电动马达冷却系统技术方案

本发明专利技术涉及一种冷却电动马达(2)的方法，所述电动马达(2)包括设置在壳体(41)中的转子(3、4)，所述方法的特征在于，包括通过运动学上与所述转子(3、4)分离的风扇(6、7)实现自壳体(41)外部至所述壳体内部的强制空气流通。同样地，在马达(2)端部回收外部冷空气以便将其直接吹过构成热源的线圈(40)并迫使其到达马达(2)的另一端。因此，存在从线圈(40)均匀提取的热量。由于风扇(6、7)在运动学上与转子(3、4)分离，因此冷却系统独立于马达主轴的转速运行。

Electric motor cooling system

The invention relates to a cooling electric motor (2) method, the electric motor (2) arranged in the housing (41) of the rotor (3, 4), the method is characterized by comprising a rotor and through the kinematics (3, 4) (6, 7 separate fan since the implementation of housing) (41) external to the forced air circulation inside the casing. Similarly, at the end of the motor (2), the external cold air is recovered so that it is passed directly through a coil (40) forming the heat source and forced to reach the other end of the motor (2). As a result, there is a uniform amount of heat extracted from the coil (40). Since the fans (6, 7) are kinematically separated from the rotor (3, 4), the cooling system is independent of the rotational speed of the motor spindle.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电动马达尤其是电动马达的冷却。
技术介绍
马达运行时易于发热，因此在马达内加上散热片和/或风扇。但是，在用于电子游戏的高端转向轮(steeringwheels)中用于产生力回复效应(forcereturneffects)，也被称为“力反馈”效应的马达显著地变热，尤其是当转向轮的使用者对抗马达产生的力时，例如当马达接收到来自马达轴的静止指示时(马达轴静止并因此转向轮的轮子静止)，并且同时使用者坚持旋转转向轮的轮子，因此这些力机械地传递到马达。最近，在电子游戏的高端转向轮中用于产生反馈力的马达是无刷型马达。为了防止热潜伏期(即，将内部热量传递到外部的时间)引起的问题，并且为了防止温度使马达的性能降低，使用者阻碍力反馈实现的力不对抗或者很少地对抗。为了保护产品的寿命周期，低度地使用马达的功率。如果马达具有移动线圈，从而距离马达的外表面更远，这显得更加重要。因此，热传递的进行受到进一步的延迟。现在，有两个单独的方案用于克服这个问题：-第一个是使用若干马达一起运行来替代单一马达；-第二个是存在大体上靠近单一马达设置的外部风扇并使散热片通风。已知在无刷电动马达内部的转子上整合一组叶片。但是这组叶片进而固定在电动马达轴上。并且，当马达受阻时，引起与线圈变热有关的大多数问题时，这些叶片是不起作用的。当马达轴静止时，由于叶片不能旋转，这些叶片不能冷却马达。使用若干马达实施起来是昂贵的和复杂的。用外部风扇冷却马达不是始终足够的，更确切地说，冷却马达的某些内部区域不是始终足够的。于是马达的寿命周期缩短。因此为了部分弥补风扇的低有效性而不引起过度的噪音必须强行利用风扇。因此转向轮的壳体是不紧凑的。这些通过外部对流(风扇)或者通过传导(散热器)进行冷却的方案没有处理热源即线圈，且不能使每个线圈均匀地散热。另一方面，一些最近的转向轮具有无刷型马达，马达的壳体是光滑的且以不带散热片的最初状态供应。在这个壳体上套上含有径向延伸的散热片的管状零件。然后在距马达一段距离处垂直地设置风扇，这样使气流在这些散热片上方循环。最早的转向轮具有有刷型马达，有刷型马达的壳体是光滑的，但是壳体上固定着径向延伸的散热器。在距马达一定的距离处设置垂直的或水平的风扇，这样使气流在这个散热器上循环。包括一组固定在电动马达轴上的叶片的无刷型马达，具有的缺点是叶片的旋转与马达轴的旋转是一致的(叶片不能比轴旋转得更快，或者不能在相反的方向旋转)。叶片使转子的旋转变慢并因此增加了马达的损耗。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种简单、可靠和廉价的方案，甚至当马达受阻时和发热时也能够实现有效的冷却。根据本专利技术的冷却包括转子和壳体的电动马达的方法，其特征在于包括通过与转子在运动学上分离的风扇实现自壳体外部至所述壳体内部的强制空气流通。同样地，在马达的端部回收外部冷空气以便将其直接吹过构成热源的线圈并迫使其到马达的另一端部。因此存在从线圈中均匀提取的热量。由于风扇在运动学上与转子分离，因此冷却系统独立于马达主轴的转速运行。风扇也独立于马达轴的旋转方向(顺时针或逆时针)运行。有利地，传感器测量马达内部温度，该温度决定风扇的转速。根据检测到的温度，风扇将调整其转速。风扇可以永久地旋转或者其可以根据在马达线圈(绕组)上由热敏电阻中间物(NTC负温度系数或者PTC正温度系数)测得的温度而改变转速。有利地，电流传感器测量马达消耗的电流，该测得的电流决定风扇的转速。风扇的转速根据马达消耗的电流调整。如果消耗的电流增大，风扇可以旋转得更快；或者相反，如果消耗的电流减小，风扇可以旋转得更慢。电流的测量可以通过在马达电源上插入串联电阻(通过测量电阻端的电压或者通过测量电阻的温度)或者通过在马达电源线中的一根附近设置的霍尔效应传感器中间物来获得。通过霍尔效应传感器的测量结果更准确、可靠。有利地，由位置传感器确定转子的转速，该速度决定风扇的转速。转向轮的角度检测通过测量转向轮角位置的分压计、光学传感器或者霍尔效应传感器的中间物执行。该测量可以直接在转向轮的轴上进行或者在与转向轮的旋转(中间轮或马达轴的比率)相关的中间级上进行。由于霍尔效应传感器提供了非常高的精确度，直接在马达轴上进行的测量能够进一步调整马达的相位。直通轴(passthroughshaft)能够在轴的一端上、在小齿轮的相对端设置霍尔效应检测单元的元件(轴上磁铁)，该元件与固定在马达壳体的PCB(印刷电路板)上的霍尔效应传感器关联。磁铁可以包含入小齿轮中；但是这个方案使安装变得复杂(由于与小齿轮配合的传动带，还由于印刷电路板)，由于安装子装配体更容易，即，轴上带有磁铁的马达和在马达壳体上固定有印刷电路板的马达。本专利技术还涉及电动马达，其包括定子和相对于轴线xx’旋转运动的转子、壳体和至少一个相对于轴线yy’旋转运动的风扇，其特征在于，所述至少一个风扇与壳体内部相通，且所述至少一个风扇与转子在运动学上分离。转子的旋转和风扇的旋转因此可以独立地进行。同样地，可以有穿过壳体的轴，允许轴的一端与抓紧构件(例如转向轮的轮子)直接或间接联络(liaison)(例如通过小齿轮和传动带系统)。轴的另一端可以具有轴位置传感器。马达壳体内的纵向内部马达空间或者与纵向内部空间相通的径向马达空间，包含所述至少一个相对于轴线yy’旋转运动的风扇。马达壳体的纵向内部马达空间是大体上在马达壳体内沿轴线xx’纵向延伸的圆柱形空间。纵向内部马达空间尤其包含马达线圈和马达轴的一部分(由于轴穿过壳体，其它的部分在马达外部延伸)。根据第一个实施例，包括风扇转子和风扇定子的风扇，引导气流大体上径向于轴线xx’。壳体具有面向风扇的开口。风扇抽取外部冷空气，迫使冷空气穿过面向由风扇导向的气流的开口。被吹过开口的气流的方向与风扇的旋转轴线yy’或者大体上垂直(垂直不意味着物体一直相交)或者大体上平行。然而，被吹过开口的气流方向大体上径向于马达旋转轴线xx’。风扇转子和风扇定子可以被设置为大体上径向于轴线xx’(在轴流式风扇的情况下，即在气流大体上平行于风扇的轴线yy’的情况下)并且壳体具有面向风扇的开口。风扇转子和定子可以被不同地设置，例如大体上平行于轴线xx’(在气流大体上垂直于风扇轴线yy’的情况下)。开口面向风扇使风扇将冷空气通过开口吹入马达壳体。风扇与马达轴在运动学上分离。风扇设置在与马达不同的方向上且被设置在壳体外部。空气通常通过马达线圈循环。马达壳体包括面向风扇设置的开口，冷空气通过该开口吸入。风扇的线圈独立于马达的线圈。风扇转子和风扇定子设置在本身与壳体连接的箱体内。风扇线圈设置在箱体内。有利地，马达定子包括带有引出线的绕组，箱体的开口设置在引出线附近。为了更好地冷却马达，空气从马达的一端进入由绕组端部或者由引出线组成的热源表面附近，以便从另一轴向端部离开。有利地，风扇(与马达转子在运动学上分离)被设置在马达壳体下面。有利地，面向风扇的开口和放置风扇的箱体设置在马达的底部。有利地，在马达壳体的大体上圆柱形的部分有径向壁。这些壁大体上相对于轴线xx’径向地延伸，它们从壳体的外周延伸。径向马达空间包含在壳体的径向壁之间。径向马达空间沿着大体上垂直于轴线xx’的方向延伸且包括穿过壳体的开口，该开口使壳体外部和纵向内部马达空间相通(即冷却流体(例如空本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冷却电动马达(2)的方法，所述电动马达(2)包括转子(3、4)和壳体(41)，所述方法的特征在于，包括通过运动学上与所述转子分离的风扇(6、7)实现自壳体(41)外部至所述壳体(41)内部的强制空气流通。

【技术特征摘要】
2015.10.07 FR 15595221.一种冷却电动马达(2)的方法，所述电动马达(2)包括转子(3、4)和壳体(41)，所述方法的特征在于，包括通过运动学上与所述转子分离的风扇(6、7)实现自壳体(41)外部至所述壳体(41)内部的强制空气流通。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，由传感器测量所述马达(2)的内部温度，由所述温度决定所述风扇(6、7)的转速。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，由电流传感器测量所述马达消耗的电流，由所述电流决定所述风扇(6、7)的转速。4.一种电动马达(2)，其包括定子(4、3)和绕轴线xx’旋转运动的转子(3、4)和壳体(41)以及绕轴线yy’旋转运动的风扇(6、7)，其特征在于，所述风扇(6、7)与壳体(41)内部相通，所述风扇(6、7)在运动学上与所述转子(3、4)分离。5.根据权利要求4所述的电动马达(2)，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：让伊夫·雅乌安，帕特里克·佩纳诺彻，
申请(专利权)人：基利摩股份有限公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR