包括空气冷却系统的电机技术方案

一种电机，包括壳体，该壳体具有进气口、出气口，并且在其中限定有空气通道。空气通道包括沿径向方向从进气口延伸的第一通道和沿径向方向延伸到出气口的第二通道。电机还包括定位在壳体内的马达组件，马达组件包括围绕大致垂直于径向方向的旋转轴线旋转的轴。电机还包括位于壳体内部的电子组件和至少部分地定位在空气通道内并热连接到电子组件的散热器。马达组件的操作将周围环境气流沿径向方向通过进气口吸入空气通道，沿着散热器引导气流，并通过出气口沿径向方向排出气流。通过出气口沿径向方向排出气流。通过出气口沿径向方向排出气流。

【技术实现步骤摘要】
包括空气冷却系统的电机
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2021年12月30日提交的No.17/646,602号美国非临时专利申请的优先权，其全部公开内容通过引用整体结合到本文中。


[0003]本专利技术的领域总体上涉及电机，并且更具体地涉及用于电机的空气冷却系统。

技术介绍

[0004]电机/电动马达的许多应用中的一个是操作泵或鼓风机。电动马达可以被配置成使泵或鼓风机内的叶轮旋转，该叶轮使流体移位，从而引起流体流动。许多燃气器具包括电动马达，例如热水器、锅炉、水池加热器、空间加热器、炉子和辐射加热器。在一些示例中，电动马达为鼓风机提供动力，该鼓风机使空气或燃料/空气混合物移动通过器具。在其它示例中，电动马达为鼓风机提供动力，鼓风机分配从器具输出的空气。
[0005]在这种系统中使用的常规电机是交流(AC)感应电机。通常，AC感应电机是径向磁通电机，其中磁通从旋转轴线径向延伸。可用于上述应用中的另一种类型的电机是电子换向电机(ECM)。ECM可以包括但不限于无刷直流(BLDC)电机、永磁交流(PMAC)电机和可变磁阻电机。通常，这些电机提供比AC感应电机更高的电效率。一些ECM具有轴向磁通构造，其中气隙中的磁通在平行于转子的旋转轴线的方向上延伸。
[0006]与电机相关的一个问题是，由于电机产生热量，这些热量降低了电机的效率和使用寿命，因此需要对电机进行冷却。诸如定子和电子板的电机部件产生高温，并且经受相当大的热应力。因此，有效的电机冷却系统对于防止电机部件过热和提高电机的整体电气和机械性能以及寿命是必要的。一些已知的电机可以通过将空气吹过它们或使空气在它们上方吹送而被空气冷却。然而，一些已知的空气冷却设计是低效的。例如，至少一些已知的电机包括至少一个进气口和/或出气口，其限定在电机的轴向端部上或附近。因此，这种电机通常不太适于以紧密的轴向构造安装，这会阻碍至少一个进气口和/或出气口。

技术实现思路

[0007]在一个方面，提供了一种电机。电机包括壳体，壳体具有进气口、出气口，并且在壳体中限定有空气通道。空气通道包括沿径向方向从进气口延伸的第一通道和沿径向方向延伸到出气口的第二通道。电机还包括定位在壳体内的马达组件，马达组件包括围绕大致垂直于径向方向的旋转轴线旋转的轴。电机还包括位于壳体内部的电子组件和至少部分地定位在空气通道内并热连接到电子组件的散热器。马达组件的操作将周围环境气流通过进气口沿径向方向吸入空气通道，沿着散热器引导气流，并通过出气口沿径向方向排出气流。
[0008]在另一方面，提供了一种用于容纳马达的壳体。壳体包括进气口、出气口和在壳体的内部延伸的空气通道。空气通道包括沿径向方向从进气口延伸的第一通道和沿径向方向延伸到出气口的第二通道，径向方向大致垂直于马达壳体的旋转轴线。该壳体还包括位于
壳体内部的电子组件和至少部分地位于空气通道内并与电子组件热连接的散热器。马达的操作将周围环境气流通过进气口沿径向方向吸入空气通道，沿着散热器引导气流，并通过出气口沿径向方向排出气流。
[0009]在又一方面，提供了一种电动马达。该电动马达包括壳体，该壳体具有进气口、出气口，并限定了在壳体中延伸的空气通道。空气通道包括沿径向方向从进气口延伸的第一通道和与第一通道流体连通的第二通道，第二通道沿径向方向延伸至出气口。电动马达还包括定位在壳体内部中的马达组件，该马达组件包括可旋转地联接到壳体并限定马达的旋转轴线的轴，该旋转轴线大致垂直于径向方向。电动马达还包括定位在壳体内部内的电子组件和至少部分地定位在空气通道内且热连接到电子组件的无源热交换器(passive heat exchanger)。马达组件的操作将周围环境气流通过进气口沿径向方向吸入空气通道，沿着无源热交换器引导气流，并且通过出气口沿径向方向排出气流。
附图说明
[0010]图1是示例性电机的透视图；
[0011]图2是图1所示电机的分解图；
[0012]图3是图1和2所示电机沿图1所示的线3
‑
3截取的剖视图；
[0013]图4是图3所示电机的放大剖视图；
[0014]图5是图1和2所示电机的透视图，其中电机的部件被移除以显示内部构造；
[0015]图6是用于图1和2所示电机中的风扇的横截面图；
[0016]图7是另一示例性电机的分解图。
具体实施方式
[0017]本文描述的系统和方法提供了一种具有空气冷却系统的电机。电机例如马达通常包括马达组件和产生大量热量的电子器件。为了延长电子器件的寿命，重要的是保持工作温度下降。本文公开的电机包括空气通道，其有助于冷却气流冷却电子器件散热器，这防止来自马达组件的热能增加电子器件的温度和缩短电子器件的使用寿命。另外，空气冷却系统包括径向地限定在壳体中的进气口和出气口。在使用期间，马达的操作将周围环境空气通过至少一个进气口吸入空气通道中，并且通过至少一个出气口排出空气。所述至少一个进气口和所述至少一个出气口分别将空气径向地导入和导出所述马达壳体。因此，电机可以安装成轴向紧邻相邻结构(例如，壁、泵等)，而轴向相邻结构不会阻碍气流进入和/或离开入口和/或出口通道。
[0018]图1是示例性径向磁通电机100的透视图，图2是电机100的分解图。在示例性实施例中，电机100是具有第一端102和第二端104的电动马达。在一些实施方式中，电机100额定为4.5千瓦的连续能量。替代地，电机100可以作为发电机操作和/或被构造为轴向磁通电机。
[0019]电机100包括壳体106，该壳体具有第一端壁108、第二端壁110和从第一端壁108轴向延伸到第二端壁110的周向侧壁112。更具体地，在示例性实施例中，壳体106具有大致圆柱形形状，其中周向侧壁112在第一端壁108和第二端壁110之间围绕壳体106周向地延伸，尽管在其它实施例中，壳体106可具有任何合适的形状。在示例性实施例中，壳体106由导热
材料制成，例如铝和/或任何其它金属或金属合金。在其它实施例中，壳体可以由诸如聚合物的非导热材料形成。马达组件120(图2中示出)定位在壳体106的内部148内。
[0020]壳体106还包括至少一个进气口114和至少一个出气口116。特别地，在示例性实施例中，壳体106限定了六个出气口116和靠近第一端102的单个进气口114。出气口116围绕周向侧壁112周向地间隔开。在其它实施例中，壳体106可限定使电机100能够如本文所述起作用的任何合适数量的出口116。如关于图3更详细地描述的，壳体106还包括在至少一个进气口114和至少一个出气口116之间延伸的空气通道118。在示例性实施例中，进气口114和出气口116各自限定在壳体106的周向侧壁112中。马达组件120的操作使得沿径向方向通过进气口114将周围环境的冷却气流119吸入到空气通道118中，并且沿着无源热交换器122引导气流，该无源热交换器加热冷却气流119。然后，被加热的气流121通过出气口1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电机，包括：壳体，所述壳体包括进气口和出气口，所述壳体限定了在所述壳体的内部延伸的空气通道，所述空气通道包括沿径向方向从所述进气口延伸的第一通道和与所述第一通道流体连通的第二通道，所述第二通道沿径向方向延伸至所述出气口；马达组件，所述马达组件定位在所述壳体的内部中，所述马达组件包括轴，所述轴可旋转地联接到所述壳体并且能够操作以围绕大致垂直于所述径向方向的旋转轴线旋转；电子组件，所述电子组件定位在所述壳体的内部中；以及散热器，所述散热器至少部分地定位在所述空气通道内并且热连接到所述电子组件，其中所述马达组件的操作将周围环境气流通过所述进气口沿径向方向吸入所述空气通道，沿着所述散热器引导所述气流，并且通过所述出气口沿径向方向排出所述气流。2.根据权利要求1所述的电机，还包括风扇，所述风扇联接到所述轴以与所述轴一起围绕所述旋转轴线旋转，其中所述风扇的旋转使得通过所述进气口吸入周围环境气流并且通过所述出气口排出气流。3.根据权利要求2所述的电机，其中，所述风扇包括联接到所述轴的毂和从所述毂沿径向方向线性地延伸的多个叶片。4.根据权利要求3所述的电机，其中，所述毂包括基部和联接到所述基部并从所述基部轴向延伸的套筒，其中，所述多个叶片中的第一叶片包括定向成面向所述第一通道的第一边缘，所述第一边缘包括从所述毂沿径向方向延伸并从所述基部轴向延伸的弯曲区段。5.根据权利要求1所述的电机，还包括定位在所述壳体内的电子器件封罩，所述电子器件封罩将所述电子组件容纳在其中，其中所述电子器件封罩的第一轴向侧至少部分地限定所述第一通道，并且其中所述电子器件封罩的第二轴向侧至少部分地限定所述第二通道。6.根据权利要求5所述的电机，其中，所述壳体至少部分地限定所述电子器件封罩。7.根据权利要求1所述的电机，其中，所述壳体包括第一罩壳和联接到所述第一罩壳的第二罩壳，所述第一罩壳和所述第二罩壳共同限定所述壳体的外表面。8.根据权利要求7所述的电机，其中，所述出气口限定在所述第一罩壳与所述第二罩壳之间。9.根据权利要求7所述的电机，其中，所述第一罩壳和所述散热器形成为单件。10.根据权利要求1所述的电机，其中所述壳体包括第一罩壳和联接到所述第一罩壳的第二罩壳，所述第二罩壳至少部分地限定在其中容纳所述马达组件的马达封罩，所述第一罩壳至少部分地限定在其中容纳所述电子组件的驱动电子器件封罩，并且其中所述马达封罩是基本气密的，使得所述马达组件与所述电子组件基本热隔离。11.根据权利要求10所述的电机，还包括风扇，所述风扇联接到所述轴以便与所述轴一起围绕所述旋转轴线旋转，其中所述风扇的旋转使得通过所述进气口吸入周围环境气流并且通过所述出气口排出气流，并且其中所述风扇在轴向上定位在所述马达封罩和所述驱动电子器件封罩之间。12.根据权利要求1所述的电机，其中，所述马达组件包括以径向磁通构型布置...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：雷勃美国公司，
类型：发明
国别省市：