一种无机壳风冷永磁电机的制作方法

本实用新型涉及永磁电机领域，尤其涉及一种无机壳风冷永磁电机。

背景技术：

目前，大功率电机多数为机壳水冷结构，流动的冷却液通过电机机壳体的水道，将热量带到水箱，在通过水箱的散热片，由风扇吹风冷却，其结构复杂，环节多，成本高。

另外一种是常规的风冷结构，其特点是在外壳上铸造或者加工有散热片，由于永磁电机主要发热部件为定子铁芯与定子绕组，因此该冷却方式采用自然热传递的方式，将定子绕组的热量传至定子铁芯，再由定子铁芯传至机壳，通过冷却风吹机壳的方式实现散热，该方式冷却效率低、冷却系统复杂，对于大功率的电机难以满足冷却要求。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种无机壳风冷永磁电机，以较低成本实现良好散热为目的。为此，本实用新型采取以下技术方案。

一种无机壳风冷永磁电机，包括定子组件、转子组件、位于定子组件左右两侧的非轴伸端端盖和轴伸端端盖,所述的定子组件包括定子铁芯和绕组，所述的转子组件包括转轴和设于转轴上的转子本体，转轴通过轴承支撑在非轴伸端端盖和轴伸端端盖上，且转轴外伸于轴伸端端盖，其特征在于：所述的转轴上位于非轴伸端端盖的内侧设有一个散热风扇，所述的非轴伸端端盖上设有多个贯穿非轴伸端端盖的通风孔，所述的定子铁芯的外周设有多条轴向的固定筋，固定筋的两端与对应的非轴伸端端盖、轴伸端端盖连接固定，固定筋的靠近非轴伸端端盖端的外周设有一圈挡风环。通过去除机壳，并把散热风扇直接设置于端盖内侧，对定子铁芯直接吹风的方式冷却，直接将定子铁芯的热量通过气流带走，散热效率高，能够有效提高电机的功率密度与转矩密度，以较低成本实现良好散热。

作为优选技术手段：所述的散热风扇采用涡轮风扇，其位于非轴伸端端盖的通风孔一侧设有进气口，周向各扇叶之间为出气口，所述的通风孔为扇形，环绕均布，并正对散热风扇的进气口。通过离心作用，冷却风从进气口进入后，通过绕组、挡风环和端盖内壁全面的散射到电机的绕组、定子铁芯和转子上，实现风冷，最终，冷却风吸收热量后从挡风环的右端外侧向右吹出，从定子铁芯外表再带走热量，能实现更好的冷却效果。

作为优选技术手段：所述的散热风扇的外径小于绕组的环绕内径，散热风扇的出气口的右侧在径向视向上与绕组部分重叠。使部分冷却风直接作用于绕组上，并通过散射向内作用于定子铁芯内侧和转子上进行冷却，更好地提升冷却效果。

作为优选技术手段：所述的非轴伸端端盖上位于通风孔的外侧设有多个环绕均布的减料槽，减料槽位于非轴伸端端盖的外侧面。可有效降低端盖重量，降低成本。

作为优选技术手段：所述的定子铁芯的外周设有多组散热筋，散热筋在周向位于各固定筋之间，散热筋的长度与定子铁芯厚度相等。有效增加定子铁芯的散热面积，并且冷却风从左向右从散热筋之间穿过，能更好地提升对定子铁芯的散热效果。

作为优选技术手段：所述的挡风环的右端与散热筋的左端相抵，挡风环的左端与固定筋的左端相齐。实现挡风环在径向和左侧的封闭，使冷却风只从右侧出。

作为优选技术手段：所述的轴伸端端盖的外周向外凸出有与固定筋数量相同位置相应的固定筋连接座，所述的固定筋的左右两端设有外高内低的台阶，所述的固定筋连接座与固定筋之间、非轴伸端端盖与固定筋之间均通过台阶相配定位，并通过螺栓紧固；所述的挡风环与固定筋之间通过螺栓紧固。通过台阶相配固定，定位安装方便，连接牢固。

作为优选技术手段：所述的轴伸端端盖上设有左右贯穿的散热孔，散热孔环绕均布。可以实现更好的散热效果。

作为优选技术手段：所述的固定筋的右部内侧设有一圈隔离环，隔离环的左端与定子铁芯的右端面相抵，隔离环的右端与轴伸端端盖的左端面相抵且隔离环外周与轴伸端端盖外周平齐，隔离环上设有环绕分布的内外贯穿散热孔。隔离环可防止较大物体掉落进电机内部，散热孔可保证散热效果。

作为优选技术手段：所述的固定筋与定子铁芯外周面焊接连接；所述的固定筋数量为3-5个，按90度间隔环绕布置，每组散热筋与相邻固定筋呈45度夹角布置或者与定子铁芯外周面切向垂直。数量位置布置合理，较少的固定筋数量，在保证连接牢固的同时，可有效降低重量，散热筋角度布置合理，能更好地提升散热效果。

有益效果：

1、通过去除机壳，并把散热风扇直接设置于端盖内侧的转轴上，对定子铁芯直接吹风的方式冷却，直接将定子铁芯的热量通过气流带走，散热效率高，能够有效提高电机的功率密度与转矩密度，以较低成本实现良好散热。

2、在定子铁芯的外周设散热筋，有效增加定子铁芯的散热面积，并且冷却风从左向右从散热筋之间穿过，能更好地提升对定子铁芯的散热效果，由于冷却筋与冲片为一体结构，代替了传统的机壳风冷，制造更简单，成本更低。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

图2是本实用新型主剖视结构示意图。

图3是本实用新型中定子组件主剖视结构示意图。

图4是本实用新型中定子铁芯端向示意图。

图5是本实用新型中转子组件主剖视结构示意图。

图中：1-定子组件；2-转子组件；3-非轴伸端端盖；4-轴伸端端盖；5-挡风环；6-隔离环；101-固定筋；102-定子铁芯；103-绕组；104-散热筋；201-散热风扇；202-转子本体；203-永磁体；204-永磁体挡圈；205-转轴；206-永磁体保护层；301-通风孔；302-减料槽；401-固定筋连接座。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。

如图1-5所示，一种无机壳风冷永磁电机，包括定子组件1、位于定子组件1内侧的转子组件2、位于定子组件1左右两侧的非轴伸端端盖3和轴伸端端盖4,定子组件1包括定子铁芯102和绕组103，转子组件2包括转轴205和转轴205上位于定子铁芯102的内侧的转子本体202，转轴205的左端轴承档连接于非轴伸端端盖3轴承室内的轴承上，转轴205的右端轴承档连接于轴伸端端盖4轴承室内的轴承上，转子出轴伸出于轴伸端端盖4外，转轴205上位于非轴伸端端盖3的内侧设有一个散热风扇201，转子本体202上嵌有永磁体203，转子本体202的左右两端设有永磁体挡圈204以防止永磁体203轴向移动，转子本体202上位于永磁体203的外侧设有永磁体保护层206，用以防止永磁体203径向位移及保护永磁体203，非轴伸端端盖3上设有4个贯穿非轴伸端端盖3的通风孔301，定子铁芯102的外周焊接有4条轴向的固定筋7，按90度间隔环绕布置，固定筋7向左延伸与非轴伸端端盖3相配并连接固定，固定筋7的左部外侧连接有一圈挡风环5，固定筋7向右延伸与轴伸端端盖4相配并连接固定，定子铁芯102的外周设有4组散热筋104，散热筋104在周向位于各固定筋7之间，散热筋104的长度与定子铁芯102厚度相等。

为了实现更好的冷却效果，散热风扇201采用涡轮风扇，其位于非轴伸端端盖3的通风孔301一侧设有进气口，周向各扇叶之间为出气口，通风孔301为扇形，环绕均布，并正对散热风扇201的进气口。通过离心作用，冷却风从进气口进入后，通过绕组103、挡风环5和端盖内壁全面的散射到电机的绕组103、定子铁芯102和转子上，实现风冷，最终，冷却风吸收热量后从挡风环5的右端外侧向右吹出，从定子铁芯102外表再带走热量，能实现更好的冷却效果。

为了更好地提升冷却效果，散热风扇201的外径小于绕组103的环绕内径，散热风扇201的出气口的右侧在径向视向上与绕组103部分重叠。使部分冷却风直接作用于绕组103上，并通过散射向内作用于定子铁芯102内侧和转子上进行冷却，更好地提升冷却效果。

为了降低端盖重量，非轴伸端端盖3上位于通风孔301的外侧设有4个环绕均布的减料槽302，减料槽302位于非轴伸端端盖3的左侧。可有效降低端盖重量，降低成本。

为了实现冷却风从右侧出，挡风环5的右端与散热筋104的左端相抵，挡风环5的左端与固定筋7的左端相齐。实现挡风环5在径向和左侧的封闭，使冷却风只从右侧出。

为了便于定位安装，轴伸端端盖4的外周向外凸出有4个固定筋连接座401，固定筋7的左右两端设有外高内低的台阶，固定筋连接座401与固定筋7之间、非轴伸端端盖3与固定筋7之间均通过台阶相配定位，并通过螺栓紧固；挡风环5与固定筋7之间通过螺栓紧固。通过台阶相配固定，定位安装方便，连接牢固。

为了提升轴伸端散热效果，轴伸端端盖4上设有左右贯穿的散热孔，散热孔环绕均布。可以实现更好的电机轴伸端散热效果。

为了防止较大物体掉落进电机内部，固定筋7的右部内侧设有一圈隔离环6，隔离环6的左端与定子铁芯102的右端面相抵，隔离环6的右端与轴伸端端盖4的左端面相抵且隔离环6外周与轴伸端端盖4外周平齐，隔离环6上设有环绕分布的内外贯穿散热孔。隔离环6可防止较大物体掉落进电机内部，散热孔可保证散热效果。

为了更好地提升散热效果，每组散热筋104与相邻固定筋7呈45度夹角布置，散热筋104角度布置合理，能更好地提升散热效果。本实例中，固定筋7也可以与定子铁芯102外周面切向垂直作为替代方案。

电机运行时，冷却风从通风孔301进入，吸入散热风扇201的进气口，再从各各扇叶之间的出气口排出，对电机内部进行直接风冷，最后从挡风环5的右端排出，并吹走散热筋104表面热量。通过去除机壳，并把散热风扇201直接设置于端盖内侧，对定子铁芯102直接吹风的方式冷却，直接将定子铁芯102的热量通过气流带走，散热效率高，能够有效提高电机的功率密度与转矩密度，以较低成本实现良好散热。

以上图1-5所示的一种无机壳风冷永磁电机是本实用新型的具体实施例，已经体现出本实用新型突出的实质性特点和显著进步，可根据实际的使用需要，在本实用新型的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。