[發(fā)明專利]包括具備圓筒線圈的定子的無鐵心旋轉(zhuǎn)電力設(shè)備及其冷卻方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680014214.1
• 申請日: 2016-12-08
• 公開（公告）號(hào): CN107431416B
• 公開（公告）日: 2018-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 白木學(xué);大桃修一
• 申請（專利權(quán)）人: M-鏈接株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H02K9/04
• 分類號(hào): H02K9/04;H02K21/22
• 代理公司: 北京銘碩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11286
• 代理人: 齊雪嬌;金玉蘭

對于以小型化為目的的高功能的旋轉(zhuǎn)電力設(shè)備，挑戰(zhàn)了由于在銅損以及磁性體產(chǎn)生的渦流而導(dǎo)致的發(fā)熱所引起的旋轉(zhuǎn)電力設(shè)備內(nèi)部的溫度上升而效率η劣化等難以克服的技術(shù)問題。本發(fā)明能夠通過如下的結(jié)構(gòu)來解決這樣的技術(shù)問題，一種無鐵心旋轉(zhuǎn)電力設(shè)備，相對于包括由雙層或者四層的導(dǎo)電性金屬片構(gòu)成的層疊體結(jié)構(gòu)的圓筒線圈和固定該圓筒線圈的一個(gè)端面的蓋型支架的定子，轉(zhuǎn)子配置于蓋型支架的對極，所述轉(zhuǎn)子具有杯型支架和配置于外側(cè)圓筒空路形成體和/或內(nèi)側(cè)圓筒空路形成體的多個(gè)磁鐵，所述杯型支架具有通過底部、內(nèi)側(cè)圓筒空路形成體以及外側(cè)圓筒空路形成體以懸浮狀態(tài)配置圓筒線圈的氣隙，其中，杯型支架在底部具有與第二空隙相通的吸氣孔，在外側(cè)圓筒空路形成體的與底部接近的帶狀的圓周具有與配置的氣隙相通的多個(gè)排氣孔和/或在外側(cè)圓筒空路形成體的從開放端面到達(dá)底部的圓周具有以等間隔由氣隙的長度方向的排氣孔列構(gòu)成的與氣隙相通的多個(gè)排氣孔，通過利用轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子周圍的壓力差，導(dǎo)入到第二空隙的外部空氣和/或?qū)氲綀A筒線圈的外側(cè)的外部空氣對在氣隙露出的多個(gè)磁鐵以及配置于氣隙的圓筒線圈的兩面直接冷卻，從旋轉(zhuǎn)的外側(cè)圓筒空路形成體的排氣孔排出到外部。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及包括具備圓筒線圈的定子的無鐵心旋轉(zhuǎn)電力設(shè)備及其冷卻方法。

更具體而言，本發(fā)明涉及如下的無鐵心旋轉(zhuǎn)電力設(shè)備及其冷卻方法，一種無鐵心旋轉(zhuǎn)電力設(shè)備包括：定子，其包括能夠通電的無鐵心的圓筒線圈和蓋型支架，所述圓筒線圈為具有由多個(gè)導(dǎo)電性金屬片構(gòu)成的層疊體結(jié)構(gòu)的圓筒形，所述導(dǎo)電性金屬片具有在長度方向分離的多個(gè)線狀部，導(dǎo)電性金屬片的各個(gè)線狀部由絕緣層覆蓋，所述蓋型支架固定該圓筒線圈的一個(gè)端面而驅(qū)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)自如地連結(jié)到所述蓋型支架的中心部；轉(zhuǎn)子，其具有杯型支架和多個(gè)磁鐵，并且以使旋轉(zhuǎn)自如地連結(jié)到蓋型支架的驅(qū)動(dòng)軸與所述杯型支架的中心部連結(jié)固定的方式配置于該蓋型支架的對極，所述杯型支架具有底部、內(nèi)側(cè)圓筒空路形成體以及外側(cè)圓筒空路形成體，所述多個(gè)磁鐵配備于外側(cè)圓筒空路形成體的內(nèi)周面和/或內(nèi)側(cè)圓筒空路形成體的外周面，

在杯型支架中，通過其底部、內(nèi)側(cè)圓筒空路形成體以及外側(cè)圓筒空路形成體形成第一空隙的氣隙，圓筒線圈與露出的多個(gè)磁鐵共同以另一個(gè)端面與杯型支架的底部之間殘留間隙而懸浮的狀態(tài)配置于氣隙中，在杯型支架的開放端面與蓋型支架之間，具有位于圓筒線圈的內(nèi)側(cè)的第二空隙和位于圓筒線圈的外側(cè)的第三空隙，

其中，杯型支架在底部具有與第二空隙相通的吸氣孔，在外側(cè)圓筒空路形成體的與底部接近的帶狀的圓周具有與配置的氣隙相通的多個(gè)排氣孔，和/或在外側(cè)圓筒空路形成體的從開放端面到達(dá)底部的圓周具有以等間隔由氣隙的長度方向的排氣孔列構(gòu)成的與氣隙相通的多個(gè)排氣孔，通過利用轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子周圍的壓力差，導(dǎo)入到第二空隙的外部空氣和/或?qū)氲綀A筒線圈的外側(cè)的外部空氣對在氣隙露出的多個(gè)磁鐵和配置在氣隙的圓筒線圈的兩面進(jìn)行直接冷卻，并從旋轉(zhuǎn)的外側(cè)圓筒空路形成體的排氣孔向外部排出。

背景技術(shù)

電動(dòng)馬達(dá)是將電能變換為動(dòng)能的裝置。其大多分為DC馬達(dá)和AC馬達(dá)，根據(jù)定子(stator)和轉(zhuǎn)子(rotor)的配置關(guān)系，分為內(nèi)轉(zhuǎn)子型和外轉(zhuǎn)子型，還可分為繞線磁場型和永磁鐵型，在任何情況下，還包括定子通過使磁場的方向旋轉(zhuǎn)而給轉(zhuǎn)子帶來影響使其旋轉(zhuǎn)的所謂的利用旋轉(zhuǎn)磁場的類型。

對于由包括以繞線形成為圓筒狀的圓筒線圈的定子和夾著該圓筒線圈并形成氣隙的轉(zhuǎn)子構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)磁場形馬達(dá)而言，公知的是：由于通電，會(huì)發(fā)生因由繞線構(gòu)成的圓筒線圈的電阻(銅損)導(dǎo)致的發(fā)熱、甚至因在由繞線構(gòu)成的圓筒線圈和/或形成氣隙的導(dǎo)體的內(nèi)磁軛和外磁軛等中產(chǎn)生的渦流而導(dǎo)致的發(fā)熱以及因鐵心的磁滯現(xiàn)象而導(dǎo)致的發(fā)熱。廣而周知存在難以避免使該磁能變換為熱能的銅損和/或磁滯損耗的技術(shù)問題。