電動機電樞的制作方法
【專利摘要】一種電動機電樞，包括：電機主體，其由一組鐵芯構(gòu)成，所述鐵芯包括縱向軸線，且所述鐵芯包括多個槽和多個磁極，所述磁極沿基本平行于所述縱向軸線的方向延伸。每個槽包括設置于其內(nèi)部的繞組，散熱部件設置于槽的一部分內(nèi)。所述散熱部件為穿越所述槽的所述部分的單個連續(xù)部件。或者，所述電動機電樞包括多個散熱部件和一個公共散熱部件，所述槽的一部分包括至少一個所述散熱部件。每個所述散熱部件與所述公共散熱部件連接。
【專利說明】電動機電樞

【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及用于電動機電樞的散熱結(jié)構(gòu)，尤其涉及用于電動機電樞的繞組的散熱結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]電動機包括具有定子的定子總成和具有轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子總成。所述定子和轉(zhuǎn)子由鐵芯、冷拉鋼、軋鋼、軟磁復合材料或者其他任何材料構(gòu)成，而形成磁極和定義于磁極之間的相應的槽?；陔妱訖C的種類，繞組設置于定子、轉(zhuǎn)子或者兩者的槽內(nèi)。繞組包括裸露部分(例如端部繞組)和包含部分，裸露部分不設置于由定子或者轉(zhuǎn)子定義的槽內(nèi)，而包含部分設置于磁極之間的槽內(nèi)。繞組通電來使轉(zhuǎn)子組件繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。繞組具有有限的電阻，當繞組通電時，電能在繞組內(nèi)以產(chǎn)生熱量的形式而消耗。因此，在運行中，電動機的繞組會越來越熱，且當繞組的溫度達到臨界極限時，繞組就會失效。在很多情況下，電動機的額定功率(即，最大輸出功率)在受熱方面受限于在達到臨界溫度之前繞組能夠承載多少電流。
[0003]由于電機的溫度，尤其是繞組的溫度，經(jīng)常是電動機性能的限制性因素，因此散熱的方式例如強制風冷(即，對流冷卻)被用于降低繞組的溫度。然而，強制風冷只能夠降低裸露于冷風中的繞組部分的溫度，并不能有效地降低包含于鐵芯內(nèi)的繞組部分的溫度。強制風冷依賴于熱量經(jīng)繞組本身從繞組的包含部分傳到繞組的裸露部分的能力。很多原因，例如較小的橫截面積，使繞組本身成為較差的熱導體，并且熱量不容易從繞組的包含部分被吸收到繞組的裸露部分。因此，充分且均勻地冷卻電動機的繞組是很困難的。
實用新型內(nèi)容
[0004]在一種實施方式中，本實用新型提供一種電動機電樞，其包括:電機主體，其由一組鐵芯構(gòu)成，所述鐵芯包括縱向軸線。所述鐵芯包括多個槽和多個磁極，所述磁極沿基本平行于所述縱向軸線的方向延伸。每個槽包括設置于其內(nèi)的繞組。電動機電樞還包括散熱部件，該散熱部件設置于多個槽的一部分內(nèi)，其中，所述散熱部件為穿越所述槽的所述部分的單個連續(xù)部件。
[0005]在另一種實施方式中，本實用新型提供一種電動機電樞，其包括:電機主體，其由一組鐵芯構(gòu)成，所述鐵芯包括縱向軸線。所述鐵芯包括多個槽和多個磁極，所述槽和磁極沿基本平行于所述縱向軸線的方向延伸。每個槽包括設置于其內(nèi)的繞組。電動機電樞還包括多個散熱部件，其中，所述槽的一部分包括至少一個所述散熱部件；和公共散熱部件，其中每個所述散熱部件與所述公共散熱部件連接。
[0006]在另一種實施方式中，本實用新型提供一種電動機電樞，其包括:電機主體，所述電機主體包括縱向軸線，多個槽和多個磁極，所述磁極沿基本平行于所述縱向軸線的方向延伸。每個槽包括設置于其內(nèi)的繞組。電動機電樞還包括散熱部件，該散熱部件設置于多個槽的一部分內(nèi)，其中，所述散熱部件為穿越所述槽的所述部分的單個連續(xù)部件。
[0007]在另一種實施方式中，本實用新型提供一種電動機電樞，其包括:電機主體，所述電機主體包括縱向軸線，多個槽和多個磁極，所述磁極沿基本平行于所述縱向軸線的方向延伸。每個槽包括設置于其內(nèi)的繞組。電動機電樞還包括多個散熱部件，其中，所述槽的一部分包括至少一個所述散熱部件；和公共散熱部件，其中每個所述散熱部件與所述公共散熱部件連接。
[0008]通過參考詳細描述和附圖，本實用新型的其他方面將變得明顯。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型一種實施方式的電動機總成的立體圖；
[0010]圖2為包括散熱結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子總成的立體圖；
[0011]圖3為沿圖2中的線3-3所截的轉(zhuǎn)子總成的剖視圖；
[0012]圖4為本實用新型另一種實施方式的包括散熱結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子總成的立體圖；
[0013]圖4A為圖4中包括散熱結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子總成的局部放大圖；
[0014]圖5為沿圖4中的線5-5所截的轉(zhuǎn)子總成的剖視圖；
[0015]圖6為本實用新型又一種實施方式的包括散熱結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子總成的立體圖；
[0016]圖7為本實用新型再一種實施方式的包括散熱結(jié)構(gòu)的定子總成的立體圖；
[0017]圖8為沿圖7中的線8-8所截的定子總成的剖視圖。

【具體實施方式】
[0018]在詳細說明本實用新型的實施方式之前，應該理解的是本實用新型不限制于以下描述或者附圖闡述中所陳述的具體結(jié)構(gòu)和部件分布的應用。本實用新型能夠形成其他實施方式并能夠以多種方式操作或者實施。并且，應該理解的是在此使用的以描述為目的的措辭和術(shù)語不應該視為對本實用新型的限制。
[0019]參照圖1，電動機總成10包括定子總成14和轉(zhuǎn)子總成18。定子總成14包括定子或者第一電機主體22，轉(zhuǎn)子總成18包括轉(zhuǎn)子或者第二電機主體26，轉(zhuǎn)子或者第二電機主體26具有定義縱向旋轉(zhuǎn)軸線34的軸30。定子22由多個定子鐵芯38構(gòu)成，而轉(zhuǎn)子26由多個轉(zhuǎn)子鐵芯42 (例如，磁鋼鐵芯)構(gòu)成。可選地，定子22或者轉(zhuǎn)子26可由冷拉鋼、軋鋼、軟磁復合材料或者其他任何材料構(gòu)成。定子鐵芯38定義兩個定子磁極46和兩個定子槽50，當兩個定子磁極46耦合時(圖8)，定子槽50定義于兩個定子磁極46之間。轉(zhuǎn)子鐵芯42同樣地定義十二個轉(zhuǎn)子磁極54和十二個轉(zhuǎn)子槽58，當轉(zhuǎn)子磁極54耦合時(圖3)，轉(zhuǎn)子槽58定義于轉(zhuǎn)子磁極54之間。定子磁極46、定子槽50、轉(zhuǎn)子磁極54和轉(zhuǎn)子槽58沿基本平行于縱向旋轉(zhuǎn)軸線34的方向延伸。電動機總成10在此將描述成電機，但不限制應用于電機應用，因為該總成也能夠在發(fā)電機中使用。
[0020]定子總成14還包括設置于定子槽50內(nèi)的定子繞組62 (例如，磁場繞組)，且定子繞組62圍繞于由定子鐵芯38定義的定子磁極46。定子繞組62包括裸露部分66 (例如，端部繞組)和包含于定子鐵芯38或者槽50內(nèi)的包含部分70。轉(zhuǎn)子總成18還包括設置于轉(zhuǎn)子槽58內(nèi)的轉(zhuǎn)子繞組74 (例如，電樞繞組)，且轉(zhuǎn)子繞組74圍繞于由轉(zhuǎn)子鐵芯42定義的轉(zhuǎn)子磁極54。轉(zhuǎn)子繞組74包括裸露部分78 (例如，端部繞組)和包含于轉(zhuǎn)子鐵芯42內(nèi)的包含部分82。轉(zhuǎn)子繞組74與由軸30支撐的換向器總成86電連接。換向器總成86通過電刷總成(未示出)傳送電流給轉(zhuǎn)子繞組74。如圖1所示的電動機總成包括設于轉(zhuǎn)子總成18上的第一散熱結(jié)構(gòu)100和設于定子總成14上的第四散熱結(jié)構(gòu)400。多種散熱結(jié)構(gòu)都適用于圖1所示的電動機總成，且在下文中詳細描述的本實用新型的各個實施方式具有共同引用的共同特征。
[0021]圖2示出根據(jù)本實用新型的一種實施方式的散熱結(jié)構(gòu)100。散熱結(jié)構(gòu)100包括設于轉(zhuǎn)子槽58內(nèi)且與轉(zhuǎn)子繞組74相鄰的連續(xù)散熱部件104。連續(xù)散熱部件104穿過每個轉(zhuǎn)子槽58圍繞于轉(zhuǎn)子磁極54。連續(xù)散熱部件104包括裸露部分108 (例如，彎曲端部)和設于轉(zhuǎn)子槽58內(nèi)的包含部分112。裸露部分108從一個轉(zhuǎn)子槽58彎曲到相鄰的轉(zhuǎn)子槽。盡管在所述的實施方式中示出了十二個裸露部分和包含部分，但是在一些其他的實施方式中，可以取決于在轉(zhuǎn)子總成中使用的轉(zhuǎn)子磁極和轉(zhuǎn)子槽的數(shù)量而使用較少或較多的裸露部分和包含部分。
[0022]參照圖3，包含的散熱部分112與轉(zhuǎn)子繞組的包含部分82熱接觸。絕緣體90設置于每個轉(zhuǎn)子槽58內(nèi)來封裝包含散熱部分112和轉(zhuǎn)子繞組包含部分82以填充轉(zhuǎn)子槽58。連續(xù)散熱部件104的包含散熱部分112從轉(zhuǎn)子繞組74的包含部分82吸收熱量。包含散熱部分112有效地將熱量傳導至轉(zhuǎn)子鐵芯42外面的裸露散熱部分108。與轉(zhuǎn)子繞組74的導熱系數(shù)相比，連續(xù)散熱部件104具有更大的導熱系數(shù)(即，與轉(zhuǎn)子繞組74相比，熱能能夠更容易地傳遞到連續(xù)散熱部件104)。連續(xù)散熱部件104的包含部分82能夠通過更有效地傳導熱能至轉(zhuǎn)子鐵芯42的外面而降低轉(zhuǎn)子繞組74的包含部分82的溫度。連續(xù)散熱部件104的裸露部分108和轉(zhuǎn)子繞組74的裸露部分78通過裸露于環(huán)境空氣或者強制風冷中而被冷卻。
[0023]圖4、圖4A和圖5所示為根據(jù)本實用新型另一種實施方式的散熱結(jié)構(gòu)200。散熱結(jié)構(gòu)200包括設置于每個轉(zhuǎn)子槽58內(nèi)的散熱部件204。每個散熱部件204包括第一端208、第二端212和中間部分216。散熱部件204設置于轉(zhuǎn)子槽58內(nèi)，這樣,第一端208和第二端212設置于轉(zhuǎn)子26的第一端220上，而中間部分216設置于轉(zhuǎn)子26的相反的第二端224上。公共散熱部件228或者磁盤安裝于軸30上，從而在轉(zhuǎn)子26的第一端220上與軸30共同轉(zhuǎn)動，且公共散熱部件228或者磁盤包括支撐槽232，該支撐槽232用于容納相應的散熱部件204。在所述的實施方式中，散熱部件204的第一端208和第二端212容納于支撐槽232內(nèi)。第一端208設置于支撐槽232內(nèi)同時散熱部件204在第一端220穿越轉(zhuǎn)子槽58并在第二端224離開轉(zhuǎn)子槽58。當在第二端224離開轉(zhuǎn)子槽58后，散熱部件204在中間部分226處折疊，并穿越回同一個的轉(zhuǎn)子槽58，且散熱部件204的第二端212終止于公共散熱部件228的支撐槽232。散熱部件204的第一端208和第二端212牢固地固定(例如，焊接或者錫焊)于公共散熱部件228內(nèi)。在其他構(gòu)造中，散熱部件204和公共散熱部件228為單個的集成元件。
[0024]參照圖5，每個轉(zhuǎn)子槽58包括包含部分236，對于每個散熱部件204，包含部分236具有第一橫截面240和第二橫截面224 (即，每個槽包含同一個散熱部件的兩個片段(twopasses))。裸露散熱部分248包括每個散熱部件204的中間部分216、第一端208和第二端212，另外還包括公共散熱部件228。包含部分236設置為與轉(zhuǎn)子繞組74熱接觸。散熱部件204因此將能從繞組包含部分82產(chǎn)生的熱量傳導至散熱結(jié)構(gòu)200的裸露部分248。轉(zhuǎn)子繞組的包含部分82與第一橫截面240和第二橫截面224都熱接觸。公共散熱部件228提供較大的熱質(zhì)量來吸收從轉(zhuǎn)子繞組74耗散的能量。類似于上文所述的結(jié)構(gòu)100，來自轉(zhuǎn)子繞組包含部分82耗散熱量通過散熱部件204有效地被帶到轉(zhuǎn)子鐵芯42的外面，在散熱部件204上熱量能夠消散于周圍環(huán)境中。
[0025]圖6所示為根據(jù)本實用新型另一種實施方式的散熱結(jié)構(gòu)300。散熱結(jié)構(gòu)300包括與公共散熱部件308連接的散熱部件304。在所述的實施方式中，公共散熱部件308為風扇，其具有連接于軸30并與軸30 —起旋轉(zhuǎn)的扇葉312。每個散熱部件304包括連接于風扇308的第一端316、連接于風扇308的第二端320以及延伸于第一端316與第二端320之間的中間部分324。散熱部件304設置于轉(zhuǎn)子槽58內(nèi)，這樣，第一端316和第二端320與風扇308熱接觸，而中間部分324在轉(zhuǎn)子26的相反端328處彎曲地延伸到轉(zhuǎn)子鐵芯42之外。每個轉(zhuǎn)子槽58包括設置為接近轉(zhuǎn)子繞組74的散熱部件304的一個片段(one pass)，散熱部件304設置于一對相鄰的轉(zhuǎn)子槽58內(nèi)。散熱部件304的第一端316和第二端320與風扇308熱接觸，這樣，在轉(zhuǎn)子繞組包含部分82耗散的熱量從散熱部件304傳導至風扇308。風扇308在與軸30 —起旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生氣流，所產(chǎn)生的氣流促進散熱部件304的冷卻，并且還冷卻風扇308本身。
[0026]圖7和圖8所示為根據(jù)本實用新型另一種實施方式的散熱結(jié)構(gòu)400。散熱結(jié)構(gòu)400包括定子總成14，同時散熱部件404設置于定子槽50內(nèi)并與定子繞組62熱接觸。每個散熱部件404包括裸露部分408，裸露部分408基本遵循定子端部繞組66的曲率。散熱部件404還包括定子槽50內(nèi)的包含部分412。散熱部件404為形成于定子槽50內(nèi)的單個的連續(xù)塊。在所述的實施方式中，具有對應于每個定子磁極46的連續(xù)散熱部件404。接近于定子繞組包含部分70的包含散熱部分412從定子繞組包含部分70吸取消耗的熱量并將熱量傳導至裸露散熱部分408。類似于之前的散熱結(jié)構(gòu)，散熱部件404能夠更有效地傳導熱能，因此定子繞組62的熱量能更容易地被帶出定子鐵芯38，而使熱量消耗于周圍環(huán)境中。在其他實施方式中，散熱部件404由第一塊和第二塊構(gòu)成,第一塊大約延伸到定子長度的一半，定子長度定義為縱向軸線34的從定子22的第一端416開始的長度,第二塊大約延伸到從定子22的第二端420插入的定子長度的一半。
[0027]上文所有實施方式中描述的散熱部件都能夠由銅或者鋁基材料制造，并可以包括導線絕緣膜。本實用新型的多種特征和優(yōu)點陳述于權(quán)利要求中。
【權(quán)利要求】
1.一種電動機電樞，其特征在于，包括: 電機主體，由一組鐵芯構(gòu)成，所述鐵芯包括縱向軸線，且所述鐵芯包括多個槽和多個磁極，所述磁極沿平行于所述縱向軸線的方向延伸，其中，每個槽包括設置于其內(nèi)部的繞組；和 散熱部件，該散熱部件設置于多個槽的一部分內(nèi)，其中，所述散熱部件為穿越所述槽的所述部分的單個連續(xù)部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機電樞，其特征在于，所述散熱部件設置于形成在定子鐵芯上的槽內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動機電樞，其特征在于，所述散熱部件從定子的第一端延伸到定子長度的一半，而第二連續(xù)散熱部件從相反端延伸到定子長度的一半。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機電樞，其特征在于，所述散熱部件為遵循繞組的端部繞組部分的曲率而形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機電樞，其特征在于，所述散熱部件設置于形成在轉(zhuǎn)子鐵芯上的槽內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機電樞，其特征在于，所述多個槽的所述部分包括全部的所述多個槽。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機電樞，其特征在于，所述散熱部件包括設置于鐵芯外的裸露部分和設置于所述槽內(nèi)的包含部分，所述包含部分與所述繞組熱接觸。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電動機電樞，其特征在于，所述裸露部分從一個槽彎曲到相鄰的槽。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機電樞，其特征在于，所述散熱部件包括第一端、第二端和中間部分，且第一端和第二端設置于所述鐵芯的公共端，而中間部分設置于所述鐵芯的相反端。
10.一種電動機電樞，其特征在于，包括: 電機主體，其由一組鐵芯構(gòu)成，所述鐵芯包括縱向軸線，且所述鐵芯包括多個槽和多個磁極，所述槽和磁極沿平行于所述縱向軸線的方向延伸，其中，每個槽包括設置于其內(nèi)的繞組； 多個散熱部件，其中，所述槽的一部分包括至少一個所述散熱部件；和 公共散熱部件，其中每個所述散熱部件與所述公共散熱部件連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電動機電樞，其特征在于，每個所述槽包括至少一個散熱部件。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電動機電樞，其特征在于，所述多個散熱部件設置于形成在轉(zhuǎn)子鐵芯上的槽內(nèi)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電動機電樞，其特征在于，所述公共散熱部件為連接于轉(zhuǎn)子上而與轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)的磁盤。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電動機電樞，其特征在于，所述磁盤包括多個支撐槽來容納所述多個散熱部件。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電動機電樞，其特征在于，容納于所述磁盤的所述支撐槽內(nèi)的多個散熱部件的一部分焊接于所述磁盤。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電動機電樞，其特征在于，每個所述散熱部件包括第一端、第二端和中間部分，且第一端和第二端設置于所述鐵芯的公共端，而中間部分設置于所述鐵芯的相反端。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電動機電樞，其特征在于，所述公共散熱部件為連接于轉(zhuǎn)子上而與轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)的風扇。
18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電動機電樞，其特征在于，每個所述散熱部件包括第一端、第二端和中間部分，且第一端和第二端與所述公共散熱部件熱接觸，而所述中間部分延伸到所述鐵芯的相反端之外。
19.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電動機電樞,其特征在于,每一個所述槽提供有一個散熱部件。
20.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電動機電樞，其特征在于，每對相鄰的所述槽提供有一個散熱部件。
21.—種電動機電樞，其特征在于，包括: 電機主體，所述電機主體包括縱向軸線，多個槽和多個磁極，所述磁極沿平行于所述縱向軸線的方向延伸，其中，每個槽包括設置于其內(nèi)的繞組；和 散熱部件，該散熱部件設置于多個槽的一部分內(nèi)，其中，所述散熱部件為穿越所述槽的所述部分的單個連續(xù)部件。
22.—種電動機電樞，其特征在于，包括: 電機主體，所述電機主體包括縱向軸線，多個槽和多個磁極，所述磁極沿平行于所述縱向軸線的方向延伸，其中，每個槽包括設置于其內(nèi)的繞組； 多個散熱部件，其中，所述槽的一部分包括至少一個所述散熱部件；和 公共散熱部件，其中每個所述散熱部件與所述公共散熱部件連接。
【文檔編號】H02K1/26GK204089357SQ201420119302
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月14日
【發(fā)明者】G·薩特菲爾德 申請人:創(chuàng)科電動工具科技有限公司