一种风扇及含有风扇的电机的制作方法

1.本发明属于电机技术领域，更具体地说，是涉及一种风扇及含有 风扇的电机。


背景技术：

2.电机常规的散热方式分为自然冷、风冷和液体冷却，由于永磁电 机必须采用全封闭结构的特点，多采用液体冷却方式，但液体冷却导 致电机结构复杂，成本较高；当功率较高，发热量较大，又不宜采用 液体冷却时，则采用自扇全封闭双循环风冷结构；内置风扇的引入， 虽可以保证电机温升不超标，但同时，又带来电机噪声过高的问题。
3.现有技术1为一种配置有降噪冷却风扇的旋转电机 (jp2019075922a、jp2019075921a、jp2020010575a)，如图1所示。 属于轨道交通领域，所含辅助风扇201a被附接到冷却风扇200。进气 口125a和排气口126a形成在框架104中。在辅助风扇201a与框架 104之间形成有间隙127。
4.现有技术2为一种全封闭牵引电机的复合风冷结构 (cn103166363a)，如图2所示。属于轨道交通领域，所含复合冷却 风扇包括风扇壁、内离心叶片、外吸风叶片，内离心叶片由风扇壁向 第一风腔内延伸设置，外吸风叶片由风扇壁向进风道内延伸设置，风 扇壁端部与第一端盖之间具有能够保证复合冷却风扇随转子同轴转动 的缝隙。
5.但是上述风扇结构具有以下缺点：
6.(1)图1所示风扇安装需额外配置一套轴承，对产品的维护和可 靠性要求较高，大大提升电机成本；
7.(2)图1、2所示风扇安装配置时，占用电机内腔空间较多，在 轨道交通车辆牵引电机上使用，由于轨距限制，同电机外形尺寸下， 使用所述风扇，必然会对电机的功率带来制约；
8.(3)图1所示风扇流体通过结构件内部路径较长，降噪效果不显 著；图2所示风扇转动过程中与空气摩擦力较大，随着风扇转速越高、 风量越大，造成的噪音升高越发显著。


技术实现要素：

9.本发明的目的在于提供一种风扇及含有风扇的电机，旨在解决现 有技术中电机在全封闭结构下，良好的散热效果与较高的机械噪声之 间存在矛盾的技术问题。
10.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种风扇，包 括：
11.第一风扇结构，与电机传动轴连接；
12.第二风扇结构，与所述第一风扇结构同轴设置；
13.叶片组件，两端分别与所述第一风扇结构、所述第二风扇结构连 接；所述叶片组件沿所述第一风扇结构的周向布置有至少四组；所述 叶片组件包括若干间隔设置的扇叶结构，所述扇叶结构上设有用于降 低噪声能量分布的降噪结构；所述降噪结构为沟槽结构。
14.优选地，所述沟槽结构为沿径向设置弧沟。
15.优选地，所述沟槽结构处于所述扇叶结构的至少一个扇面上；所 述沟槽结构设有若干条；所述沟槽结构具有深度不超过叶片厚度的1/3， 宽度不超过扇叶叶片宽度的1/5。
16.优选地，所述扇叶结构的内侧位于同一圆周；所述扇叶结构由圆 心方向向外辐射；位于同一所述叶片组件内的任意两所述扇叶结构呈 u型分布。
17.优选地，所述扇叶结构的截面为梯形；且梯形的短端为背离所述 电机传动轴的一端。
18.优选地，位于两端的扇叶结构为第一叶片；位于所述第一叶片之 间的扇叶结构为第二叶片；所述第一叶片的形状大小大于所述第二叶 片的形状大小。
19.优选地，所述第一叶片与所述第二叶片在长度方向相差1/3；所 述所述第一叶片与所述第二叶片在宽度方向相差1/2。
20.优选地，所述叶片组件沿所述第一风扇结构的周向布置有多组； 或/和
21.所述扇叶结构与所述第一风扇结构、所述第二风扇结构呈夹角设 置；或/和
22.所述第一风扇结构或/和所述第二风扇结构上设有去重平衡结构。
23.优选地，所述第一风扇结构、所述第二风扇结构中的至少一种为 轻量化材质制成。
24.本发明还提供一种含有风扇的电机，其特征在于包括如上文任一 项所述的一种风扇。
25.本发明提供的一种风扇及含有风扇的电机的有益效果在于：与现 有技术相比，本发明一种风扇，降噪结构的设置可以通过降低噪声能 量分布，进而实现降低电机的机械噪声值。能有效的解决永磁电机全 封闭结构下，良好的散热效果和较高的机械噪声之间的矛盾的问题。
26.为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较 佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面 将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而 易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域 普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些 附图获得其他的附图。
28.图1示出了现有技术中的一种配置有降噪冷却风扇的旋转电机的 结构示意图；
29.图2示出了现有技术中的一种全封闭牵引电机的复合风冷结构的 结构示意图；
30.图3示出了本发明实施例所提供的一种风扇的剖视结构示意图；
31.图4示出了本发明实施例所提供的一种风扇的局部结构的剖面结 构示意图一；
32.图5示出了沿图4中a-a线剖视的结构示意图；
33.图6示出了本发明实施例所提供的一种风扇的的局部结构的剖面 结构示意图一；
34.图7示出了沿图6中b-b线剖视的结构示意图。
35.图标：1、第一风扇结构；2、第二风扇结构；3、叶片组件；31、 第一叶片；32、第二叶片；4、降噪结构；5、电机传动轴；6、去重平 衡结构；7、风扇座；8、紧固件。
具体实施方式
36.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清 楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应 当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限 定本发明。
37.请一并参阅图3至图7，现对本发明提供的一种风扇进行说明。 所述一种风扇，包括第一风扇结构1、第二风扇结构2以及叶片组件3， 第一风扇结构1与电机传动轴5连接；第二风扇结构2与第一风扇结 构1同轴设置；叶片组件3两端分别与第一风扇结构1、第二风扇结 构2连接；叶片组件3沿第一风扇结构1的周向布置有至少四组；叶 片组件3包括若干间隔设置的扇叶结构，扇叶结构上设有用于降低噪 声能量分布的降噪结构4；降噪结构4为沟槽结构。
38.本发明提供的一种风扇，与现有技术相比，降噪结构4为沟槽结 构的设置避免频率集中，使噪声能量分散，降低传递到外部的能量噪 声，从而降低电机的机械噪声值。
39.在一些实施例中，叶片组件3沿第一风扇结构1的周向布置有多 组。示例性的是，叶片组件3的设置数量可为6、8、10、12、14等中 的任一种。
40.在一些实施例中，第一风扇结构1为盘体结构。多组叶片组件3 沿第一风扇结构1的周向间隔设置。具体的是，多组叶片组件3设置 在第一风扇结构1贴近第二风扇结构2的端面上。叶片组件3也可设 置在第一风扇结构1的外缘位置。叶片组件3可与第一风扇结构1一 体成型，叶片组件3也可以通过螺栓连接、卡接、焊接等方式与第一 风扇结构1连接。多组叶片组件3的内侧位于同一圆周上。第二风扇 结构2呈盘体或环状结构。
41.在一些实施例中，请一并参阅图3至图7，沟槽结构处于扇叶结 构的至少一个扇面上；沟槽结构设有若干条；沟槽结构的深度不超过 扇叶结构厚度的1/3，保证扇叶结构的强度大小；沟槽结构的宽度不 超过所述扇叶结构厚度的1/5，保证电机运行的可靠性。
42.降噪结构4分别设置于扇叶结构的两侧面上；位于同一扇叶结构 的一侧扇面的沟槽结构与另一侧扇面的沟槽结构交错分布，一侧扇面 的沟槽结构和另一侧扇面的沟槽结构在与扇叶中线垂直的投影面上不 重合。交错分布的设置方式保证了结构的可靠性、同时分散噪声能量 分布，避免振动频率集中。
43.在一些实施例中，沟槽结构设有若干条；沟槽结构为沿径向设置 的弧形沟体。弧形构体的设置保证了加工的可实施性，且提高了结构 的可靠性，避免出现尖锐棱角带来的结构薄弱点。弧形沟体的设置与 第一风扇结构1、第二风扇结构2的形状相适配，能有效的提升该风 扇的降噪效果。
44.更具体的是，各扇叶结构一端与第一风扇结构1的外侧面连接， 另一端与第二风扇结构2的内侧面连接。扇叶结构的任一侧面上设有 三条沿径向设置的弧形沟体，扇叶结构的另一侧面上设有三条沿径向 设置的弧形沟体；两个侧面上的弧形沟体相交错分布。
45.在一些实施例中，扇叶结构与第一风扇结构1、第二风扇结构2 呈夹角设置。扇叶结构与第一风扇结构1、第二风扇结构2呈15-80
°ꢀ
夹角设置，优选60
°
，方便该风扇的制备。
46.在一些实施例中，扇叶结构的的内侧位于同一圆周；扇叶结构由 圆心方向向外辐射；位于同一叶片组件3内的任意两扇叶结构呈u型 分布。u型分布的设置可以在该风扇作业时达到更好的平衡风压的作 用。
47.在一些实施例中，扇叶结构的截面为梯形；且梯形的短端为背离 电机传动轴5的
一端。能有效的降低空气摩擦力。
48.在一些实施例中，请一并参阅图3至图7，位于两端的扇叶结构 为第一叶片31；位于第一叶片31之间的扇叶结构为第二叶片32。第 一叶片31的形状大小大于第二叶片32的形状大小。提高叶片组件3 的协调性，进而降低该风扇作业时产生的噪声。
49.第一叶片31与第二叶片32沿轴向进行对比，第一叶片31与第二 叶片32在长度方向上相差1/3；第一叶片31与第二叶片32在宽度方 向上相差1/2。
50.在一些实施例中，第二叶片32的设置数量为2、4、6、8、10等 偶数。第二叶片32的具体数量可根据设备实际需要进行确定。
51.更具体的为，两组第一叶片31之间呈u型分布。任意两组第二 叶片32之间呈u型分布。全部第二叶片32沿径向方向贴近第一风扇 结构1边缘的一端与两组第一叶片31的侧面呈u型设置。通过长短 不一的u型设置，一方面避免集中到固定频率，带来的机械噪声；另 一方面，越靠近轴心内部，叶片越厚，可以对空气进行整流，进一步 降低噪声。
52.在一些实施中，请一并参阅图3至图7，第一风扇结构1或/和第 二风扇结构2上设有去重平衡结构6。去重平衡结构6的设置能确保 该风扇安装在电机上的转动惯量满足使用要求。
53.具体的是，第二风扇结构2的外缘侧设有去重平衡结构6。
54.在一些实施例中，第一风扇结构1、第二风扇结构2中的至少一 种为轻量化材质制成。降低了该风扇整体的重量大小。
55.具体的是，第一风扇结构1、第二风扇结构2均采用轻量化材质 制成。更具体的是，轻量化材质为碳纤维复合材料，使该风扇整体具 有良好的减震性能、以及较高的强度。
56.本发明还提供一种含有风扇的电机，包括如上文任一实施例所述 的一种风扇。具体的是，该风扇与风扇座7通过紧固件8连接，固定 于电机的转轴结构上。电机为永磁电机。
57.风扇座7采用金属材质制成。优选合金钢。风扇座7用于牢固的 安装与电机的转轴结构上。
58.紧固件8的作用是将风扇固定与风扇座7上，紧固件8的结构不 唯一，紧固件8包括螺栓结构、卡接结构、抱箍结构、磁吸结构中的 一种或多种。
59.本发明提供的电机能有效的解决永磁电机全封闭结构下，良好的 散热效果和较高的机械噪声之间的矛盾的问题。
60.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、
ꢀ“
横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、
ꢀ“
后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、
ꢀ“
外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附 图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而 不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方 位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
61.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为 指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此， 限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者 更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以 上，除非另有明确具体的限定。
62.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相 连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定 连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以
是机械连接，也可 以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以 是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据 具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
63.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并 不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范 围内，可轻易想到变化或替换的技术方案，都应涵盖在本发明的保护 范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为 准。

技术特征：
1.一种风扇，其特征在于，包括：第一风扇结构(1)，与电机传动轴(5)连接；第二风扇结构(2)，与所述第一风扇结构(1)同轴设置；叶片组件(3)，两端分别与所述第一风扇结构(1)、所述第二风扇结构(2)连接；所述叶片组件(3)沿所述第一风扇结构(1)的周向布置有至少四组；所述叶片组件(3)包括若干间隔设置的扇叶结构，所述扇叶结构上设有用于降低噪声能量分布的降噪结构(4)，所述降噪结构(4)为沟槽结构。2.如权利要求1所述的一种风扇，其特征在于：所述沟槽结构为沿径向设置的弧形沟体。3.如权利要求2所述的一种风扇，其特征在于：所述沟槽结构处于所述扇叶结构的至少一个扇面上；所述沟槽结构设有若干条；所述沟槽结构的深度不超过所述扇叶结构厚度的1/3；所述沟槽结构的宽度不超过所述扇叶结构厚度的1/5。4.如权利要求3所述的一种风扇，其特征在于：所述扇叶结构的内侧位于同一圆周；所述扇叶结构由圆心方向向外辐射；位于同一所述叶片组件(3)内的任意两所述扇叶结构呈u型分布。5.如权利要求4所述的一种风扇，其特征在于：所述扇叶结构的截面为梯形；且梯形的短端为背离所述电机传动轴(5)的一端。6.如权利要求5所述的一种风扇，其特征在于：位于两端的扇叶结构为第一叶片(31)；位于所述第一叶片(31)之间的扇叶结构为第二叶片(32)；所述第一叶片(31)的形状大小大于所述第二叶片(32)的形状大小。7.如权利要求6所述的一种风扇，其特征在于：所述第一叶片(31)与所述第二叶片(32)在长度方向相差1/3；所述所述第一叶片(31)与所述第二叶片(32)在宽度方向相差1/2。8.如权利要求1所述的一种风扇，其特征在于：所述叶片组件(3)沿所述第一风扇结构(1)的周向布置有多组；或/和所述扇叶结构与所述第一风扇结构(1)、所述第二风扇结构(2)呈夹角设置；或/和所述第一风扇结构(1)或/和所述第二风扇结构(2)上设有去重平衡结构(6)；或/和所述第一风扇结构(1)、所述第二风扇结构(2)中的至少一种为轻量化材质制成。9.如权利要求3所述的一种风扇，其特征在于：位于同一所述扇叶结构的一侧扇面的所述沟槽结构与另一侧扇面的所述沟槽结构交错分布，一侧扇面的所述沟槽结构和另一侧扇面的所述沟槽结构在与扇叶中线垂直的投影面上不重合。10.一种含有风扇的电机，其特征在于：包括如权利要求1-9任一项所述的一种风扇。

技术总结
本发明提供了一种风扇，属于电机技术领域，包括第一风扇结构、第二风扇结构以及叶片组件，第一风扇结构与电机连接；第二风扇结构与第一风扇结构同轴设置；叶片组件两端分别与第一风扇结构、第二风扇结构连接；叶片组件沿第一风扇结构的周向布置有至少四组；叶片组件包括若干间隔设置的扇叶结构，扇叶结构上设有用于降低噪声能量分布的降噪结构。降噪结构为沟槽结构。位于两端的扇叶结构为第一叶片；位于第一叶片之间的扇叶结构为第二叶片，第一叶片与第二叶片在长度方向相差1/3，宽度方向相差1/2。本发明提供的一种风扇，可以降低噪声能量分布，从而降低电机的机械噪声值。本发明还提供一种含有风扇的电机。提供一种含有风扇的电机。提供一种含有风扇的电机。


技术研发人员：李祥成 郭岚岚 薛秀慧 姜琛 王津 谢爱争 赵宇坤
受保护的技术使用者：中车永济电机有限公司
技术研发日：2021.12.29
技术公布日：2023/7/13