一种采用高效散热风扇冷却结构的低速大扭矩电机的制作方法

1.本发明涉及一种低速大扭矩电机，具体涉及一种采用高效散热风扇冷却结构的低速大扭矩电机。


背景技术：

2.电机风扇冷却一般分为自扇风冷和转子强迫风冷两种。
3.自扇风冷即在电机转子上安装离心风扇或者轴流风扇，风扇转速随电机转速的变化而变化。自扇风冷电机由于冷却风扇转速与电机转速相同，当电机工作在低速大扭矩时，受限于风扇转速影响，导致电机冷却不足，温升较高，不能长时间工作。
4.转子强迫风冷即在电机内部或外部安装非同轴风扇，风扇需外接供电电源，风扇转速与电机无关。由于强迫风冷电机需要给风扇额外提供供电电源，需要增加线路和控制，但是在某些工况条件下无法额外提供供电电源。
5.为解决低速大扭矩电机的散热问题，国内外同行有的采用强迫风冷的方案，有的增加电机体积来降低低速运行的温升，但存在的问题是：强迫风冷需要额外给风机提供电源，不但增加电机体积，而且会使电机成本大幅增加。此外公开号为cn21004156u的中国发明专利中公开了一种“永磁同步外转子电机风扇冷却装置”，其具体结构包括设置于电机轴011端部的基础盘02、固定连接于电机外转子的大齿轮03和若干啮合传动冷却结构，大齿轮03为内齿轮，基础盘02和大齿轮03同轴设置于外转子电机01的一侧，所述外转子电机01、基础盘02和大齿轮03包围形成啮合传动冷却结构放置位，啮合传动冷却结构包括中间齿轮04、小齿轮05和风扇06，中间齿轮04分别与大齿轮03、小齿轮05啮合，风扇06朝向外转子电机01连接于小齿轮05上，风扇06随小齿轮05进行转动。这种结构存在的问题是：结构复杂，体积较大，采用多个小风扇，冷却效果有限，且成本较高。


技术实现要素：

6.本发明的目的是解决现有低速大扭矩电机存在强迫风冷需要额外给风机提供电源，增加电机体积会使电机成本大幅增加的技术问题，提供一种采用高效散热风扇冷却结构的低速大扭矩电机。
7.为解决上述技术问题，本发明提供的技术解决方案如下：
8.一种采用高效散热风扇冷却结构的低速大扭矩电机，包括机壳、电机轴、电机定子、电机转子和风扇；所述电机轴伸入机壳内；所述电机定子、电机转子和风扇均设置于机壳内，其中，电机转子设置于电机轴上，电机定子固定安装于机壳内壁上，且围绕电机转子设置；
9.其特殊之处在于：
10.还包括设置于机壳内的转轴、第一皮带轮、第二皮带轮、第三皮带轮、第四皮带轮和皮带；所述转轴平行于电机轴；所述风扇的风扇轴平行于电机轴或与电机轴在同一直线上；
11.所述第一皮带轮同轴设置于电机轴上；
12.所述第二皮带轮和第三皮带轮同轴设置于转轴上；
13.所述第四皮带轮同轴设置于风扇的风扇轴上；
14.所述第一皮带轮通过皮带带动第二皮带轮转动；
15.所述第三皮带轮通过皮带带动第四皮带轮转动；
16.所述第二皮带轮、第三皮带轮和第四皮带轮的半径均小于第一皮带轮的半径。
17.进一步地，所述第二皮带轮、第三皮带轮和第四皮带轮的半径均相等；
18.所述第一皮带轮的半径为另外三个皮带轮半径的2～5倍。
19.进一步地，所述第一皮带轮的半径为另外三个皮带轮半径的3倍。
20.进一步地，所述风扇的半径小于转轴和风扇轴之间的距离。
21.本发明相比现有技术具有的有益效果：
22.本发明提供的采用高效散热风扇冷却结构的低速大扭矩电机，仅在电机内部增加了若干齿轮及皮带，即实现了电机内增速机构的增设，使风扇转速增加到需要的倍数，有效解决了低速大扭矩电机低速运行时散热不良的问题，不需要额外增加供电电源，电机体积变化不大，简单实用，成本低，可靠性高。采用该风扇冷却结构后，可解决低速大扭矩工况下电机散热难的问题，电机冷却效果好，低速下也能发挥出较高的性能，机械结构简单可靠，不需要额外的动力源，适用于各种长时间低速运行工况的电机。
附图说明
23.图1为现有永磁同步外转子电机风扇冷却装置的结构示意图；
24.图2为本发明采用高效散热风扇冷却结构的低速大扭矩电机的结构示意图；
25.附图标记说明：
26.图1中：
27.01
‑
外转子电机、011
‑
电机轴、02
‑
基础盘、03
‑
大齿轮、04
‑
中间齿轮、05
‑
小齿轮、06
‑
风扇；
28.图2中：
[0029]1‑
机壳、2
‑
电机轴、3
‑
电机定子、4
‑
电机转子、5
‑
转轴、6
‑
第一皮带轮、7
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第二皮带轮、8
‑
第三皮带轮、9
‑
第四皮带轮、10
‑
风扇、11
‑
风扇轴。
具体实施方式
[0030]
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地说明。
[0031]
一种采用高效散热风扇冷却结构的低速大扭矩电机，包括机壳1、电机轴2、电机定子3、电机转子4和风扇10；所述电机轴2伸入机壳1内；所述电机定子3、电机转子4和风扇10均设置于机壳1内，其中，电机转子4设置于电机轴2上，电机定子3固定安装于机壳1内壁上，且围绕电机转子4设置；还包括设置于机壳1内的转轴5、第一皮带轮6、第二皮带轮7、第三皮带轮8、第四皮带轮9和皮带；所述转轴5平行于电机轴2；所述风扇10的风扇轴11平行于电机轴2或与电机轴2在同一直线上；所述第一皮带轮6同轴设置于电机轴2上；所述第二皮带轮7和第三皮带轮8同轴设置于转轴5上；所述第四皮带轮9同轴设置于风扇10的风扇轴11上，为得到尽量大的风力，在满足空间要求的前提下，应尽量选择尺寸较大的风扇10，风扇10的半
径小于转轴5和风扇轴11之间的距离；所述转轴5和风扇轴11均安装于机壳1内，且可绕各自轴线旋转；所述第一皮带轮6通过皮带带动第二皮带轮7转动；所述第三皮带轮8通过皮带带动第四皮带轮9转动；所述第二皮带轮7、第三皮带轮8和第四皮带轮9的半径均小于第一皮带轮6的半径。所述第二皮带轮7、第三皮带轮8和第四皮带轮9的半径可相等；所述第一皮带轮6的半径为另外三个皮带轮半径的2～5倍，例如第一皮带轮6的半径为另外三个皮带轮半径的3倍，
[0032]
具体而言：
[0033]
本发明提出一种采用高效散热风扇冷却结构的低速大扭矩电机，电机工作时带动安装于电机轴2上的第一皮带轮6同速转动，第一皮带轮6通过皮带带动第二皮带轮7和第三皮带轮8转动，第三皮带轮8通过皮带带动第四皮带轮9转动，风扇10与第四皮带轮9同速转速。假设皮第二皮带轮7、第三皮带轮8、第四皮带轮9的半径均为r，第一皮带轮6的半径为3r，则第四皮带轮9的转速为第一皮带轮6的3倍，即风扇10转速较电机转速提高了3倍，使得风量较同轴安装的风扇有较大提升，当然第一皮带轮6的半径为另外三个皮带轮半径的1倍以上即可，具体倍数根据具体需要设置，比如可以为2～5倍。该结构通过4个皮带轮直径的不同，使风扇10转速增加到电机转速的2～5倍，风量较同轴安装的风扇有较大提升，有效解决了低速大扭矩电机低速运行时散热不良的问题。
[0034]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，对于本领域的普通专业技术人员来说，可以对前述实施例所记载的具体技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所保护技术方案的范围。