专利名称：一种用于垂直轴盘式外转子电机的散热结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于垂直轴外转子电机的散热结构，同时还涉及采用该散热结构 的垂直轴盘式外转子电机。
背景技术：
盘式外转子电机是一种应用广泛的电机，如电动自行车电动机，无齿轮曳弓I电动 机，风力发电机等。在应用中，盘式外转子电机的旋转轴经常被垂直放置，称为垂直轴(立 式)盘式外转子电机。转子在旋转过程中，定子内线圈中的电流流动以及机械摩擦产生大量的热量。但 由于现有的盘式转子电机普遍存在散热困难的问题，盘式转子电机的功率难以进一步提
尚ο在专利号为ZL 200920115365. 3的中国实用新型专利中，针对单一风冷结构难以 满足兆瓦级以上盘式转子电机在冷却上的要求，提供了一种冷却效果好的空-水冷却装 置。该装置包括设置在电机即可外币的水冷却夹层，夹层上部设有进水口，夹层下部设有出 水口，夹层内沿风力发电机机壳外壁径向分隔成多个独立的径向水流通道，多个水流通道 在进水口和出水口处连通，风力发电机内部转轴上至少一侧设有风扇。该实用新型能够提 供更大的制冷量，有助于增加电机内部热空气与水冷机座的冷热交换，但存在结构较为复 杂，安装和维修不方便等缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于垂直轴盘式外转子电机的散热结构。为了实现这个目的，本发明提供了如下的散热结构，其特征在于包括
上通风孔，其位于转子上端盖轴承和中间定子之间部位的周向上，用于贯通定、转子内 部空间和轴内空间；
下通风孔，其位于转子下端盖轴承和中间定子之间部位的周向上，用于贯通定、转子内 部空间和轴内空间；以及
转轴内换热器；其连接于转轴内上通风孔与下通风孔之间，由风道、风扇和空_空换热 片组成。转子上端盖和定子之间，转子下端盖和定子之间形成在外侧连通的薄盘形通风 道。该通风道既是风路，又是热交换的部件。热量由风道内空气传给端盖内表面，并由端盖 通过热传导传递到端盖的外表面，再由外表面通过对流作用把热量传递到外界空气，从而 实现散热。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的详细说明，在附图1中，示出了根据本发明的散热结构的结构性示意图，其中，箭头方向表示气流方向。
具体实施例方式在图1中，垂直轴盘式外转子电机包括转轴1、定子2、转子上端盖3、转子下端盖 4、用于支撑转子上端盖的上轴承7、用于支撑外转子下端盖的下轴承8、由轭铁9和永磁体 10构成的转子。在定子2中有线圈，线圈发出的热量通过表面传递到端盖和定子之间的空气。如 果热量不能及时有效地传递出去，在电机内会产生比较高的温度，影响电机的效率。为了能 够将热量散发出去，在转子上端盖轴承和中间定子之间部位的周向上设置了上通风口 11， 在转子下端盖轴承和中间定子之间部位的周向上设置了下通风口 12，在上通风口 11和下 通风口 12之间设置了位于转轴内的转轴内换热器(包括风扇5和空-空散热片6)。转子上 端盖和定子之间，转子下端盖和定子之间形成在外侧连通的薄盘形通风道。该通风道既是 风路，又是热交换的部件。上通风口 11和下通风口 12可以分别有一个或多个，可以是圆形的、椭圆形的、矩 形的或其他形状。设置在转轴1内并与上通风口 11连通的风扇5将端盖和定子之间的热空气送到 转轴内空-空换热片6。热空气把热量传递到换热器的换热片后，再进入到电机端盖和定子 之间的空间。冷空气13在转轴内从下向上流动，被内部空气加热后的换热片再把热量传递 给转轴内的冷空气，把热量交换给转轴内的冷空气。冷空气13被加热后成为热空气14，通 过自然对流和外界大气进行热交换。空-空换热片的作用是把内部的空气的热量传递给外 部空气，但内、外空气没有介质的交换。转子上端盖和定子之间，转子下端盖和定子之间形成在外侧连通的薄盘形通风道 15和16。该通风道既是风路，又是热交换的部件。热量由风道内空气传给端盖内表面，并由 端盖通过热传导传递到端盖的外表面，再由外表面通过对流作用把热量传递到外界空气。这样，一方面电机的损耗热量通过内部气隙传递到端盖，再传递到外界空气；另一 方面电机的损耗热量通过轴内换热器把热量传递到转轴内的空气，转轴内的空气把热量再 带到外界。
权利要求
1.一种用于垂直轴盘式外转子电机的散热结构，其特征在于包括上通风孔，其位于外转子上端盖轴承和中间定子之间部位的周向上，用于贯通定、转子 内部空间和轴内空间；下通风孔，其位于外转子下端盖轴承和中间定子之间部位的周向上，用于贯通定、转子 内部空间和轴内空间；以及转轴内换热器；其连接于转轴内上通风孔与下通风孔之间。
2.根据权利要求1所述的散热结构，其中，所述上通风孔可以有一个或多个通风孔，这些通风孔具有圆形、椭圆形或矩形的形状。
3.根据权利要求1所述的散热结构，其中，所述下通风孔可以有一个或多个通风孔，这些通风孔具有圆形、椭圆形或矩形的形状。
4.根据权利要求1所述的散热结构，其中，外转子上端盖和定子之间，外转子下端盖和定子之间形成在外侧连通的薄盘形通风道。
5.根据权利要求1所述的散热结构，其中，所述转轴内换热器由风道、风扇和空-空换 热片组成。
6.根据权利要求1所述的散热结构，其特征在于，热量由风道内空气传给端盖内表面， 并由端盖通过热传导传递到端盖的外表面，再由外表面通过对流作用把热量传递到外界空气。
7.根据权利要求1所述的散热结构，其特征在于，冷空气在转轴内与所述转轴内换热 器进行热交换，形成的热空气进入大气，将热量传递到外界空气。
8.—种垂直轴盘式外转子电机，其特征在于，采用了权利要求1至7所述的散热结构。
全文摘要
本发明提供了一种用于垂直轴盘式外转子电机的散热结构，其特征在于包括上通风孔、下通风孔和转轴内换热器，上通风孔位于转子上端盖轴承和中间定子之间部位的周向上，用于贯通定、转子内部空间和轴内空间，下通风孔位于转子下端盖轴承和中间定子之间部位的周向上，用于贯通定、转子内部空间和轴内空间，转轴内换热器连接于转轴内上通风孔与下通风孔之间，由风道、风扇和空-空换热片组成。
文档编号H02K9/02GK102148550SQ20111003502
公开日2011年8月10日 申请日期2011年2月9日 优先权日2010年2月8日
发明者王建辉, 蒋大龙 申请人:国能风力发电有限公司