电机的导流端环、电机定子、电机和家用电器的制作方法

本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种电机的导流端环、电机定子、电机和家用电器。

背景技术：

现有的高速电机具有体积小和功率密度高的特点，但由于电机工作时转速高和绕组电流频率高，电机定子上每体积单位上的铁耗、铜耗、电机转子的高频涡流耗损和表面空气摩擦耗损均比同功率等级的普通电机大得多，因此电机发热严重，若电机温度超过温升极限，则会影响电机的绝缘性能，缩短电机寿命。

其中，电机转子朝向气隙处的表面发热较为严重，因此需要提高电机转子与电机定子之间的散热效果。

技术实现要素：

本发明的第一目的在于提供一种解决电机转子外表面发热问题的导流端环。

本发明的第二目的在于提供一种解决电机转子外表面发热问题的电机定子。

本发明的第三目的在于提供一种解决电机转子外表面发热问题的电机。

本发明的第四目的在于提供一种延长使用寿命的家用电器。

本发明第一目的提供的电机的导流端环包括第一圆周壁，第一圆周壁上具有朝向轴心的第一内周面和背向轴心的外周面；第一内周面和外周面的其中一个为导流面，第一内周面和外周面的另一个为装配面；导流面上形成多道凹陷的导流通槽，导流通槽从导流端环的轴向内端处朝导流端环的轴向外端延伸，导流通槽的延伸方向倾斜于第一圆周壁的轴向。

由上述方案可见，无论是外定子电机或是外转子电机，电机定子和电机转子之间具有气隙，当导流端环安装到电机定子上绕组端部的相邻处后，导流端环与电机转子之间形成的气流间隙从气隙的轴向两端与气隙连通，电机转子转动后，多个倾斜凹槽的导流作用下，新空气不断从外部进入气隙，气隙中的热气体被送出，从而实现电机转子表面的散热。

更进一步的方案是，在导流通槽指向轴心的径向投影上，导流通槽与轴心之间形成的夹角为30度至60度之间。

由上可见，此设置能保证导流通槽的导流作用最大化，进一步提高气隙处的换气效果，进一步提高散热效果。

进一步的方案是，第一内周面为导流面，外周面为装配面。

进一步的方案是，导流端环内设有气流通道，气流通道的延伸两端方别为第一气流口和第二气流口，第一气流口位于轴向外端，第二气流口与导流面的围绕处连通。

由上可见，可于第一气流口处外接正压或负压产生装置，主动地提高换气效率，提高散热效果。

更进一步的方案是，导流端环具有朝向轴心的第二内周面，第二内周面的第二内径大于第一内周面的第一内径，第二气流口形成于第二内周面上。

由上可见，第二气流口位于导流面的径向外侧，此设置保证空气顺利沿导流通槽流出。

进一步的方案是，导流端环还包括圆环挡板，圆环挡板与第一圆周壁沿轴向依次连接，圆环挡板较第一圆周壁靠近轴向外端。

由上可见，圆环挡板的设置使导流端环的安装更稳固。

更进一步的方案是，气流通道设置在圆环挡板内。

由上可见，圆环挡板的径向跨度较大，气流通道设置在圆环挡板内布置自由度更大，且更便于电机端盖和外接气压产生装置的安装。

进一步的方案是，导流端环还包括设置于轴向外端的第二圆周壁，第二圆周壁位于第一圆周壁的内周；第二圆周壁与第一圆周壁之间形成气流空间，第二气流口连通至气流空间，气流空间连通至导流面的围绕处。

由上可见，此设置保证从第二气流口送出的新空气朝向导流面进一步推送，从而提高新空气的有效输送率，保证换气效果。

更进一步的方案是，气流空间环绕于第二圆周壁的外周。

由上可见，气流空间设置为环绕状使新空气分散于导流面的各处再到达气隙的各处，从而是电机外表面各处的散热更均匀。

进一步的方案是，装配面为圆台面，装配面的外径从轴向外端向轴向内端减小。

由上可见，此设置使导流端环与定子绕组之间的配合更紧密。

进一步的方案是，第一圆周壁上具有朝向轴心的第三内周面，第一内周面和第三内周面沿轴向依次设置，第三内周面相对于第一内周面靠近轴向外端；第三内周面的第三内径大于第一内周面的第一内径，第三内周面与第一内周面之间形成凹陷的环形台阶位。

由上可见，环形台阶位为去料加工形成，此设置能减轻电机的整体重量，实现电机的轻量化。

进一步的方案是，导流通槽沿直线贯穿于第一圆周壁的轴向外端和轴向内端之间。

另一进一步的方案是，导流通槽沿曲线贯穿于第一圆周壁的轴向外端和轴向内端之间。

由上可见，可根据电机的转速和电机转子的外径等因素选择具有不同延伸方式的导流通槽，可达到不同的散热效果。

本发明第二目的提供的电机定子包括定子铁芯和定子绕组，定子绕组的轴向两端均具有凸出于定子铁芯以外的绕组端部，电机定子的轴向两端均设有一个导流端环，导流端环采用上述的导流端环；在电机定子的径向上，导流端环与绕组端部相邻设置，装配面与绕组端部配合。

由上述方案可见，无论是外定子电机或外转子电机，电机定子和电机转子之间具有气隙，导流端环与电机转子之间形成的间隙从气隙的轴向两端与气隙连通，电机转子转动后，多个倾斜凹槽的导流作用下，新空气不断从外部进入气隙，气隙中的热气体被送出，通过换气实现电机转子表面的散热。

进一步的方案是，电机定子的轴向两端均设有一个冷却端环，冷却端环内具有环绕设置的冷媒通道，冷媒通道的延伸两端分别具有冷媒通道入口和冷媒通道出口；在电机定子的径向上，冷媒端环与绕组端部相邻设置，且冷媒端环与导流端环分别位于绕组端部的相对两侧。由上可见，定子绕组轴向两端的绕组端部发热量较大，在电机的轴向两端分别设置一个冷却端环，于冷却端环内灌输冷却液或冷却气体，从而实现对绕组端部的散热。

进一步的方案是，冷却端环内设置有沿轴向布置的多道冷媒通道。

由上可见，增加冷媒通道以增大散热面积，提升散热效果。

进一步的方案是，冷却端环在冷媒通道入口处设置第一连接头，冷媒端环在冷媒通道出口处设置第二连接头，第一连接头和第二连接头相邻设置；第一连接头与绕组端部之间、第二连接头与绕组端部之间均形成隔热间隙。

由上可见，设置隔热间隙以防高温的绕组端部与第一连接头或第二连接头直接接触，损坏第一连接头和第二连接头。

进一步的方案是，电机定子还包括定位环，定位环设置于定子铁芯与冷却端环之间；定位环上设置第一定位部，冷却端环上设置第二定位部，第一定位部与第二定位部配合；第一定位部和第二定位部的其中一个为沿轴向设置的定位口，第一定位部和第二定位部的另一个为沿轴向设置的定位凸起。

由上可见，此设置使冷却端环的安装更稳固。

进一步的方案是，冷媒通道的截面呈多边形。

更进一步的方案是，冷媒通道的截面呈菱形。

由上可见，此设置能增加冷媒通道内表面面积，即增大散热面积。

本发明第三目的提供的电机包括电机定子和电机转子，电机定子与电机转子之间形成气隙；电机定子采用上述的电机定子，导流面朝向电机转子且导流面与电机转子之间形成气流间隙，气流间隙与气隙连通。

本发明第四目的提供的家用电器包括电机，电机采用上述的电机。

附图说明

图1为本发明电机第一实施例的剖视图。

图2为本发明电机第一实施例的结构图。

图3为本发明电机第一实施例中位于电机轴向第一端的导流端环的结构图。

图4为本发明电机第一实施例中位于电机轴向第一端的导流端环的剖视图。

图5为本发明电机第一实施例中位于电机轴向第二端的导流端环的结构图。

图6为本发明电机第一实施例中位于电机轴向第二端的导流端环的剖视图。

图7为本发明电机第一实施例中冷却端环的结构图。

图8为本发明电机第一实施例中冷却端环的截面图。

图9为本发明电机第一实施例中定位环的结构图。

图10为本发明电机第二实施例的剖视图。

图11为本发明电机第二实施例中导流端环的剖视图。

图12为本发明电机第三实施例中导流端环的剖视图。

图13为本发明电机第四实施例中导流端环的局部剖视图。

图14为本发明电机第五实施例中导流端环的局部剖视图。

图15为本发明电机第六实施例中导流端环的剖视图。

图16为本发明电机第七实施例的剖视示意图。

具体实施方式

本发明提供的家用电器如洗衣机、抽油烟机、空调、风扇和空气净化器等，其内设置有实现高速转动驱动的电机，由于实现本发明目的具体方案在于电机的改进，故下文仅对家用电器中的电机进行详细说明。

电机第一实施例

参见图1和图2，图1为本发明电机第一实施例的剖视图，图2为本发明电机第一实施例的结构图。电机包括电机定子1和位于电机定子1内周的电机转子2，电机定子1具有定子铁芯11和绕制在定子铁芯11上的定子绕组，在电机的轴向上，定子绕组具有分别凸起于定子铁芯11轴向两端的绕组端部121和绕组端部122，而在电机运作时，绕组端部121和绕组端部122较定子绕组的中部发热量要大；定子铁芯11的内表面与电机转子2的外表面之间形成气隙101，在电机运作时，电机转子2的外表面同样存在发热严重的问题。

为解决上述两处发热问题，电机还包括导流端环13、导流端环16、两个定位环14和两个冷却端环15，导流端环13设置在绕组端部121的内周以与气隙101的轴向第一端配合，导流端环16设置在绕组端部122的内周以与气隙101的轴向第二端配合；一个定位环14和一个冷却端环15依次套装在绕组端部121的外周，另一个定位环14和另一个冷却端环15依次套装在绕组端部122的外周。

再结合图3和图4，图3为本发明电机第一实施例中导流端环13的结构图，图4为本发明电机第一实施例中导流端环13的剖视图。由于导流端环13和导流端环16的使用涉及气流流向，因此，作为优选实施例，本实施例中导流端环13和导流端环16结构有所差异，此处先对导流端环13进行具体说明。

导流端环13具有第一圆周壁131、第二圆周壁132和圆环挡板133，在导流端环13的轴向上，导流端环13具有朝向电机中心的轴向内端13a和背向电机中心的轴向外端13b，第一圆周壁131沿轴向从轴向内端13a向轴向外端13b延伸，圆环挡板133连接在第一圆周壁131的轴向端部，且圆环挡板133位于轴向外端13b；第二圆周壁132与圆环挡板133连接且位于第一圆周壁131的内周，相对于轴向内端13a，第二圆周壁132更靠近轴向外端13b。

第一圆周壁131具有朝向轴心的第一内周面和背向轴心的外周面，第一内周面为导流面131b，外周面为装配面131a。导流面131b靠近轴向内端13a，且第二圆周壁132不对导流面131b遮挡，导流面131b上设置有沿周向均匀布置的多道导流通槽134，导流通槽134从轴向内端13a朝轴向外端13b沿直线延伸，且导流通槽134的延伸方向倾斜于第一圆周壁131的轴心，在导流通槽134指向轴心的径向投影上(即图4所示视角的投影上)，导流通槽134与轴心之间形成的夹角a1为30度。装配面131a与绕组端部121(图1示)配合。

第一圆周壁131与第二圆周壁132之间形成环形的气流空间135，第一圆周壁131与第二圆周壁132本为一体，通过刀具从轴向内端13a朝轴向外端13b进行环形切割加工，形成气流空间135的同时，气流空间135的内外两侧则分别形成第二圆周壁132和第一圆周壁131。

圆环挡板133上设置有沿径向延伸的气流通道136，从圆环挡板133的外周进行钻孔则形成气流通道136和连通到气流空间135的第二气流口136b，随后在圆环挡板133的轴向外端面钻孔形成连通至气流通道136的第一气流口136a，而圆环挡板133外周的钻孔口由封堵件137封堵，封堵件137可为橡胶塞或密封螺栓等。因此，第一气流口136a、气流通道136、第二气流口136b、环形的气流空间135、导流面131b的围绕处依次连通。

参见图5和图6，图5为本发明电机第一实施例中导流端环16的结构图，图6为本发明电机第一实施例中导流端环16的剖视图。导流端环16具有第一圆周壁161和圆环挡板162，在导流端环16的轴向上，导流端环16具有朝向电机中心的轴向内端16a和背向电机中心的轴向外端16b，第一圆周壁161沿轴向从轴向内端16a向轴向外端16b延伸，圆环挡板162连接在第一圆周壁161的轴向端部，且圆环挡板162位于轴向外端16b。

第一圆周壁161具有朝向轴心的内周面和背向轴心的外周面，内周面为导流面161b，外周面为装配面161a。导流面161b靠近轴向内端16a，导流面161b上设置有沿周向均匀布置的多道导流通槽163，导流通槽163从轴向内端16a朝轴向外端16b沿直线延伸，且导流通槽163的延伸方向倾斜于第一圆周壁161的轴心，在导流通槽163指向轴心的径向投影上(即图4所示视角的投影上)，导流通槽163与轴心之间形成的夹角a2为60度。装配面161a与绕组端部122(图1示)配合。

圆环挡板162上设置有沿径向延伸的气流通道164，从圆环挡板162的外周进行钻孔则形成气流通道164和连通到圆环挡板162的围绕处的第二气流口164b，随后在圆环挡板162的轴向外端面钻孔形成连通至气流通道164的第一气流口164a，而圆环挡板162外周的钻孔口由封堵件165封堵，封堵件165可为橡胶塞或密封螺栓等。

其中，第二气流口164b所在的第二内周面的第二内径大于导流面161b的第一内径。由于导流端环16位于气流流通方向的下游，且第一气流口164a处外接负压产生装置，此设置可保证从气隙101(图1示)中排出的热气紧贴导流面161b上的导流通槽163流入第二气流口164b。

结合图1、图4和图6，导流端环13安装到电机定子1上绕组端部121所在的轴向第一端，第一圆周壁131位于绕组端部121的内周，装配面131a与绕组端部121的内周面配合，圆环挡板133遮挡在绕组端部121的轴向外侧，第一圆周壁131的导流面131b与电机转子2的外表面之间形成气流间隙102，气流间隙102与气隙101连通。

导流端环16安装到电机定子1上绕组端部122所在的轴向第一端，第一圆周壁161位于绕组端部121的内周，装配面161a与绕组端部122的内周面配合，圆环挡板162遮挡在绕组端部122的轴向外侧，第一圆周壁161的导流面161b与电机转子2的外表面之间形成气流间隙103，气流间隙103与气隙101连通。

导流端环13上，第一气流口136a外接正压产生装置；导流端环16上，第一气流口164a外接负压产生装置。电机运作后，冷气流从第一气流口164a进入后，依次经过气流通道136、第二气流口136b、环形的气流空间135和气流间隙102后进入气隙101。其中，在第二圆周壁132的阻挡和导流下，环形的气流空间135正对导流面131b上的多个导流通槽134，冷气流充分地进入气流间隙102并到达气隙101以进行换气散热。

随后，因电机转子2外表面发热而产生的热空气在气流推动下流向气流间隙103，并在负压产生装置的工作下进入从第二气流口164b进入气流通道164，最后从第一气流口164a送出。

电机转子2转动后，从其外周带出的气流必然具有轴向、径向和转动方向上的运动分量，因此，导流通槽134和导流通槽163的倾斜设置为适应电机转子2转动时产生的气体的流向，从而提高气流的流通性，增强换热效果。

参加图1、图2、图7和图8，图7为本发明电机第一实施例中冷却端环的结构图，图8为本发明电机第一实施例中冷却端环的截面图。冷却端环15采用直条状的冷却管排150弯折成环绕状而形成，冷却管排150的材料为导热性较好的金属，如铝、铜及铝铜合金等。冷却端环15内具有环绕设置的多道冷媒通道153，冷媒通道153的截面为菱形，多道冷媒通道153之间沿电机定子1的轴向布置。冷媒通道153的延伸两端分别具有冷媒通道入口和冷媒通道出口，冷却端环15在冷媒通道入口处设置第一连接头151，冷媒端环在冷媒通道出口处设置第二连接头152，每道冷媒通道153的冷媒通道入口均连通至第一连接头151，每道冷媒通道153的冷媒通道出口均连通至第二连接头152。

第一连接头151和第二连接头152相邻设置，且第一连接头151和第二连接头152相对于冷却管排150背向轴心凸起，当冷却端环15套装到绕组端部121或绕组端环122外周后，由于第一连接头151和第二连接头152的凸起设置，第一连接头151、第二连接头152与绕组端部121或绕组端部122之间均形成一个隔热间隙104(图1和图2示)。

再结合图9，图9为本发明电机第一实施例中定位环的结构图。定位环14上设置有一个沿轴向设置的定位口141，定位环14可焊接或粘接到定子铁芯11的轴向外端面上；在冷却端环15的轴向上，第一连接头151和第二连接头152相对于冷却管排150凸出而形成一个定位凸起154。

再结合图1，以绕组端部121为例，冷却管排150套装在绕组端部121外周后，定位凸起154伸入定位环14的定位口141中，从而实现周向定位，防止冷却端环15发生偏转。其中，在电机定子1的轴向上，冷却端环15的长度大于绕组端部121或者绕组端部122的长度，从而保证包裹在绕组端部121或绕组端部122外周的冷却端环15能全面覆盖绕组端部121或绕组端部122的外周面，获得最大的散热面积以实现最佳的散热效果。

第一连接头151和第二连接头152上均具有朝向电机轴向的通道口，冷媒输出管连接到第一连接头151的通道口，冷媒回收管连接到第二连接头152的通道口，即可实现冷却端环15的制冷工作。

再结合图2，一个冷却端环15围绕在导流端环13上圆环挡板133的外周，一个冷却端环15围绕在导流端环16的圆环挡板162的外周，由于导流端环13和导流端环16分别紧贴绕组端部121和绕组端部122设置，导流端环13和导流端环16上的热量可传递到了凝气端环15上。另外，冷却端环15还对圆环挡板133外周的封堵件137和圆环挡板162外周的封堵件165在径向上进行限位，防止松脱而造成气路崩坏。

电机第二实施例

参见图10和图11，图10为本发明电机第二实施例的剖视图，图11为本发明电机第二实施例中导流端环的剖视图。本实施例中，电机定子3的两侧安装结构相同的导流端环33，导流端环33并不具有如第一实施例中记载的气流通道和气流空间等，

导流端环33包括沿轴向依次连接的第一圆周壁331和圆环挡板332，圆环挡板332靠近轴向外端33b，第一圆周壁331靠近轴向内端33a。第一圆周壁331上背向轴心的装配面331a为圆台面，装配面331a的外径从轴向外端33b向轴向内端33a逐渐减小；对应地，在定子绕组32的内周面在绕组端部321和绕组端部322处呈圆台面状，此设置使导流端环33的装配面331a与定子绕组32的内周面配合更紧密。

第一圆周壁331上具有朝向轴心的第一内周面331b和第三内周面331c，第一内周面331b为导流面，导流面上设置有多个倾斜于轴心的导流通槽333。第一内周面331b和第三内周面331c沿轴向依次设置，第三内周面331c相对于第一内周面331b靠近轴向外端33b，第三内周面331c的第三内径大于第一内周面331b的第一内径，第三内周面331c与第一内周面331b之间形成凹陷的环形台阶位334。环形台阶位334通过去料加工形成，此设置能减轻电机的整体重量，实现电机的轻量化。

本实施例中，导流通槽333延伸末端的槽口正对气隙301的轴向末端，本实施例的换气散热主要通过电机转子4自身转动带动气体流动，气体到达导流通槽333的槽口处后，在倾斜设置的导流通槽333的引导下被带出，随之，在电机的轴向另一端，新空气在压强自调节下沿导流通槽333流入气隙301，从而完成换热。

电机第三实施例

参见图12，图12为本发明电机第三实施例中导流端环的剖视图。本实施例中，导流端环53上不具有圆环挡板，导流端环53具有第一圆周壁531和位于第一圆周壁531内周的第二圆周壁532，第一圆周壁531从轴向内端53a延伸至轴向外端53b，第二圆周壁532靠近轴向外端53b并不对第一圆周壁531上的导流面531b造成遮挡，此设置方式与电机第一实施例中相同。

第一圆周壁531和第二圆周壁532之间具有位于轴向外端53b的连接部539，在连接部539沿第一圆周壁531的轴向钻孔而形成气流通道535以及位于气流通道535延伸两端的第一气流口535a和第二气流口535b，第二气流口535b连通至位于第一圆周壁531与第二圆周壁532之间的环形的气流空间534中。

正压产生装置的输出端连接到第一气流口535a后，冷气流同样可以依次通过第一气流口535a、气流通道535、第二气流口535b、环形的气流空间534后到达导流面531b上的导流通槽533处，而本实施例仅通过第一圆周壁531外周的装配面531a与绕组端部配合。

电机第四实施例

参见图13，图13为本发明电机第四实施例中导流端环的局部剖视图。本实施例中，导流端环63上不具有圆环挡板，而气流通道635设置在第一圆周壁631内，在第一圆周壁631上朝向轴向外端63b的端面钻孔，并在第一圆周壁631的装配面631a切削为平面后钻孔，或以上两道钻孔步骤顺序调换，两个相互垂直的孔连通而形成气流通道635，气流通道635在装配面631a上的开口通过封堵件封堵，气流通道635的延伸两端具有相互垂直的第一气流口635a和第二气流口635b，第二气流口635b连通到位于第一圆周壁631和第二圆周壁632之间的气流空间634处。

电机第五实施例

参见图14，图14为本发明电机第五实施例中导流端环的局部剖视图。本实施例中，导流端环73仅具有第一圆周壁731，气流通道733设置在第一圆周壁731上，气流通道733具有沿轴向设置的第一气流口733a和沿径向指向轴心的第二气流口733b，第二气流口733b所在的第二内周面的第二内径大于导流面731b的第一内径。

电机第六实施例

参见图15，图15为本发明电机第六实施例中导流端环的剖视图。本实施例中，导流通槽833沿曲线延伸于第一圆周壁83的轴向两端之间，在导流通槽833指向轴心的径向投影上(即图15所示视角的投影上)，导流通槽833与轴心之间形成的夹角a3为40度。其中，弯曲延伸的导流通槽833的延伸方向至导流通槽833的延伸第一端的槽口指向导流通槽833的延伸第二端的另一个槽口的直线方向。

电机第七实施例

参见图16，图16为本发明电机第七实施例的剖视示意图。上述六个电机实施例均为外定子电机，本实施例为外转子电机。由于电机定子91和电机转子92的相对位置发生互换，电机9上导流端环93和冷却端环94的设置方式根据电机定子91和电机转子92的位置关系进行调整。

电机定子91位于电机转子92的内周，导流端环93需与气隙901配合，故本实施例中，导流端环93套装在绕组端部921的外周，相对地，冷却端环94固定在绕组端部921的内周。

最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，在其他实施例中，导流通槽的延伸方向与第一圆周壁的轴向之间形成的夹角为30度至60度之间,凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。