通过电磁波的内部马达部件的辐射热传递的制作方法
【技术领域】
[0001] 本示例性实施方式涉及辐射热传递。其发现了与电动马达部件的辐射热传递结合 的特定应用，并且将通过对其的特定参照而对本示例性实施方式进行描述。然而，应当理解 的是，本示例性的实施方式也适合于其他类似的应用。
【背景技术】
[0002] 电动马达通常包括某些电子装置，这些电子装置与电动马达的旋转元件一起安装 或支承在共用壳体中。这些电子装置的示例包括开关装置、电阻器、编码器（encoder)等。 众所周知，这些电子装置通常具有限制的操作温度范围，并且由电动马达和/或电子装置 本身产生的热可能导致不适宜的操作环境。如果该热问题没有得到解决，电子部件可能过 热并发生故障，或者完全失效。
[0003] 在一些应用中，马达输出可能被热问题限制。例如，具有编码器的马达在以高 RPM(每分钟转数，转速）操作时经历增大的温度。这可能是由于由马达产生的增大的热量 以及当编码器以高速旋转时编码器本身发热而引起的。目前的做法是在以较高RPM操作时 减小马达的转矩输出以减小热输出并且从而将编码器保持在适当的操作温度。这种方法是 不太理想的，因为这阻止了以全负荷使用马达，或对于给定应用需要使用比其所需更大的 马达。
[0004] 也已经研发其他方法用于解决热问题。例如，已经设置风扇用于使空气在马达壳 体周围循环以除去来自马达壳体的过多的热。尽管有效，但风扇增加成本并且需要附加的 空间。另一种方法是提供外部安装的散热片，散热片设计成将热从马达传递至马达壳体的 外部，从而降低马达壳体内的温度。同样地，这样的方法通常需要附加的空间。还一种方法 是设置液体冷却系统。然而，这种系统的成本通常非常高并且设计具有用于电动马达的适 当性能的系统是相当复杂的。
【发明内容】
[0005] 根据一个方面，马达组件包括壳体、马达、编码器和端盖，壳体包括马达部，马达部 具有用于接纳马达的开口，马达被接纳在壳体中，编码器联接至马达，端盖用于封闭壳体的 马达部的开口，该端盖至少部分地围绕编码器。端盖的内部表面或编码器的外部表面中的 至少一者包括辐射率大于0. 9的材料。
[0006] 端盖例如可以为铝、钢或不锈钢制的，并且端盖的内部表面可以被阳极化处理成 黑色。端盖的内部表面可被涂成黑色。端盖的内部表面和编码器二者可以被阳极化处理成 黑色。端盖的内部表面和编码器二者可以被涂成黑色或以其他方式上色成黑色。仅编码器 可以被涂成或以其他方式上色成黑色。马达组件可以为食品级马达组件，该食品级马达组 件的壳体的外部通过涂料系统被涂成白色，其满足美国农业部食品安全和检查署对偶尔、 间接食品接触的要求。
[0007] 根据另一方面，用于马达组件的端盖包括具有内部表面和外部表面的本体，其中， 外部表面被涂成白色，并且其中，内部表面具有大于0. 9的辐射率。该内部表面可以被涂成 黑色。本体可以为铝、钢、或不锈钢制的，并且内部表面可以被阳极化处理成黑色，或者本体 的内部表面和外部表面（非食品级）可以被阳极化处理成黑色，和/或被阳极化处理成黑 色的外部表面可以被涂成白色。外部表面可以被染色或着色成白色。
[0008] 根据另一方面，使马达组件中的热传递增大的方法包括提供马达部件，提供用于 接纳马达部件的马达壳体，以及通过施加覆层增大马达壳体的内部表面或马达部件中的至 少一者的辐射率，其中，辐射率被增大至至少0. 9。增大辐射率可以包括涂上黑色涂料，和/ 或阳极化处理成黑色，或以任何方式比如染色或着色来使内部表面变黑。
【附图说明】
[0009] 图1为根据本公开内容的示例性电动马达组件的侧视图；
[0010] 图2为图1的马达组件的分解图；
[0011] 图3为图1的马达组件的局部剖视图；
[0012] 图4为根据本公开内容的具有经处理的表面的编码器和端盖的立体图；以及
[0013] 图5为表示具有所呈现的各种构型的测试马达的转矩-速度的曲线图。
【具体实施方式】
[0014] 在某些应用比如食品加工中使用的马达（例如，食品级马达）通常具有铝制壳体， 该铝制壳体按照政府法规在外侧通常涂成白色。相反，在这些应用以外使用的马达通常为 黑色。已经发现的是，对于给定的马达，将其壳体的外侧涂成白色造成辐射热从壳体外部表 面更少地传递至周围环境。这提高了内部马达部件温度并且导致了马达性能的显著降低。
[0015] 根据本公开内容，马达的内部表面被处理以增大从内部马达部件至马达的外部的 辐射热传递。在一种示例性实施方式中，马达壳体的内部表面和编码器本身被涂成和/或 阳极化处理成黑色以增大部件的辐射率（emissivity)并且从而增大从编码器至马达的外 部的辐射热传递。
[0016] 参考图1至图3,其中图示了根据本公开内容的示例性电动马达组件并且其总体 上由附图标记10表示。电动马达组件通常包括壳体12,包括转子14和编码器16的内部马 达部件支承在壳体12中。壳体包括两个主要部件，马达壳体部18和编码器壳体部，编码器 壳体部在本文中指的是端盖或后罩盖20。马达壳体部18包括马达舱或腔体24,转子14 (和 定子）支承在马达舱或腔体24中，并且后罩盖20限定了编码器舱或腔体26,编码器16包 含在编码器舱或腔体26中。马达壳体12和编码器舱26的内部事实上是示例性的，并且可 以是其他构型。例如，单个壳体部件可以包括马达壳体和编码器舱两者。
[0017] 如图3最佳观察到的，编码器16通常包括容置电部件的柱形本体34。编码器16 安装成与马达转子14的轴30的一部分共同轴向地延伸并且编码器16可以构造成如常规 那样感测轴的RPM和角度位置两者。将理解的是，编码器16在附图中以示意性的形式示出， 并且编码器16的具体细节与本讨论无密切关系。
[0018] 在典型的马达组件中，编码器本体34和围绕编码器16的后罩盖20二者是金属制 的。在许多应用中，编码器本体34和端盖20是铝制的。后罩盖20连同马达壳体一起也可 以为钢或不锈钢制的。然而，裸露的铝具有较差的辐射性能，这限制了从马达的内部至马达 壳体外部的周围环境的辐射热传递的量。
[0019] 参考图4并且根据本公开内容，包括端盖20的内部表面S1和编码器本体34的外 表面S2的马达10的内部表面被处理以增大辐射率并且因此增大通过辐射从编码器传递至 壳体外部的周围环境的热量的速率。将理解的是，术语"处理"旨在包括但不限制于涂、涂 覆、镀、染色、着色或以其他方式改变表面以使辐射率增大超过裸露的、未处理的材料的基 本辐射率。例如，在一种实施方式中，编码器本体34被阳极化处理成黑色，并且后罩盖20 的内部表面被涂成黑色。在另一实施方式中，两个部件都可以被阳极化处理或涂上涂料，或 既被阳极化处理又被涂上涂料。在又一实施方式中，端盖被阳极化处理成黑色，或仅仅编码 器外部为黑色。与具有约〇. 09的辐射率的裸露的铝相比，以黑色着色剂处理过的铝具有约 0. 9至0. 95的辐射率。
[0020] 在图示的实施方式中，编码器和端盖各自为筒形。筒形本体之间的辐射交换由以 下等式表示：
[0021]
[0022] 其中，〇 =波尔兹曼定律=常数，并且对于给定的几何体，A1和A2为