[发明专利]具有改进的气流和噪声减小特性的电机-风扇组件

说明书

一种电机‑风扇组件，包括：组件壳体，支撑电机组件；以及工作风扇组件，具有通过吸入和排出工作空气的电机组件旋转的工作风扇。电机‑风扇组件还包括冷却风扇组件，该冷却风扇组件设置有通过吸入和排出冷却空气的电机组件旋转的冷却风扇。组件壳体具有工作空气或冷却空气从中通过的入口插入件和出口插入件中的至少一者。插入件可从组件壳体移除。

技术领域

大体上，本发明涉及一种电机-风扇组件。具体地，本发明涉及这样一种电机-风扇组件，其使用具有反向电机冷却气流和其他相关的结构特征的壳体组件来改进更好地冷却内部电子器件的电机冷却气流特性，允许增大功率并减小风扇噪声。特别地，本发明使用可更换的插入件以允许环境空气或非现场过滤的冷却空气进入和离开壳体组件。

背景技术

众所周知，电机-风扇组件用于产生定向气流。使用定向气流的应用包括，但不限于，材料处理/干燥、空气取样、冷却应用、油墨干燥和清洁系统。

图1示出了总体上用数字50表示的现有技术电机-风扇组件。组件50包括电机外壳52，电机外壳52具有连接到风扇段56的电机段54。工作空气入口58从风扇段56轴向地延伸，风扇段56承载总体上用数字60表示的工作风扇组件。空气通过入口58吸入并从切向工作空气出口62排出。在保持工作空气与电机段隔开的同时，电机鼓风机支架64使段54和56彼此连接。电机段54包括由电机鼓风机支架64支撑的电路板66。耦接到电路板66的是包括定子70和转子72的无刷电机68，转子72以本领域众所周知的方式承载磁铁，并且其中，转子具有从其延伸的轴74，轴74延伸穿过电机鼓风机支架64并使包含于工作风扇组件60中的可旋转风扇旋转。还连接到轴74的是保持在电机段54中的冷却风扇76。电机段54提供轴向冷却风扇入口80和冷却风扇出口82，冷却风扇出口82通常从电机段54径向地引导。冷却风扇的旋转将空气通过入口80吸入电机段54中，以用于冷却定子70、其相关的绕组和电路板66。然后冷却气流通过出口82离开。

虽然现有技术电机-风扇组件50是有效的，但是其具有相当众所周知的性能问题。第一个重要问题是，功率输出，特别是在无刷型配置中，受电机组件和驱动电子器件在电机段54内的定位限制。定子绕组和某些电路部件，即功率模块和二极管桥，产生大量的热。如果没有充分冷却，那么相关的电子器件停止工作，这导致电机68的热停机。冷却风扇的操作将此情况的发生减到最少，但是过热会降低电机组件的操作性能。还将认识到，随着时间的推移，热会降低电机寿命。

第二个重要的性能问题与噪声的产生相关。冷却风扇使空气流过电子器件，但是风扇和进风口提供产生噪声的尖锐边缘，并且大多数进风口相对于冷却风扇轴向地设置，使得噪声受很小阻碍或没有阻碍地向外扩散。可提供过滤器和消声器，但是成本增加且整体电机尺寸增加。另外，进风口对防止污染物进入冷却空气入口帮助不大，特别是当电机处于关闭状态时。

当前电机配置的其他缺点是，进风口和出风口不容易适于修改。例如，如果将冷却空气保持在肮脏的环境中，那么需要过滤器，但是过滤器会减小冷却气流，这可能导致过热。还可能需要在气流入口和出口安装特殊的夹具以用于冷却空气，但是这些夹具笨重并需要构造独特的电机段。另一个缺点是，通常存在来自冷却气流的污染物进入工作气流的问题。最后，当前的电机-风扇组件不是很适合于防止从工作风扇组件经由电机轴到电机段的热迁移。

因此，在本领域中需要一种具有改进的气流特性和噪声减小特性的电机-风扇组件。特别地，需要这样一种电机-风扇组件，其提供用于与冷却气流一起使用的可互换的入口插入件和出口插入件，以使得能够使用远离污染区域的环境空气或非现场空气。

发明内容

根据以上内容，本发明的第一方面是提供一种具有改进的气流和噪声减小特性的电机-风扇组件。