專利名稱：全封閉型馬達(dá)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及全封閉型馬達(dá)，具體到涉及到這樣的全封閉型馬達(dá)，它具有內(nèi)部冷卻通道，使內(nèi)部風(fēng)扇所產(chǎn)生的內(nèi)部冷風(fēng)通過定子支架的內(nèi)部通風(fēng)道；以及外部冷卻通道，使外部風(fēng)扇產(chǎn)生的外部冷風(fēng)通過定子支架的外部通風(fēng)道。
傳統(tǒng)的全封閉型馬達(dá)的一般結(jié)構(gòu)示明于圖4A和圖4B中。
如圖4A與圖4B所示，傳統(tǒng)的全封閉型馬達(dá)結(jié)構(gòu)大致包括轉(zhuǎn)子軸101、有轉(zhuǎn)子繞組108的轉(zhuǎn)子鐵心107、以及隔氣隙110相對轉(zhuǎn)子鐵心107設(shè)置的定子鐵心105，后者有定子繞組106。
上述傳統(tǒng)的全封閉型馬達(dá)結(jié)構(gòu)大體上還包括有用來旋轉(zhuǎn)地支承轉(zhuǎn)子軸101的兩個軸承件102、用來在軸向上封閉定子支架104兩端的兩個托架件103、安裝于托架件103外部的外部風(fēng)扇112、以及用來蓋住外部風(fēng)扇113的端蓋件113。
在上述傳統(tǒng)的全封閉型馬達(dá)結(jié)構(gòu)中，定子鐵心105、定子繞組106、轉(zhuǎn)子鐵心107與轉(zhuǎn)子繞組108中所產(chǎn)生的幾乎是全部的熱損耗，都在熱傳導(dǎo)之下通過定子鐵心105將熱傳導(dǎo)給定子支架104。
此外，如圖4A的虛線箭頭標(biāo)志所示，在轉(zhuǎn)子繞組108端部處，由于風(fēng)扇的工作，內(nèi)部冷風(fēng)被攪動，在熱傳導(dǎo)之下，將熱傳送給定子支架104的內(nèi)面與托架件103的內(nèi)面。于是有部分熱損耗在熱傳導(dǎo)之下傳遞給定子支架104。
傳導(dǎo)給定子支架104的熱損耗是朝向馬達(dá)外側(cè)的熱輻射，如圖4A中實(shí)線箭頭標(biāo)記所示，是由外部風(fēng)扇112的外部冷風(fēng)使其冷卻的。
傳統(tǒng)的全封閉型馬達(dá)的另一種結(jié)構(gòu)示明于圖5A和圖5B中，這種全封閉型馬達(dá)例如有公開于日本實(shí)用新型(公開)88 454/1987號中的。
圖5A與圖5B所示的上述這另一種傳統(tǒng)的全封閉型馬達(dá)結(jié)構(gòu)與圖4A和圖4B中所示的全封閉型馬達(dá)結(jié)構(gòu)的不同處有以下幾個方面。
此另一種傳統(tǒng)的全封閉型馬達(dá)結(jié)構(gòu)的定子有多條內(nèi)部通風(fēng)道104a、多條外部通風(fēng)道104b、以及內(nèi)部風(fēng)扇109。
內(nèi)部通風(fēng)道104a設(shè)在定子支架104的內(nèi)部，并以預(yù)定間隔沿周邊方向設(shè)定而連續(xù)地形成于軸向上。
外部通風(fēng)道104b設(shè)在定子支架104的外部，沿軸向連續(xù)地形成，并于周邊方形上形成于兩個相鄰的內(nèi)部通風(fēng)道104a之間。
內(nèi)部風(fēng)扇109設(shè)于定子支架104中，通過與轉(zhuǎn)子軸101在一起轉(zhuǎn)動，使業(yè)已冷卻了定子鐵芯105和轉(zhuǎn)子鐵心107的內(nèi)部冷風(fēng)送出并相對于內(nèi)部通風(fēng)道104a循環(huán)。
上述這另一種傳統(tǒng)的全封閉型馬達(dá)結(jié)構(gòu)中的兩股冷風(fēng)流，以圖5A中所示的箭頭標(biāo)記表示。
首先，從內(nèi)部風(fēng)扇109的推動力所獲得的內(nèi)部冷風(fēng)，如圖5A中虛線箭頭標(biāo)志所示，通過形成在定子支架104內(nèi)面上的內(nèi)通風(fēng)道104a。
然后，此內(nèi)部冷風(fēng)被分配并通過氣隙110與軸向?qū)Ч?11。此內(nèi)部冷風(fēng)再次返回內(nèi)部風(fēng)扇109并循環(huán)。
此外，外部冷風(fēng)則如圖5A的實(shí)線箭頭標(biāo)志所示，借助外部風(fēng)扇112的驅(qū)動力，由設(shè)在端蓋件113上的端蓋件空氣入口113a流入。此外部冷風(fēng)通過設(shè)在定子支架104外部的外部通風(fēng)道104b，然后排出。
再有一種傳統(tǒng)的全封閉型馬達(dá)結(jié)構(gòu)，例如公開于日本實(shí)用新型(公開)113562/1989號中的，它示明于圖6A、圖6B與圖6C中的。
在這種如圖6A、6B與6C所示的傳統(tǒng)的全封閉型馬達(dá)結(jié)構(gòu)中，與先前所述兩種全封閉型馬達(dá)結(jié)構(gòu)相比，沒有外部風(fēng)扇。
代替外部風(fēng)扇，在圖6A、6B與6C所示上述全封閉型馬達(dá)結(jié)構(gòu)中，將熱管115的一端伸入到內(nèi)通風(fēng)道104a的內(nèi)部。
熱管115上設(shè)有許多散熱片117，它們設(shè)在伸入到內(nèi)部的熱管115的朝向熱管115內(nèi)部通風(fēng)道104a外側(cè)的相對側(cè)上或是外支架116的外側(cè)上。
利用圖6A、6B與6C所示上述的全封閉型馬達(dá)結(jié)構(gòu)，通過設(shè)置具有許多散熱片117的熱管115，可以擴(kuò)大受熱面積。
在圖4A與4B所示那種傳統(tǒng)的全封閉型馬達(dá)結(jié)構(gòu)中，由于只是擾動內(nèi)部冷卻空氣，散熱量極其之小，例如在一次循環(huán)中，由擾動造成的散熱量約為總的熱輻射量的12％。
圖4A與圖4B所示傳統(tǒng)的全封閉型馬達(dá)結(jié)構(gòu)存在著傳熱能力受到限制的缺陷。
此外，在如圖5A和5B所示傳統(tǒng)的全封閉型馬達(dá)結(jié)構(gòu)中，馬達(dá)本身有兩種將熱傳遞給定子支架104的路徑，這兩種路徑是從定子鐵心105開始的導(dǎo)熱(A)以及根據(jù)內(nèi)部冷風(fēng)進(jìn)行的傳熱(B)。
馬達(dá)的升溫即受到上述導(dǎo)熱(A)以及傳熱(B)兩者所傳遞的總熱量的影響。
例如，通過增加定子鐵心105和定子支架104的配合面積，可以加大導(dǎo)熱(A)所傳遞的熱量，但是傳熱(B)所傳遞的熱量便減小。
另一方面，通過加大內(nèi)部通風(fēng)道可以提高傳熱(B)所傳遞的熱量，但是導(dǎo)熱(A)所傳遞的熱量便減小。
這樣，圖5A與5B所示的傳統(tǒng)全封閉型馬達(dá)結(jié)構(gòu)便存在有使馬達(dá)的傳熱量受到限制的缺陷。
此外，在圖6A、6B與6C所示傳統(tǒng)的全封閉型馬達(dá)結(jié)構(gòu)中，散熱片117是安裝在熱管115的一側(cè)并且是形成于定子支架104之外。
熱管115的軸向裝置的節(jié)距至少是大于散熱片117的外徑，因而限制了加大馬達(dá)的受熱面積。
此外，由于馬達(dá)在定子支架104的外側(cè)根本未設(shè)置冷卻風(fēng)扇，散熱是靠自然的散熱進(jìn)行，因而限制了馬達(dá)的傳熱。
本發(fā)明的一個目的在于提供這樣一種全封閉型馬達(dá)，其中可以在不減少從定子鐵心到定子支架的傳熱量的條件下實(shí)現(xiàn)高的冷卻效率。
本發(fā)明的另一個目的在于提供這樣一種全封閉型馬達(dá)，其中可以根據(jù)內(nèi)部冷風(fēng)來提高對定子支架的傳熱量。
根據(jù)本發(fā)明，提出了一種全封閉型馬達(dá)，它包括大致呈圓柱形的定子支架，此支架有多條內(nèi)部通風(fēng)道，它們以預(yù)定間隔相對于周邊方向設(shè)置并沿軸向連續(xù)地形成，此支架還有多條外部通風(fēng)道，它們相對于上述周邊方向形成于上述內(nèi)部通風(fēng)道之間；裝配于定子支架內(nèi)并有定子繞組的定子鐵心；以預(yù)定間隔相對地設(shè)于定子鐵心內(nèi)，配合到轉(zhuǎn)子軸上且具有轉(zhuǎn)子繞的組的轉(zhuǎn)子鐵心；用來旋轉(zhuǎn)地支承上述轉(zhuǎn)子軸的軸承件；在定子鐵心與轉(zhuǎn)子鐵心已安裝于定子支架內(nèi)的狀態(tài)下用來封閉定子支架軸向兩端的托架件；安裝于已封閉的定子支架內(nèi)用來送出和循環(huán)內(nèi)部冷風(fēng)的內(nèi)部風(fēng)扇，它通過與轉(zhuǎn)子軸一起轉(zhuǎn)動，將已使定子鐵心與轉(zhuǎn)子鐵心冷卻的上述內(nèi)部冷風(fēng)送入前述內(nèi)部通風(fēng)道；以及設(shè)在定子支架外的外部風(fēng)扇，它通過與所述轉(zhuǎn)子軸一起轉(zhuǎn)動，將外部冷風(fēng)送入外部通風(fēng)道。
在定子支架內(nèi)部通風(fēng)道的內(nèi)面沿軸向連續(xù)地設(shè)置有至少一塊散熱肋片。
通過在定子支架內(nèi)部通風(fēng)道的內(nèi)面上形成一種起伏形狀，沿軸向連續(xù)地設(shè)置一批散熱肋片。
設(shè)在定子支架內(nèi)通風(fēng)道上的熱輻射肋片數(shù)約為5-12個，且至少有一個熱輻射肋片是沿軸向連續(xù)地設(shè)在定子支架各個內(nèi)通風(fēng)道的內(nèi)面之上。
設(shè)在定子支架內(nèi)通風(fēng)道上的散熱肋片與定子支架和定子鐵心間配合區(qū)這兩者之間的比例。
通過定子支架的內(nèi)部通風(fēng)道，由內(nèi)部風(fēng)扇通過定子支架所循環(huán)的冷風(fēng)散去的熱量，同通過定子支架由導(dǎo)熱從轉(zhuǎn)子鐵心所散去的熱量之比設(shè)定在0.4-0.65的范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明，提出了這樣一種全封閉型馬達(dá)，它包括大致呈圓柱形的定子支架，此支架有多條內(nèi)部通風(fēng)道，它們以預(yù)定間隔相對于周邊方向設(shè)置并沿軸向連續(xù)地形成，此支架還有多條外部通風(fēng)道，它們相對于上述周邊方向形成于上述內(nèi)部通風(fēng)道之間。
在內(nèi)部通風(fēng)道的內(nèi)面沿軸向連續(xù)地設(shè)有至少一塊內(nèi)部散熱肋片，而在內(nèi)通風(fēng)道的外面上相對地設(shè)有至少一塊外部散熱肋片。
對于本發(fā)明上述全封閉型馬達(dá)結(jié)構(gòu)，由于在定子支架的內(nèi)部通風(fēng)道的內(nèi)面上沿軸向流續(xù)地設(shè)置有至少一塊散熱肋片，就能增大馬達(dá)的冷卻面積。
此外，在本發(fā)明的全封閉馬達(dá)結(jié)構(gòu)中，此馬達(dá)具有外部風(fēng)扇，傳遞到定子支架上的熱量傳遞到外部冷風(fēng)上的，故可提高馬達(dá)的冷卻放率。
由于形成了內(nèi)部通風(fēng)和循環(huán)通道系統(tǒng)，為內(nèi)部冷風(fēng)傳遞給定子支架的熱量就會增加，因而可以提高馬達(dá)的冷卻效率。
由于沒有減少從定子鐵心傳遞給定子支架的熱傳輸量，定子支架內(nèi)表面上的傳熱面積增加而馬達(dá)的熱阻減小。
于是可以降低這種全封閉型馬達(dá)的升溫而改進(jìn)其冷卻效率。
此外，當(dāng)定子支架中的內(nèi)部通風(fēng)道個數(shù)太多時，就會減小定子支架與定子鐵心間的配合面積。由于此配合面積的接觸部的熱阻增加，就會加大馬達(dá)中的升溫。
因此，此馬達(dá)具有一個使內(nèi)部通風(fēng)道個數(shù)最優(yōu)的范圍。對有關(guān)的通風(fēng)和傳熱進(jìn)行分析的結(jié)果，此內(nèi)部通風(fēng)道的最佳個數(shù)的范圍設(shè)定為5-12。
另外，通過定子支架從定子鐵心散出的熱量同傳遞給內(nèi)部空氣再散出的熱量之間的比例有一個最佳范圍。
定子繞組的溫度會隨上述散熱量的比例而變化。當(dāng)這種散熱量的比例是在0.4～0.65范圍內(nèi)時，定子繞組的溫度就會降低，這樣就可使馬達(dá)獲得高的冷卻效能。
再有，設(shè)于內(nèi)部通風(fēng)道內(nèi)面上的散熱肋片的散熱面積也有一個最佳范圍，此最佳范圍是定子支架與定子鐵心之間的配合面積比的范圍為1.5-5，在此范圍內(nèi)，可使馬達(dá)具有高的冷卻效能。
圖1A是示明本發(fā)明的全封閉型馬達(dá)一實(shí)施例的前視縱剖面圖；圖1B是示明本發(fā)明的全封閉型馬達(dá)一實(shí)施例的側(cè)視縱剖面圖；圖2是示明本發(fā)明的全封閉型馬達(dá)另一實(shí)施例的局部側(cè)視縱剖面圖；圖3示明本發(fā)明的全封閉型馬達(dá)一實(shí)施例的熱傳導(dǎo)特性，此特性圖表明內(nèi)部通風(fēng)道的熱阻同定子支架與定子鐵心間接觸部分熱阻這兩者分別相對于內(nèi)部通風(fēng)道數(shù)目的關(guān)系。
圖4A是示明先有技術(shù)的全封閉型馬達(dá)一例的前視縱剖面圖；圖4B是對應(yīng)于圖4A的側(cè)視縱剖面圖；圖5A是示明先有技術(shù)的全封閉型馬達(dá)另一例的前視縱剖面圖；圖5B是對應(yīng)于圖5A的側(cè)視縱剖面圖；圖6A是示明先有技術(shù)的全封閉型馬達(dá)又一例的前視縱剖面圖6B是對應(yīng)于圖6A的側(cè)視圖；圖6C是圖6B的部分放大圖；圖7是特性圖，示明在本發(fā)明的全封閉型馬達(dá)一實(shí)施例中，定子繞組的溫度升高與散熱量比的關(guān)系。
圖8是特性圖，示明在本發(fā)明的全封閉型馬達(dá)一實(shí)施例中，定子繞組的溫度升高與面積比的關(guān)系。
下面參看


本發(fā)明的全封閉型馬達(dá)一實(shí)施例。圖1A與1B示明了本發(fā)明的全封閉型馬達(dá)一實(shí)施例。
如圖1A與1B所示，本發(fā)明的全封閉型馬達(dá)一實(shí)施例包括轉(zhuǎn)子軸1、配合到轉(zhuǎn)子軸1之上并具有轉(zhuǎn)子繞組8的轉(zhuǎn)子鐵心7、以及以預(yù)定間隙或氣隙10與轉(zhuǎn)子鐵心7相對設(shè)置并具有定子繞組6的定子鐵心5，定子鐵心5的外周面配合到大致為圓柱形定子支架4的內(nèi)面之內(nèi)。
本發(fā)明的全封閉型馬達(dá)結(jié)構(gòu)的一實(shí)施例還包括有用來旋轉(zhuǎn)地支承轉(zhuǎn)子軸1的兩個軸承件2、用來在定子鐵心5與轉(zhuǎn)子鐵心7已安裝于定子支架4中的狀態(tài)下封閉定子支架4軸向兩端的兩個托架件3、以及安裝于托架件3內(nèi)部的內(nèi)部風(fēng)扇9。
本發(fā)明的全封閉型馬達(dá)結(jié)構(gòu)的一實(shí)施例還進(jìn)一步包括有外部風(fēng)扇12，它安裝于托架件3的外部，通過與轉(zhuǎn)子軸1一起轉(zhuǎn)動，將外部冷風(fēng)送至形成于定子支架4外周邊上的外通風(fēng)道4b；以及端部覆蓋件13，用來蓋住外部風(fēng)扇12并用來將外部風(fēng)扇12的冷風(fēng)導(dǎo)引到外通風(fēng)道4b中。
在本發(fā)明的全封閉型馬達(dá)的這一實(shí)施例中，定子支架4有多條內(nèi)部通風(fēng)道4a、多條外部通風(fēng)道4b、多條內(nèi)部散熱肋片4d和多條外部散熱肋片4d。
內(nèi)部通風(fēng)道4a設(shè)在定子支架4的內(nèi)部，依預(yù)定間隙形成于周邊方向上，并且是沿軸向連續(xù)地形成。
外部通風(fēng)道4b設(shè)在定子支架4的外部，沿軸向連續(xù)地形成，形成在兩相鄰內(nèi)部通風(fēng)道4a之間。
外部通風(fēng)道4b是形成兩相鄰平直形的長肋片之間，這兩個長肋片是從定子支架4朝徑向延伸。
內(nèi)部風(fēng)扇9設(shè)在定子支架4上，通過與轉(zhuǎn)子軸1一起轉(zhuǎn)動，將已使定子鐵心5-5轉(zhuǎn)子鐵心7冷卻的內(nèi)部冷風(fēng)送出并循環(huán)到內(nèi)通風(fēng)道4a中。
兩個外部散熱肋片4d整體地形成于內(nèi)通風(fēng)道4a的外表面上。此外部散熱肋片4d延伸成與上述平直形長肋片在徑向上的梢端部具有相同的梢部，此種長肋片則形成一個用來包括外部通風(fēng)道4b的部件。
換句話說，外部散熱肋片4d的梢端位于該平直形長肋片的梢端部上。
在內(nèi)部通風(fēng)道4a的內(nèi)面上沿軸向成整體地連續(xù)形成有兩個內(nèi)部散熱肋片4c，它們與整體地設(shè)在內(nèi)部通風(fēng)道4a的外面的兩個外部散熱肋片4ds相對地設(shè)置。
如圖1A與1B所示，在本發(fā)明的全封閉型馬達(dá)的這一實(shí)施例中，設(shè)有六條內(nèi)部通風(fēng)道4a且于各個內(nèi)部通風(fēng)道4a上有兩條散熱肋片4e。
這六條內(nèi)部通風(fēng)道4a形成于定子支架4的外部，沿徑向并且于支架4的外部上呈凹陷形。這六條內(nèi)部通風(fēng)道4a經(jīng)形成為在周邊方向上有預(yù)定的間隔。上述兩個內(nèi)部的散熱肋片4c則朝軸向連續(xù)地形成于內(nèi)部通風(fēng)道4a中。
下面說明上述全封閉型馬達(dá)結(jié)構(gòu)中的兩股冷風(fēng)流。首先在圖1A中以虛線箭頭標(biāo)記示明內(nèi)部冷風(fēng)流。
在從內(nèi)部風(fēng)扇9獲得了驅(qū)動力后的內(nèi)部冷風(fēng)，即通過設(shè)在定子支架4內(nèi)部中的內(nèi)部通風(fēng)道4a。此內(nèi)部冷風(fēng)被分配并通到氣隙10與軸向?qū)Ч?1中，然后此內(nèi)部冷風(fēng)再返回到內(nèi)部風(fēng)扇9。
外部冷風(fēng)流則以圖1A中的實(shí)線箭頭標(biāo)志示明。借助外部風(fēng)扇12的驅(qū)動力，外部冷風(fēng)從設(shè)在端蓋件13上的端蓋件進(jìn)氣孔13a流入。此外部冷風(fēng)通過設(shè)在定子支架4外部上的外部通風(fēng)道4b排出。
再來說明熱流。在定子鐵心5、定子繞組6、轉(zhuǎn)子鐵心7與轉(zhuǎn)子繞組8中均產(chǎn)生有熱損耗(以下稱為“馬達(dá)內(nèi)部產(chǎn)生的熱損耗)。
馬達(dá)內(nèi)部產(chǎn)生的熱損耗包括根據(jù)導(dǎo)熱，通過定子鐵心5將熱傳給定子支架4的熱損耗；以及根據(jù)傳熱，由內(nèi)部風(fēng)扇9通過內(nèi)部冷風(fēng)來傳遞熱時的熱損耗。
將熱傳給定子支架4的馬達(dá)內(nèi)部產(chǎn)生的熱損耗，由外部風(fēng)扇12給出的外部冷風(fēng)發(fā)散并排放到馬達(dá)之外。
這里，正如本發(fā)明的全封閉型馬達(dá)的實(shí)施例所示，由于在定子支架4的內(nèi)部通風(fēng)道中沿軸向連續(xù)地設(shè)有內(nèi)部散熱肋片4c，傳遞熱的面積便加大了。結(jié)果，作為把熱傳遞給內(nèi)部冷風(fēng)的馬達(dá)內(nèi)部產(chǎn)生的熱損耗便能有效地把熱傳遞給定子支架4。
此外，由于所述馬達(dá)具有外部風(fēng)扇12，傳遞給定子支架4的熱被傳遞給外部冷風(fēng)，因而可以提高對馬達(dá)的冷卻效率。
還由于形成有六個內(nèi)部通風(fēng)循環(huán)通道系統(tǒng)，根據(jù)內(nèi)部冷風(fēng)的傳熱，可以提高對定子支架4的導(dǎo)熱量，因而可以提高對馬達(dá)的冷卻效率。
于是，不用減少定子鐵心5與定子支架4的接觸面積，換言之，沒有依據(jù)導(dǎo)熱從定子鐵心5到定子支架4來提高熱阻，就可以減少由內(nèi)部冷卻空氣依據(jù)傳熱將熱傳給定子支架4的熱阻。結(jié)果可以減少馬達(dá)中的溫度升高。
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明人的實(shí)際測量結(jié)果，與圖4A與4B中所示的先有技術(shù)中的定子繞組106的溫度升高135℃相比，在本發(fā)明的設(shè)有包括了內(nèi)部散熱肋片4c的六個內(nèi)部通風(fēng)循環(huán)通道系統(tǒng)的實(shí)施例中，定子繞組6的溫度升高為88℃，也就是說，與上述先有技術(shù)的馬達(dá)結(jié)構(gòu)相比，本發(fā)明實(shí)施例的溫度升高降低了35％。
再有，與圖5A和5B所示的先有技術(shù)中的定子繞組106的溫度升高為102℃相比，本發(fā)明的設(shè)有六個內(nèi)部通風(fēng)循環(huán)道系統(tǒng)的實(shí)施例中的溫度升高為88℃，這就是說，本發(fā)明實(shí)施例的溫度升高與上述先有技術(shù)的馬達(dá)結(jié)構(gòu)相比，下降了14％。
此外，在圖6A、6B與6C所示定子繞組106中的溫度升高為180℃，由此可知，通過本發(fā)明的實(shí)施例所取得的效果大于先有技術(shù)中的。
下面參看圖2說明本發(fā)明的全封閉型馬達(dá)的另一個實(shí)施例。
圖2所示本發(fā)明的這一實(shí)施例中，定子支架4的內(nèi)部通風(fēng)道4a的內(nèi)表面上形成為波級或起伏形式。沿軸向成整體地連續(xù)形成有一批內(nèi)部散熱肋片4c，它們包括著上述波紋形件的內(nèi)部凸起部分。
此外，定子支架4的內(nèi)部通風(fēng)道4a中的內(nèi)部散熱肋片4c疲勞時會在軸向上扭轉(zhuǎn)，或者，內(nèi)部散熱肋片4c的表面會形成不均勻形狀，還有，內(nèi)部散熱肋片4c的數(shù)量可以增加。對于前述各種全封閉型馬達(dá)結(jié)構(gòu)來說，可以獲得本發(fā)明上述兩個實(shí)施例中所述的類似結(jié)果。
圖3是一個計(jì)算例，表明在具有外徑為300～1000mm的定子鐵心5的全封閉型馬達(dá)中，定子支架4與定子鐵心5接觸部分的熱阻以及內(nèi)部通風(fēng)道4a的通道熱阻這兩者，相對于定子支架4的內(nèi)部通風(fēng)道4a個數(shù)的關(guān)系。
圖3中，內(nèi)部通風(fēng)道4a的熱阻(K/W)示明于縱軸的左方，而接觸部的熱阻(K/W)示明于縱軸的右方，此外，內(nèi)部通風(fēng)道4a的數(shù)量由橫軸表示。
內(nèi)部通風(fēng)道4a的熱阻(K/W)由實(shí)曲線X1表明，而定子支架4與定子鐵心5之間的接觸部熱阻(K/W)則由虛曲線X2表明。
所述全封閉型馬達(dá)有兩條路徑將熱傳遞給定子支架4，一種路徑是由定子鐵心的導(dǎo)熱(A)，另一種路徑是根據(jù)內(nèi)部冷風(fēng)的傳熱。
當(dāng)內(nèi)部通風(fēng)道4a的個數(shù)太少，如實(shí)曲線X1所示，根據(jù)傳熱而由內(nèi)部冷風(fēng)對定子支架4的內(nèi)面的導(dǎo)熱量變得很小。換言之，此通風(fēng)道的熱阻增加，而致馬達(dá)中的溫度升高加大。
當(dāng)內(nèi)部通風(fēng)道4a的個數(shù)過多，如虛曲線X2所示，定子支架4與定子鐵心間的配合面積便減少，于是接觸部的熱阻增加，使馬達(dá)的溫度升高加大。
于是，為了滿足前述兩種低熱阻條件，此馬達(dá)應(yīng)有使內(nèi)部通風(fēng)道個數(shù)最佳的范圍。圖3示明了有關(guān)通風(fēng)與傳熱的分析結(jié)果。
如圖3中清楚所示，滿足上述兩種低熱阻條件的內(nèi)部通風(fēng)道4的個數(shù)經(jīng)設(shè)定為5～12，這樣從整體上可降低馬達(dá)的溫度升高。
換言之，通過提高冷卻效率，馬達(dá)的溫度升高減少，于是可以提高馬達(dá)的可靠性。一般地說，溫度升高有一作為標(biāo)準(zhǔn)的正常值，這樣在相同的溫度升高范圍內(nèi)，設(shè)計(jì)時可以減小馬達(dá)的尺寸。
另外，在內(nèi)部通風(fēng)循環(huán)通道系統(tǒng)中，本發(fā)明人認(rèn)為，對于定子鐵心5通過定子支架4的散熱量以及一旦將熱量傳遞給內(nèi)部空氣便將散熱出去的熱量之比，此馬達(dá)會有一個相應(yīng)的最佳范圍。
再有，本發(fā)明人研究了定子繞組6的溫度升高隨上述散熱量比的變化情形。結(jié)果如圖7所示。
如圖7所示，定子繞組6的溫度升高隨上述散熱量比而變化，定子繞組6的溫度升高在散熱量之比為0.4～0.65時降低，在此范圍內(nèi)，此馬達(dá)顯示出很高的冷卻性能。
在定子鐵心的外徑為300～1000mm的全封閉型馬達(dá)馬達(dá)中，要想使散熱量之比高于0.65，就必須在定子支架4中設(shè)置許多流道。
這樣，前述配合部分的接觸部面積將變小，而將加大定子繞組6中的溫度升高。
如圖7中實(shí)曲線Y所清楚地表明，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)通過加大定子鐵心5與定子支架4之間的接觸部面積來加大從內(nèi)部空氣來進(jìn)行散熱的散熱量時，就必須使內(nèi)部空氣的散熱量與定子鐵心5通過定子支架4的散熱量之比大于1/2。
因此，這種全封閉型馬達(dá)并不在定子支架4中設(shè)置許多冷風(fēng)通道，但卻必須降低定子支架4中冷風(fēng)通道的熱阻。
注意到上述實(shí)事，采取了下述措施，即把內(nèi)部散熱肋片4c整體地安裝于定子支架4的冷風(fēng)流道的風(fēng)側(cè)上，而使定子支架4的冷風(fēng)流道的熱阻減小。
在先有技術(shù)的內(nèi)部通風(fēng)循環(huán)道系統(tǒng)中，在定子支架的冷風(fēng)流道的內(nèi)側(cè)上沒有安裝這種散熱肋片。
結(jié)果先有技術(shù)中的前述散熱量比是按0.2～0.3的范圍設(shè)定，這同未設(shè)置內(nèi)部通風(fēng)循環(huán)通道的系統(tǒng)相比，馬達(dá)的冷卻效率并無顯著增加。
還有，在定子鐵心5的外徑為300mm-1000mm的全封閉型馬達(dá)中，設(shè)在內(nèi)通風(fēng)道4a內(nèi)面上的內(nèi)部散熱肋片的設(shè)熱面積具有其最佳范圍。
如圖8的實(shí)曲線2所示，設(shè)于內(nèi)部通風(fēng)道4a中的內(nèi)部散熱肋片4c的散熱面積同定子鐵心5與定子支架4之間配合面積這兩者的比例，所具有的最佳范圍為1.5-5。
換言之，必須使內(nèi)部通風(fēng)道4a中內(nèi)部散熱肋片4c的面積大于定子鐵心5與定子支架4的配合面積。
在上述情形下，通過內(nèi)部空氣的散熱量和由定子鐵心5通過定子支架4的散熱量，這兩者都有其最佳范圍。
由于內(nèi)部散熱肋片是整體地和連續(xù)地沿軸向設(shè)置于定子支架的內(nèi)部通風(fēng)道的內(nèi)面之上，故可以加大冷卻面積。
由于馬達(dá)具有外部風(fēng)扇，還由于傳給定子支架4的熱量傳遞給外部冷風(fēng)的，故可以提高馬達(dá)的冷卻效率。
由于形成有內(nèi)部通風(fēng)循環(huán)道系統(tǒng)，由傳熱形式為內(nèi)部空氣傳遞給定子支架的傳熱量增加，所以可以提高馬達(dá)的冷卻效率。
此外，在定子支架的內(nèi)部通風(fēng)道的個數(shù)太多時，定子支架和定子鐵心間的配合面積便減少。由于配合面積的接觸熱阻增加，就會加大馬達(dá)的溫度升高。
因此，馬達(dá)應(yīng)有其內(nèi)部通風(fēng)道數(shù)目的最佳范圍。作為對通風(fēng)與傳熱進(jìn)行分析的結(jié)果，內(nèi)部通風(fēng)道的最佳范圍數(shù)設(shè)定為5-12。
由定子鐵心通過定子支架的散熱量與一旦傳送給內(nèi)部空氣而得到的散熱量，這兩者間的比例有一最佳范圍。
定子繞組溫度隨上述散熱量之比而變化。當(dāng)此散熱量之比設(shè)定在0.4～0.65的范圍內(nèi)時。定子繞組溫度降低，這時馬達(dá)可以有很高的冷卻效率。
此外，設(shè)于內(nèi)部通風(fēng)道內(nèi)面上的散熱肋片的散熱面積具有一最佳范圍，此最佳范圍是定子支架與定子鐵芯間配合面積之比為1.5-5，這時馬達(dá)可以獲得很高的冷卻效率。
權(quán)利要求
1.全封閉型馬達(dá)，它包括大致呈圓柱形的定子支架，此支架有多條內(nèi)部通風(fēng)道，它們以預(yù)定間隔相對于周邊方向設(shè)置并沿軸向連續(xù)地形成，此支架還有多條外部通風(fēng)道，它們相對于上述周邊方向形成于上述內(nèi)部通風(fēng)道之間；裝配于定子支架內(nèi)并有定子繞組的定子鐵心；以預(yù)定間隔相對地設(shè)于上述定子鐵心內(nèi)，并配合到轉(zhuǎn)子軸上且具有轉(zhuǎn)子繞組的轉(zhuǎn)子鐵心；用來旋轉(zhuǎn)地支承上述轉(zhuǎn)子軸的軸承件；在定子鐵心與轉(zhuǎn)子鐵心已安裝于定子支架內(nèi)的狀態(tài)下用來封閉定子支架軸向兩端的托架件；安裝于已封閉的定子支架內(nèi)用來送出和循環(huán)內(nèi)部冷風(fēng)的內(nèi)部風(fēng)扇，它通過與轉(zhuǎn)子軸一起轉(zhuǎn)動，將已使定子鐵心與轉(zhuǎn)子鐵心冷卻的上述內(nèi)部冷風(fēng)送入前述內(nèi)部通風(fēng)道；以及設(shè)在定子支架外的外部風(fēng)扇，它通過與所述轉(zhuǎn)子軸一起轉(zhuǎn)動，將外部冷風(fēng)送入外部通風(fēng)道，其中，在上述定子支架的內(nèi)部通風(fēng)道的內(nèi)面之中，沿軸向至少連續(xù)設(shè)有一個散熱肋片。
2.全封閉型馬達(dá)，它包括大致呈圓柱形的定子支架，此支架有多條內(nèi)部通風(fēng)道，它們以預(yù)定間隔相對于周邊方向設(shè)置并在所述定子架的經(jīng)向外側(cè)形成一凹部，并沿軸向連續(xù)地形成，此支架還有多條外部通風(fēng)道，它們相對于上述周邊方向形成于上述內(nèi)部通風(fēng)道之間；裝配于定子支架內(nèi)并有定子繞組的定子鐵心；以預(yù)定間隔相對地設(shè)于上述定子鐵心內(nèi)，配合到轉(zhuǎn)子軸上且具有轉(zhuǎn)子繞組的轉(zhuǎn)子鐵心；用來旋轉(zhuǎn)地支承上述轉(zhuǎn)子軸的軸承件；在定子鐵心與轉(zhuǎn)子鐵心已安裝于定子支架內(nèi)的狀態(tài)下用來封閉定子支架軸向兩端的托架件；安裝于已封閉的定子支架內(nèi)用來送出和循環(huán)內(nèi)部冷風(fēng)的內(nèi)部風(fēng)扇，它通過與轉(zhuǎn)子軸一起轉(zhuǎn)動，將已使定子鐵心與轉(zhuǎn)子鐵心冷卻的上述內(nèi)部冷風(fēng)送入前述內(nèi)部通風(fēng)道；以及設(shè)在定子支架外的外部風(fēng)扇，它通過與所述轉(zhuǎn)子軸一起轉(zhuǎn)動，將外部冷風(fēng)送入外部通風(fēng)道，其中，在上述內(nèi)部通風(fēng)道的內(nèi)面沿上述軸向連續(xù)地設(shè)有至少另一個散熱肋片，同時在上述內(nèi)部通風(fēng)道的外面之上相對地設(shè)有至少一個散熱肋片。
3.全封閉型馬達(dá)，它包括大致呈圓柱形的定子支架，此支架有多條內(nèi)部通風(fēng)道，它們以預(yù)定間隔相對于周邊方向設(shè)置并沿軸向連續(xù)地形成，此支架還有多條外部通風(fēng)道，它們相對于上述周邊方向形成于上述內(nèi)部通風(fēng)道之間；裝配于定子支架內(nèi)并有定子繞組的定子鐵心；以預(yù)定間隔相對地設(shè)于上述定子鐵心內(nèi)，配合到轉(zhuǎn)子軸上且具有轉(zhuǎn)子繞組的轉(zhuǎn)子鐵心；用來旋轉(zhuǎn)地支承上述轉(zhuǎn)子軸的軸承件；在定子鐵心與轉(zhuǎn)子鐵心已安裝于定子支架內(nèi)的狀態(tài)下用來封閉定子支架軸向兩端的托架件；安裝于已封閉的定子支架內(nèi)用來送出和循環(huán)內(nèi)部冷風(fēng)的內(nèi)部風(fēng)扇，它通過與轉(zhuǎn)子軸一起轉(zhuǎn)動，將已使定子鐵心與轉(zhuǎn)子鐵心冷卻的上述內(nèi)部冷風(fēng)送入前述內(nèi)部通風(fēng)道；以及設(shè)在定子支架外的外部風(fēng)扇，它通過與所述轉(zhuǎn)子軸一起轉(zhuǎn)動，將外部冷風(fēng)送入外部通風(fēng)道，其中，通過在所述定子支架的內(nèi)部通風(fēng)道的內(nèi)面上形成起伏形狀，于所述軸向上連續(xù)地設(shè)有一批散熱肋片。
4.全封閉型馬達(dá)，它包括大致呈圓柱形的定子支架，此支架有多條內(nèi)部通風(fēng)道，它們以預(yù)定間隔相對于周邊方向設(shè)置并沿軸向連續(xù)地形成，此支架還有多條外部通風(fēng)道，它們相對于上述周邊方向形成于上述內(nèi)部通風(fēng)道之間；裝配于定子支架內(nèi)并有定子繞組的定子鐵心；以預(yù)定間隔相對地設(shè)于上述定子鐵心內(nèi)，配合到轉(zhuǎn)子軸上且具有轉(zhuǎn)子繞組的轉(zhuǎn)子鐵心；用來旋轉(zhuǎn)地支承上述轉(zhuǎn)子軸的軸承件；在定子鐵心與轉(zhuǎn)子鐵心已安裝于定子支架內(nèi)的狀態(tài)下用來封閉定子支架軸向兩端的托架件；安裝于已封閉的定子支架內(nèi)用來送出和循環(huán)內(nèi)部冷風(fēng)的內(nèi)部風(fēng)扇，它通過與轉(zhuǎn)子軸一起轉(zhuǎn)動，將已使定子鐵心與轉(zhuǎn)子鐵心冷卻的上述內(nèi)部冷風(fēng)送入前述內(nèi)部通風(fēng)道；以及設(shè)在定子支架外的外部風(fēng)扇，它通過與所述轉(zhuǎn)子軸一起轉(zhuǎn)動，將外部冷風(fēng)送入外部通風(fēng)道，其中，在所述定子支架的內(nèi)部通風(fēng)道上所設(shè)置的散熱肋片數(shù)的范圍為5-12，而在所述定子支架的所述內(nèi)部通風(fēng)道的內(nèi)面，沿軸向連續(xù)地設(shè)置有至少一個散熱肋片。
5.全封閉型馬達(dá)，它包括大致呈圓柱形的定子支架，此支架有多條內(nèi)部通風(fēng)道，它們以預(yù)定間隔相對于周邊方向設(shè)置并沿軸向連續(xù)地形成，此支架還有多條外部通風(fēng)道，它們相對于上述周邊方向形成于上述內(nèi)部通風(fēng)道之間；裝配于定子支架內(nèi)并有定子繞組的定子鐵心；以預(yù)定間隔相對地設(shè)于上述定子鐵心內(nèi)，配合到轉(zhuǎn)子軸上且具有轉(zhuǎn)子繞組的轉(zhuǎn)子鐵心；用來旋轉(zhuǎn)地支承上述轉(zhuǎn)子軸的軸承件；在定子鐵心與轉(zhuǎn)子鐵心已安裝于定子支架內(nèi)的狀態(tài)下用來封閉定子支架軸向兩端的托架件；安裝于已封閉的定子支架內(nèi)用來送出和循環(huán)內(nèi)部冷風(fēng)的內(nèi)部內(nèi)扇，它通過與轉(zhuǎn)子軸一起轉(zhuǎn)動，將已使定子鐵心與轉(zhuǎn)子鐵心冷卻的上述內(nèi)部冷風(fēng)送入前述內(nèi)部通風(fēng)道；以及設(shè)在定子支架外的外部風(fēng)扇，它通過與所述轉(zhuǎn)子軸一起轉(zhuǎn)動，將外部冷風(fēng)送入外部通風(fēng)道，其中，設(shè)于所述定子支架內(nèi)部通風(fēng)道內(nèi)面上的至少一個散熱肋片與所述定子支架和定子鐵心之間配合面積之比設(shè)定于1.5-5的范圍內(nèi)。
6.全封閉型馬達(dá)，它包括大致呈圓柱形的定子支架，此支架有多條內(nèi)部通風(fēng)道，它們以預(yù)定間隔相對于周邊方向設(shè)置并沿軸向連續(xù)地形成，此支架還有多條外部通風(fēng)道，它們相對于上述周邊方向形成于上述內(nèi)部通風(fēng)道之間；裝配于定子支架內(nèi)并有定子繞組的定子鐵心；以預(yù)定間隔相對地設(shè)于上述定子鐵心內(nèi)，配合到轉(zhuǎn)子軸上且具有轉(zhuǎn)子繞組的轉(zhuǎn)子鐵心；用來旋轉(zhuǎn)地支承上述轉(zhuǎn)子軸的軸承件；在定子鐵心與轉(zhuǎn)子鐵心已安裝于定子支架內(nèi)的狀態(tài)下用來封閉定子支架軸向兩端的托架件；安裝于已封閉的定子支架內(nèi)用來送出和循環(huán)內(nèi)部冷風(fēng)的內(nèi)部風(fēng)扇，它通過與轉(zhuǎn)子軸一起轉(zhuǎn)動，將已使定子鐵心與轉(zhuǎn)子鐵心冷卻的上述內(nèi)部冷風(fēng)送入前述內(nèi)部通風(fēng)道；以及設(shè)在定子支架外的外部風(fēng)扇，它通過與所述轉(zhuǎn)子軸一起轉(zhuǎn)動，將外部冷風(fēng)送入外部通風(fēng)道，其中，通過所述定子支架的內(nèi)部通風(fēng)道為所述內(nèi)部風(fēng)扇循環(huán)的冷風(fēng)經(jīng)定子支架的散熱量，同通過定子支架根據(jù)導(dǎo)熱由所述轉(zhuǎn)子鐵心的散熱量，這兩者之比設(shè)定于0.4～0.65范圍內(nèi)。
全文摘要
由內(nèi)部風(fēng)扇產(chǎn)生的內(nèi)部冷風(fēng)通過設(shè)于定子支架4內(nèi)的內(nèi)部冷風(fēng)通道。由外部風(fēng)扇產(chǎn)生的外部冷風(fēng)通過設(shè)于定子支架4的外側(cè)上的外部通風(fēng)道。內(nèi)部通風(fēng)道上的內(nèi)面之上沿軸向設(shè)有內(nèi)部散熱筋片。通過改進(jìn)冷卻特性可以減少溫度升高。冷卻特性的改進(jìn)可以制得緊湊的全封閉型馬達(dá)。
文檔編號H02K9/06GK1159090SQ96121770
公開日1997年9月10日 申請日期1996年11月26日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月27日
發(fā)明者梶原憲三, 永井宏樹, 高橋研二, 桑原平吉 申請人:株式會社日立制作所