一种永磁电机及其散热控制方法与流程

本发明涉及永磁电机的冷却领域，尤其涉及一种永磁电机及其散热控制方法。

背景技术：

由于永磁电机的特殊性，永磁体带有磁性，为防止外部水分、灰尘和铁屑等杂质进入电机内部吸附在转子表面，从而影响电机的正常运行，因此永磁电机通常采用全封闭式结构。

全封闭永磁电机的冷却方式通常采用强迫风冷或水冷，而无论是通过外循环风道的强迫风冷还是通过布置水道进行水冷，流道均处于封闭腔外部，直接冷却部位也均在封闭腔以外区域。而电机转子内部由于全封闭，电机运行产生的高热量始终封闭在内部。只能采用内置风扇或加翅片的方式来通过转子自身的转动将内部高温气体流通扩散。

如图1所示，传统的永磁电机内部结构如图1所示，永磁电机由非传动端端盖1、机壳3、传动端端盖5和转轴8组成封闭结构，转子7位于该封闭结构内。永磁电机在运行过程中产生的热量，除自身散掉一部分外，主要通过转子上自带的内风扇9将内部的热量进行分散搅匀，加快内部气体流动，并通过转子7与定子4之间的间隙以及转子7、定子4各自的轴向通风孔将非传动端空间a区和传动端空间b区两边的热量进行流通扩散，再通过各部件自然散热，避免局部温度过高。

然而，内循环的散热方式只是将内部热量尽可能的混合均匀，从而避免局部温度过高，并没有将其排出到电机外部，因此散热效果大打折扣。永磁电机运转产生的大部分高热量依然长时间封闭在电机内部，制约着电机的温升，严重影响电机的运行特性。

为解决上述问题，本发明旨在提出一种新型全封闭的永磁电机，具有较好的通风冷却效果，可有效冷却电机封闭内腔温度，降低电机温升，提高电机运行性能。

技术实现要素：

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

根据本发明的一方面，提供了一种永磁电机，所述永磁电机的非传动端端盖、机壳、传动端端盖以及转轴组成一封闭空间以将转子封闭在内，所述封闭空间上设置有通风孔，所述永磁电机包括：至少一个气泵，所述至少一个气泵通过管道与所述通风孔联通以便于所述封闭空间散热。

在一实施例中，所述气泵为吹气泵，响应于所述封闭空间需要散热，所述吹气泵运行以向所述封闭空间内吹气。

较优地，所述封闭空间被分为非传动端空间和传动端空间，所述吹气泵与所述非传动端空间联通。

在另一实施例中，所述气泵为吸气泵，响应于所述封闭空间需要散热，所述吸气泵运行以吸出所述封闭空间内的气体。

较优地，所述封闭空间被分为非传动端空间和传动端空间，所述吸气泵与所述传动端空间联通。

进一步地，所述至少一个气泵为1个气泵。

在另一实施例中，所述至少一个气泵为多个气泵，所述多个气泵分为若干个吸气泵和若干个吹气泵，所述若干个吸气泵和所述若干个吹气泵分别与所述封闭空间联通，响应于所述封闭空间需要散热，所述若干个吹气泵运行以向所述封闭空间内吹气，所述若干个吸气泵运行以吸出所述封闭空间内的气体。

较优地，所述封闭空间被分为非传动端空间和传动端空间，所述吹气泵与所述非传动端空间联通，所述吸气泵与所述传动端空间联通。

较优地，所述多个气泵为两个气泵，所述若干个吸气泵和所述若干个吹气泵分别为一个吸气泵和一个吹气泵。

较优地，所述吹气泵为带过滤装置的气泵，所述过滤装置用于过滤气体以防止外部杂质进入所述封闭空间内。

较优地，所述永磁电机还包括：温度传感器，用于检测所述封闭空间内的温度，响应于所述温度传感器检测出的温度值大于预设阈值，判断所述封闭空间需要散热。

较优地，所述通风孔设置于所述非传动端端盖、所述机壳或所述传动端端盖上。

根据本发明的另一个方面，还提供了了一种永磁电机的散热控制方法，所述永磁电机的非传动端端盖、机壳以及传动端端盖组成封闭空间以将转子组件封闭在内，所述封闭空间上设置有通风孔，所述永磁电机包括至少一个气泵，所述至少一个气泵通过管道与所述通风孔联通，所述散热控制方法包括：响应于所述封闭空间需要散热，控制所述至少一个气泵运行以促进所述封闭空间内的气体流通。

进一步地，所述永磁电机还包括温度传感器，用于检测所述封闭空间内的温度，所述散热控制方法还包括：响应于所述温度传感器检测出的温度值大于预设阈值，判断所述封闭空间需要散热。

根据本发明的又一个方面，还提供了一种永磁电机的散热控制装置，包括存储器和与所述存储器连接的处理器，所述处理器执行所述存储器上存储的计算机程序时实现如上述任一项所述的散热控制方法的步骤。

更进一步地，根据本发明的又一个方面，还提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现上述任一项所述的散热控制方法的步骤。

附图说明

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，更能够更好地理解本发明的上述特征和优点。

图1是根据传统的永磁电机的内部结构示意图；

图2是根据本发明的一个方面绘示的一实施例中的永磁电机的内部结构示意图；

图3是根据本发明的一个方面绘示的另一实施例中的永磁电机的内部结构示意图；

图4是根据本发明的一个方面绘示的又一实施例中的永磁电机的内部结构示意图；

图5是根据本发明的一个方面绘示的一实施例中的永磁电机的散热控制方法的流程示意图。

为清楚起见，以下给出附图标记的简要说明：

1非传动端盖板

2定子线圈

3机壳

4定子

5传动端端盖

6传动端轴承

7转子

8转轴

9内风扇

10非传动端轴承

11外风扇

12网板

13出气泵

14吸气泵

h、h1、h2通风孔

200、300、400永磁电机

510-520步骤

具体实施方式

给出以下描述以使得本领域技术人员能够实施和使用本发明并将其结合到具体应用背景中。各种变型、以及在不同应用中的各种使用对于本领域技术人员将是容易显见的，并且本文定义的一般性原理可适用于较宽范围的实施例。由此，本发明并不限于本文中给出的实施例，而是应被授予与本文中公开的原理和新颖性特征相一致的最广义的范围。

在以下详细描述中，阐述了许多特定细节以提供对本发明的更透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，本发明的实践可不必局限于这些具体细节。换言之，公知的结构和器件以框图形式示出而没有详细显示，以避免模糊本发明。

请读者注意与本说明书同时提交的且对公众查阅本说明书开放的所有文件及文献，且所有这样的文件及文献的内容以参考方式并入本文。除非另有直接说明，否则本说明书(包含任何所附权利要求、摘要和附图)中所揭示的所有特征皆可由用于达到相同、等效或类似目的的可替代特征来替换。因此，除非另有明确说明，否则所公开的每一个特征仅是一组等效或类似特征的一个示例。

注意，在使用到的情况下，标志左、右、前、后、顶、底、正、反、顺时针和逆时针仅仅是出于方便的目的所使用的，而并不暗示任何具体的固定方向。事实上，它们被用于反映对象的各个部分之间的相对位置和/或方向。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

注意，在使用到的情况下，进一步地、较优地、更进一步地和更优地是在前述实施例基础上进行另一实施例阐述的简单起头，该进一步地、较优地、更进一步地或更优地后带的内容与前述实施例的结合作为另一实施例的完整构成。在同一实施例后带的若干个进一步地、较优地、更进一步地或更优地设置之间可任意组合的组成又一实施例。

以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。

根据本发明的一个方面，提供了一种永磁电机，所述永磁电机虽然与传统的永磁电机具有相似的内部机械结构，但还设置了辅助内部封闭空间散热的散热设备。

传统的永磁电机的内部结构可如图1所示，包括非传动端盖板1、定子线圈2、机壳3、定子4、传动端端盖5、传动端轴承6、转子7、转轴8、内风扇9、非传动端轴承10、外风扇11和网板12。

其中，非传动端盖板1、机壳3、传动端端盖5和转轴8组成了以封闭空间(a和b)，转子7位于该封闭空间内。

为实现封闭空间的散热，本发明在传统的永磁电机的基础上还设置了至少一个气泵，该至少一个气泵可通过管道与设置于封闭空间上的通风孔联通，从而与封闭空间联通。当该永磁电机需要散热时，该至少一个气泵运行可促使封闭空间内的空气流通从而加快散热。

在一具体实施例中，如图2所示，永磁电机200具有与传统的永磁电机相似或相同的内部部件，比如包括非传动端盖板1、定子线圈2、机壳3、定子4、传动端端盖5、传动端轴承6、转子7、转轴8、内风扇9、非传动端轴承10、外风扇11和网板12。该非传动端盖板1、定子线圈2、机壳3、定子4、传动端端盖5、传动端轴承6、转子铁心7、转轴8、内风扇9、非传动端轴承10、外风扇11和网板12具有与传统的永磁电机内的对应部件相同或相似的结构和功能，不再赘述。

永磁电机200还包括一个吹气泵13，该吹气泵13通过管道131与封闭空间上的通风孔h联通。可以理解，通风孔的数量与吹气泵13的数量对应。当封闭空间需要散热时，吹气泵13运行以向所述封闭空间内吹气，可促进封闭空间内的气体运转并同时向封闭空间增加温度较低的气体，从而降低封闭空间内的温度。

可以理解，该通风孔h可设置于非传动端端盖1、机壳3或传动端端盖5上。

进一步地，封闭空间可被分为通过转子7与定子4之间的间隙以及转子7、定子4各自的轴向通风孔联通的两个空间a和b，其中空间a指转子与非传动端端盖之间的空间即非传动端空间，空间b指转子与传动端端盖之间的空间即传动端空间。

由于内风扇9设置于非传动端空间内，因此非传动端空间a内的气体在内风扇9的带动下从转子7与定子4之间的间隙以及定子4的轴向通风孔向传动端空间b内流动。较优地，通风孔h可设置在非传动端空间a上，吹气泵13则可通过设置在非传动端空间a上的通风孔h与非传动端空间a联通，从而提高非传动端空间a内的气压，进一步增加气体从非传动端空间a向传动端空间b流动的速度。

进一步地，可在永磁电机200的封闭空间内设置一个或多个温度传感器(未示出)，以用于检测封闭空间的温度。该一个或多个温度传感器检测出的温度值可用于判断封闭空间是否需要散热。例如，可基于内部空间的安全温度范围设置一预设阈值，响应于该一个或多个温度传感器检测出的温度值大于预设阈值，判断该封闭空间需要散热。

更优地，为防止外部杂质通过吹气泵13进入封闭空间内，该吹气泵13可以是包括过滤装置(未示出)的气泵，该过滤装置可用于过滤气体以防止外部杂质进入封闭空间内。

可以理解该过滤装置可以是吹气泵13自带的或另外配置的过滤装置。

进一步地，可根据永磁电机内部的产热量选择适当功率的吹气泵13。较优地，该吹气泵13还可以是具有多种运行功率的气泵以便适配永磁电机200的不同散热需求。

虽然图2所示的永磁电机200仅包括一个吹气泵13，但本领域的技术人员可以理解，基于永磁电机的散热需求，还可设置有多个吹气泵。

在另一具体实施例中，如图3所示，永磁电机300具有与传统的永磁电机相似或相同的内部部件，比如包括非传动端盖板1、定子线圈2、机壳3、定子4、传动端端盖5、传动端轴承6、转子7、转轴8、内风扇9、非传动端轴承10、外风扇11和网板12。该非传动端盖板1、定子线圈2、机壳3、定子4、传动端端盖5、传动端轴承6、转子铁心7、转轴8、内风扇9、非传动端轴承10、外风扇11和网板12具有与传统的永磁电机内的对应部件相同或相似的结构和功能，不再赘述。

永磁电机300还包括一个吸气泵14，该吸气泵14通过管道141与封闭空间上的通风孔h联通。可以理解，通风孔的数量与吸气泵14的数量对应。当封闭空间需要散热时，吸气泵14运行以向所述封闭空间内吸气，可在吸出封闭空间内温度较高的气体的同时促进封闭空间内的气体运转，从而降低封闭空间内的温度。

可以理解，该通风孔h可设置于非传动端端盖1、机壳3或传动端端盖5上。

进一步地，封闭空间可被分为通过转子7与定子4之间的间隙以及转子7、定子4各自的轴向通风孔联通的两个空间a和b，其中空间a指转子与非传动端端盖之间的空间即非传动端空间，空间b指转子与传动端端盖之间的空间即传动端空间。

由于内风扇9设置于非传动端空间内，因此非传动端空间a内的气体在内风扇9的带动下从转子7与定子4之间的间隙以及定子4的轴向通风孔向传动端空间b内流动。较优地，通风孔h可设置在传动端空间b上，吸气泵14则可通过设置在传动端空间b上的通风孔h与传动端空间b联通，从而降低传动端空间b内的气压，进一步增加气体从非传动端空间a向传动端空间b流动的速度。

进一步地，可在永磁电机300的封闭空间内设置一个或多个温度传感器(未示出)，以用于检测封闭空间的温度。该一个或多个温度传感器检测出的温度值可用于判断封闭空间是否需要散热。例如，可基于内部空间的安全温度范围设置一预设阈值，响应于该一个或多个温度传感器检测出的温度值大于预设阈值，判断该封闭空间需要散热。

进一步地，可根据永磁电机内部的产热量选择适当功率的吸气泵14。较优地，该吸气泵14还可以是具有多种运行功率的气泵以便适配永磁电机300的不同散热需求。

虽然图3所示的永磁电机300仅包括一个吸气泵14，但本领域的技术人员可以理解，基于永磁电机的散热需求，还可设置有多个吸气泵。

在又一具体实施例中，如图4所示，永磁电机400具有与传统的永磁电机相似或相同的内部部件，比如包括非传动端盖板1、定子线圈2、机壳3、定子4、传动端端盖5、传动端轴承6、转子7、转轴8、内风扇9、非传动端轴承10、外风扇11和网板12。该非传动端盖板1、定子线圈2、机壳3、定子4、传动端端盖5、传动端轴承6、转子铁心7、转轴8、内风扇9、非传动端轴承10、外风扇11和网板12具有与传统的永磁电机内的对应部件相同或相似的结构和功能，不再赘述。

永磁电机400还包括一个吹气泵13和一个吸气泵14。

该吹气泵13通过管道131与封闭空间上的通风孔h1联通。该吸气泵14通过管道141与封闭空间上的通风孔h2联通。

当封闭空间需要散热时，吹气泵13运行以向所述封闭空间内吹气，在吹散内部高温热量的同时，吹入的温度较低的气体可与内部的高温气体混合，并进一步通过转子上高速运转的内风扇9的带动下流动。同时，吸气泵14运行，从封闭空间内向外吸气，将封闭空间内的高温气体排出永磁电机体外。

可以理解，该通风孔h1或h2可设置于非传动端端盖1、机壳3或传动端端盖5上。

进一步地，封闭空间可被分为通过转子7与定子4之间的间隙以及转子7、定子4各自的轴向通风孔联通的两个空间a和b，其中空间a指转子与非传动端端盖之间的空间即非传动端空间，空间b指转子与传动端端盖之间的空间即传动端空间。

由于内风扇9设置于非传动端空间内，因此非传动端空间a内的气体在内风扇9的带动下从转子7与定子4之间的间隙以及定子4的轴向通风孔向传动端空间b内流动。较优地，通风孔h1可设置在非传动端空间a上，则吹气泵13可通过设置在非传动端空间a上的通风孔h1与非传动端空间a联通，同时，通风孔h2可设置在传动端空间b上，吸气泵14则可通过设置在传动端空间b上的通风孔h2与传动端空间b联通。当吹气泵13和吸气泵14运行时，吹气泵13向非传动端空间a吹气以提高非传动端空间a内的气压，吸气泵14从传动端空间b内吸出气体以降低传动端空间b内的气压，则非传动端空间a和传动端空间b之间的气压差可进一步增加气体从非传动端空间a向传动端空间b流动的速度，更有利于气体的扩散，从而达到快速给永磁电机400降温的目的。

可以理解，虽然上述描述了分别在非传动端空间a和传动端空间b上设置吹气泵13和吸气泵14的实施例，但本领域的技术人员可以理解在其他实施例中，该吹气泵13和吸气泵14的位置还可互换，互换位置后的吹气泵13和吸气泵14同样可增大非传动端空间a和传动端空间b内的气压差从而达到促进封闭空间内的气体的流动速度的效果。

进一步地，可在永磁电机400的封闭空间内设置一个或多个温度传感器(未示出)，以用于检测封闭空间的温度。该一个或多个温度传感器检测出的温度值可用于判断封闭空间是否需要散热。例如，可基于内部空间的安全温度范围设置一预设阈值，响应于该一个或多个温度传感器检测出的温度值大于预设阈值，判断该封闭空间需要散热。

更优地，为防止外部杂质通过吹气泵13进入封闭空间内，该吹气泵13可以是包括过滤装置(未示出)的气泵，该过滤装置可用于过滤气体以防止外部杂质进入封闭空间内。

可以理解该过滤装置可以是吹气泵13自带的或另外配置的过滤装置。

进一步地，可根据永磁电机内部的产热量选择适当功率的吹气泵13和吸气泵14。较优地，该吹气泵13和吸气泵14还可以是具有多种运行功率的气泵以便适配永磁电机400的不同散热需求。

虽然图4所示的永磁电机400仅包括一个吹气泵13和一个吸气泵14，但本领域的技术人员可以理解，基于永磁电机的散热需求，还可设置有多个吹气泵。且通风孔h1和h2的数量可基于吹气泵和吸气泵的数量分别对应地设置。

根据本发明的另一个方面，还提供一种永磁电机的散热控制方法，该永磁电机可以是上述任一实施例中所述的永磁电机，该永磁电机包括至少一个气泵。

在一实施例中，如图5所示，散热控制方法包括步骤s510：响应于永磁电机内部的封闭空间需要散热，控制该至少一个气泵运行以促进所述封闭空间内的气体流通。

进一步地，当该永磁电机还设置有温度传感器时，如图5所示，散热控制方法还包括步骤s520：响应于所述温度传感器检测出的温度值大于预设阈值，判断所述封闭空间需要散热。

尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。

根据本发明的又一个方面，还提供一种永磁电机的散热控制装置，包括存储器和与所述存储器连接的处理器，所述处理器执行所述存储器上存储的计算机程序时实现如上述任一项所述的散热控制方法的步骤。

更进一步地，根据本发明的又一个方面，还提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现上述任一项所述的散热控制方法的步骤。

本领域技术人员将可理解，信息、信号和数据可使用各种不同技术和技艺中的任何技术和技艺来表示。例如，以上描述通篇引述的数据、指令、命令、信息、信号、位(比特)、码元、和码片可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光学粒子、或其任何组合来表示。

本领域技术人员将进一步领会，结合本文中所公开的实施例来描述的各种解说性逻辑板块、模块、电路、和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件、或这两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、框、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员对于每种特定应用可用不同的方式来实现所描述的功能性，但这样的实现决策不应被解读成导致脱离了本发明的范围。

结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如dsp与微处理器的组合、多个微处理器、与dsp核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。

结合本文中公开的实施例描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。软件模块可驻留在ram存储器、闪存、rom存储器、eprom存储器、eeprom存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、cd-rom、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读取和写入信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在asic中。asic可驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。

在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现为计算机程序产品，则各功能可以作为一条或更多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，其包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可包括ram、rom、eeprom、cd-rom或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的合意程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(dsl)、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其它远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、dsl、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(cd)、激光碟、光碟、数字多用碟(dvd)、软盘和蓝光碟，其中盘(disk)往往以磁的方式再现数据，而碟(disc)用激光以光学方式再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。

提供之前的描述是为了使本领域中的任何技术人员均能够实践本文中所描述的各种方面。但是应该理解，本发明的保护范围应当以所附权利要求书为准，而不应被限定于以上所解说实施例的具体结构和组件。本领域技术人员在本发明的精神和范围内，可以对各实施例进行各种变动和修改，这些变动和修改也落在本发明的保护范围之内。