体10外定位在第二屏蔽件14以外的另一边并且构造成在壳体10的外表面10a上产生空气流。具体地，外风扇6包括用于吸入空气的入口6a和用于排出空气的出口6b。

具体地，在壳体10的外表面10a上设置有多个周向间隔开的散热片40。优选地，散热片40包括多组散热片，其中，每组散热片彼此平行。各个散热片40沿着纵向方向X-X延伸并且在位于外表面10a上的基部43与以翅片距离F1定位的自由端44之间从外表面10a向外突出。翅片距离F1作为轴线A与自由端44之间的径向距离被测量。换句话说，翅片距离F1作为在截面平面Y-Z(即，垂直于轴线A和纵向方向X-X的平面)上的轴线A与自由端44之间的直线距离被测量。翅片距离F1可以是恒定的或者可以在第一端部41与第二端部42之间纵向地变化。在该示例中，每组平行的散热片沿着相应的横向方向——例如垂直于纵向方向X-X的方向Y-Y或方向Z-Z——向外延伸。横向方向Y-Y和Z-Z处于垂直于纵向方向X-X的平面上。

优选地，散热片40的第一端部41和第二端部42分别在壳体10的第一端部10c和第二端部10d的附近。通过这种方式，散热片40基本上利用了壳体10的整个有效外表面10a。

由外风扇6产生的空气流被引导朝向散热片40以通过与壳体10外部的空气进行热交换来将壳体10内的特别是由定子20产生的热移除。

内风扇5与驱动轴31的第二端部31b联接，从而由驱动轴31驱动。具体地，内风扇5配装在驱动轴31的第二端部31b上并且与驱动轴31共同地旋转。

根据一个实施方式，外风扇6也与驱动轴31的第二端部31b联接。具体地，外风扇5也安装在驱动轴的第二端部31b上并且与驱动轴31共同地旋转。

根据替代性的实施方式，为此目的提供了可以联接至电动马达的驱动轴的外风扇6。该实施方式在感应马达1是低速马达或变速马达时是有利的。在这种情况下，事实上，驱动轴31的低速度或可变速度可能不能保证外风扇6的空气流的足够的速率。

风扇罩7被紧固至壳体10以遮盖外风扇6。风扇罩7具有多个孔7a，所述多个孔7a用于允许外风扇6吸入空气并且产生引导在壳体10的外表面10a上的空气流。在壳体10的外表面10a上，由外风扇6产生的空气流与翅片40进行热交换量以从壳体10移除热。

为了从转子移除热，转子30包括多个内空气管道36。优选地，内空气管道36形成在转子叠片组32中。各个内空气管道36构造成允许空气流的通过。

根据一个实施方式中，内空气管道36包括一组或更多组周向间隔开的内空气管道。各组内空气管道定位在不同的径向位置处。

优选地，内空气管道36包括形成在转子叠片组32中的第一组内空气管道36a。更优选地，内空气管道36还包括形成在两个相邻的条状件34之间的第二组内空气管道36b。

第一组36a定位成比第二组36b更靠近驱动轴31。每组内空气管道可以包括周向间隔开的内空气管道的一个或更多个阵列，其中，各个周向间隔开的内空气管道的阵列定位在不同的径向位置处。

例如，第一组36a包括三个周向间隔开的内空气管道的阵列，而第二组36b包括单个周向间隔开的内空气管道的阵列。

在转子叠片组32中形成的第一组内空气管道36a具有环状横截面。在两个相邻的条状件34之间形成的第二组内空气管道36b具有长形横截面，该长形横截面具有短边和长边，其中，长边径向地延伸。

为了形成空气循环回路，在壳体10的外部设置有多个周向间隔开的外空气管道50。外空气管道50与内空气管道36流体连通。

内风扇5构造成产生流动通过内空气管道36和外空气管道50的空气流。

根据一个实施方式，内风扇5通过内空气管道36吸入空气，并且将吸入的空气排出到外空气管道50中。通过这种方式，吸入的空气收集由转子30所产生的部分热，并且接着穿过外空气管道50以通过与壳体10外部的空气进行热交换来释放该收集的热。

根据替代性的实施方式，内风扇5通过外空气管道50吸入空气，并且将吸入的空气排出到内空气管道36中。通过这种方式，吸入的空气穿过内空气管道36——在该内空气管道36中，吸入的空气收集由转子30产生的部分热——并且接着穿过外空气管道50以通过与壳体10外部的空气进行热交换来释放该收集的热。

各个外空气管道50设置成与相应的一个或更多个散热片40相邻并且与相应的一个或更多个散热片40间隔开且被分开。

各个外空气管道50沿着纵向方向X-X以平行于相应的一个或更多个散热片40的方式在第一端部51与第二端部52之间延伸。

各个外空气管道50设置在相邻的一个或更多个散热片40的外部，并且呈现出了测量为轴线A与外空气管道50之间的最小径向距离的最小管道距离D1。换句话说，最小管道距离D1作为在截面平面Y-Z(即，垂直于轴线A和纵向方向X-X的平面)中的轴线A与外空气管道50之间的最小直线距离被测量。最小管道距离D1大于相应相邻的一个或更多个散热片40的最大翅片距离F1。换句话说，外空气管道50径向地设置在多个散热片40的外部。

根据一个实施方式，壳体10的外表面10a具有大致筒形形状。在壳体10的外表面10a上设置有多个周向间隔开的散热片40并且所述多个周向间隔开的散热片40从外表面10a向外突出。具体地，多个散热片40从外表面10a向外延伸，从而在内部形成了环绕和包围外表面的环形区域。环形区沿着纵向方向X-X延伸并且示出了大致环形的部段，从而环绕和包围了大致筒形的外表面10a。此外，外空气管道50以大致径向的布置而设置在环形区域外部。另外，该环形区域的外部边界与各个散热片40的自由端44局部地重合并且因此定位成与轴线A相距翅片距离F1。如前所述，外管道位于环形区域外部，因此，外管道处于最小管道距离D1，该最小管道距离D1局部地大于相邻的一个或更多个散热片50的最大翅片距离F1。例如，散热片50可以包括多组散热片50，各组散热片50以不同的取向和不同的翅片距离F1从外表面10a突出。如前所述，外空气管道50的最小管道距离D1局部地大于翅片距离F1，并且可以根据相邻组的散热片40的最大翅片距离F1“局部地”变化。因此，各个外空气管道50与相邻(或最靠近的)组的散热片40间隔开或者分开。

外空气管道50的这种布置使得可以将由外风扇6产生的且被引导朝向散热片40的散热空气流——该散热空气流主要致力于将由定子20产生的热移除——与由内风扇5产生的且在外空气管道50内流动的散热空气流——该散热空气流主要致力于将由转子30产生的热移除——分开。

根据一个实施方式，各个外空气管道50径向地设置在相应相邻的散热片40的自由端44的外部，并且平行于相邻的散热片40延伸。最小管道距离D1大于相邻的散热片40的翅片距离F1。

根据一个实施方式，感应马达1包括设置在散热片40和外空气管道50外部的外壳16。因此，散热片40和外空气管道50被围封在壳体10与外壳16之间。外壳16具有外表面16a和内表面16b。通过该实施方式，迫使由外风扇6产生的空气流在壳体10的外表面10a与外壳16的内表面16b之间流动。这进而优化了通过散热片40的空气流以及散热片40的热交换的效率。

优选地，由内风扇5产生的空气流的一部分流动朝向定子绕组23的从定子叠片组22突出的第二端部23b。由此，由内部风扇5产生的这部分空气流收集由定子绕组23所产生的热并且接着流动通过外空气管道50以释放该热。

优选地，外空气管道50的第一端部51和第二端部52在壳体10的第一端部10c和第二端部10d附近。

壳体10包括形成于外表面10a中的多个第一孔17和多个第二孔18。设置有多个第一外连接管道53和多个第二外连接管道54用于将各个外空气管道50的第一端部51与对应的第一孔17相连接，以及用于将各个外空气管道50的第二端部52与对应的第二孔18相连接。

优选地，第一孔17和第二孔18在壳体10的第一端部10c和第二端部10d的附近。

内风扇5从转子内管道36吸入热空气并且引导热空气流朝向第二孔18。热空气流通过第二孔18进入外空气管道50并且由于热空气流在外空气管道内行进期间所执行的热交换而在第一孔17处以较低的温度逸出。在第一孔处逸出的空气流由内风扇5吸入通过转子内管道36并且因此空气流进入转子内空气管道36中以收集由转子30产生的热。

优选地，内风扇5的出口5b被定位在第二孔18的附近以减少内风扇5的出口5b与第二孔18之间的流动损失。

优选地，内空气导引件8与驱动轴31的第二端部31b联接并且定位在内空气管道36与内风扇5之间以收集逸出内空气管道36的空气并且导引该空气朝向内风扇5。

优选地，内空气导引件9与驱动轴31的第一端部31a联接并且定位在内空气管道36与第一孔17之间以收集逸出第一孔17的空气并且导引该空气朝向内空气管道36。

内空气导引件8、9与驱动轴31共同地旋转。

虽然已经参照优选的实施方式对本发明进行了描述，但是该描述是本发明的说明而不应该被解释为限制本发明。

本领域的技术人员在不脱离由所附权利要求所限定的本发明的范围的情况下可以对本发明进行各种修改和应用。