电动工具的通风与冷却系统

1、电动工具的通风与冷切系统XXX电动工具研究所：ROBERT.LUO电动工具的通风与冷切系统除直接影响到电机的温升外，在有的电动工具中，还起到排屑和冷切传动机构的作用，如电刨的排屑作用；电链锯风扇可以冷切刹车系统和齿轮传动机构的作用。一：风路：风路由进风口、定子铁心与机壳间的通道，定子铁心与转子间的气隙、挡风板、出风口组成。1、 出风口的设计：出风口的宽度按我们的经验设计一般不超出6.5mm ，一般我们按照5.5mm 的宽度设计，这样做的目的是防止塑料件、铝压铸件在开模时，拔模斜度被厂家放的过大而超过了6.5mm 。出风口的设计还可以按照“标准试验指插入风口后不能与电动机内任何带电体和旋转运动部

2、件相触及”的原则来设计。出风口的长度应设计的尽可能长，只要产品结构强度允许；但不能取太长，一般不超过70mm ，如果太长，可能会造成一面出风，一面进风的乱风情况出现。 出风口的形状设计应根据电机的运转情况而定，如果电机为正反转电机，则出风口形状应设计成径向辐射式的形状；如电机为单向运转的，应设计成倾斜式以减少风阻和噪音。出风口的位置设计：出风口位置对准风扇，冷切效果好，但噪音较大，我们一般都不采用这种做法，而是将出风口与风扇位置错开风扇厚度的2/3距离为好，再把出风口作成倾斜的就比较好了；当然我们在设计中有时需要将径向出风改为轴向出风，则需要加一导流圈，将径向出风改为轴向出风。这样作的好处是防

3、止工具使用者在操作时被风吹后晕了大脑，尤其是在寒冷的冬季，避免操作者被带有碳粉疾风吹拂是我们今后设计时要考虑的。毕竟这种感觉会导致使用者肺部会吸入大量的碳粉而生病。2、 挡风板的设计：挡风板固定在电动工具的机壳或定子铁心上，处于风扇与定子之间。挡风板的作用主要是：归整流经进风口带走电机的热风，以便能很好的被风扇排除，达到冷切电机的目的。挡风板在我们多年设计中，发展出了更多如下的用处。增加机壳强度的作用。机壳是塑料件，及容易变形，有时我们把挡风板的外圈与机壳内腔之间放0mm 0.1mm 的过盈量，让它们挡风圈死死撑住机壳，防止机壳变形，增加了机壳的强度，可以很好的保证整机运转平稳。挡风圈还可以用

4、做定位元件。在园林电动工具电机设计中，整体式电机的运用已不足为奇，在整体式电机设计时，挡风圈不但有整流作用，还有定位作用，比如将挡风圈与定子外圆定位，将电机转子的前轴承固定在分体式挡风圈上。挡风板与风扇间的距离最好在2.53mm 之间，不宜过大，过大，会使风在此处形成涡流，热风不容易排除，过小则对电机转子风扇安装尺寸要求高，同时出风时风流过激容易有哨音。挡风板内孔的设计：挡风板内孔设计针对单向串励电机，挡风板内孔设计成比定子内孔大1mm ，既单面大0.5mm ， 挡风板到定子铁心端面的距离，要求挡风板不触及定子漆包线，一般设计时放23mm 间隙。但是我们在设计时为了尽量缩短转子的长度，这个间隙

5、放得尽可能小。3、 定子铁心与机壳间的风道：定子铁心与机壳间的风道一般放23mm ，气流重这里通过对电机降温有重要作用，近年来，我们在设计时，往往为了成本因素而不设间隙，前提是温升域度要很大。特别是以机身为握持部位的电动工具，如小角磨等。为了工具整体性能着想，我们应该考虑这个间隙。4、 定子与转子铁心间的间隙。定子与转子铁心间的间隙俗称为气隙，对温升影响很大，气流往往主要从这里通过，带走热量。气隙设计为0.50.7mm 的距离，要求气隙尽量均匀，这就和定子的定位有关，如果机壳安装定子孔（通常由机壳的八条筋组成）与安装转子轴承孔不同心，则会引起间隙不均匀，这往往会造成转子在高速运转时，整机发生振

6、动；我们在样机装配时，或模具设计时要求做一模拟转子，查看气隙是否均匀，而修配机壳模具。这是我们在首样试装时必须检查的一项指标。5、 进风口的设计进风口的设计原则上是越大越好，对与一类和二类电动工具，进风口不能超过6mm ，而二类电动工具强调不能用标准实验针触及工具内任何带电的、运转的零件。 而我们设计进风口时，一般设计成2.5mm 2.8mm ；或按隐形风口设计。一般进风口的面积为出风口的1.31.5倍，今年来，特别电机设计体积要求尽量小，在温升、成本等前提下，我们设计时尽量把进风口作大。 进风口的位置尽量靠近电机换向器，并且要求进风不要乱向，特别是隐形风口的设计，开口方向尽量开在一边。 当然

7、我们在设计隐形风口的时侯，考虑工具使用的工况，为防尘设计，风口的开口应尽量避免有利于灰尘，木粉等进入的方向。进风口的边缘尽量作到圆角，可以有效的减少风阻。6、 风扇的设计：风扇的设计对电机温升起到关键作用，风扇在串励电机中安装在转子轴上，用胶胶死，与转子一起做动平衡。 风扇分为前倾斜式、后倾式和发散式。前倾斜式风扇的特点是：叶片比较短、叶片间距短、叶片数较多、噪音低、压力低（叶片对气流做功较大）、风量大、效率低、风叶曲率半径小（如果曲率半径大、效率更低）。后倾式式风扇的特点是：叶片比较长、叶片间距适中、叶片数目适中、噪音低、压力高、效率高、风量小、叶片的曲率半径大 。 发散式风扇的特点：叶片比

8、较长、叶片比较适中、叶片数目适中、压力低、效率低。不同风扇的运用场合：前倾斜式风扇运用在低压、转速不高的场合、如果要求风量大、可以将叶片数目增多，也可以用于高速场合。 后倾斜式风扇运用在高压、要求输出功率高、转速教高的场合、电动工具中的风扇优先选用后倾斜式风扇。 发散式风扇运用在正反转电机上。风扇叶片的选择：我们根据风动学理论，叶片数的最直范围在1824之间。串励电机用风叶其叶片选择多一点为好，正常的在2026之间。如果用前弯式、要求大风量时其叶片可以选择高达38。用于前风冷切的电机（既工具效率比较低）从噪音角度考虑、叶片数目可少，最少可作到56片（如吹吸风机），而有的78片，如打草机，有的1

9、213片，如割草机。我们在设计的时候，风扇的叶片数目不要太多，除非特别要求。因为太多，空气噪音太大fv=Nv/60（N 为叶片数）。叶片的高度限制：用于50%的电机，对离心式风扇而言，起风扇叶片高度为58mm ，而对于轴流式风扇，其叶片为1220mm 。对于强风冷切的电机、其叶片高度适当加高，视工具的工况而言。叶片的厚度限制：一般地风扇叶片的厚度上端为1.21.5mm ，下端为1.51.8mm 。对于转速高，直径大的可以适当加厚。风扇压力特点，一般为外径压力高，内径压力低。空气进风时从低压区进入高压区，不得从高压区进入低压区。风扇叶片弯曲方向：离心式风扇叶片弯曲方向应与电机旋转方向一致。如果相

10、反，风的流向不会改变，而风损较大。轴流式风扇应根据下列情况具体确定；当电机转向为顺时针时（沿换向器向风扇看），则叶片弯曲方向为逆时针方向。反之，则为顺时针方向。轴流式风扇叶片弯曲方向应严格按照上述要求执行，否则风的流向将反向。 离心式风扇的特点：噪音大、效率较低、风量较小、压力较高、离心式风扇用于小功率、并用于低速。轴流式风扇的特点：噪音小、效率较高、风量较大、压力较低、轴流式风扇用于大功率、并用于高速。风扇外径尺寸的设计：针对定子外径尺寸为54、58、62、66的小电机、离心式风扇外径等于定子外径。对于72、73的定子电机而言，其外径小于定子外径，如果要求风量大，风扇外径可等于73。对于85

11、、95电机而言，风扇外径绝对小于定子外径，85电机不超过80，95电机不超过85；外径超过85的风扇其外径要足够。风扇的外径要考虑空气噪音，风扇直径越大，噪音越大，如果在温升允许的情况下，减少风扇直径可有效的降低噪音。轴流式电机的风扇直径等于定子外径，对于95电机而言, 不超出95、正常为92、93，并多用金属制造。 强风冷切电机（小体积，大功率），其风扇外径应根据工具的工况条件确定。对于效率在3040%的电动工具，定子54、58、62而言，其风扇外径等于（1.31.5）定子直径。对于73、85电机，其风扇外径等于（1.11.2）定子直径。对于95的电机，其风扇直径等于（11.1）定子外径。对

12、于效率在（1020%）的工具。定子54、58、62而言，其风扇外径等于（1.31.6）定子直径。对于大型号电机而言，电机定子外径可以作成方形的，其风扇外径是定子外径的2倍。但是我们在设计的时候应具体情况具体应用，如要求扭力大些，则风扇外径可小些，如扭力足够，风扇外径可以大些。最后风扇外径与挡风圈或者机壳之间的距离应为23mm ，太大了会形成涡流，太小了会有笛音。 风道系统设计技术资料 2008-05-10 14:18:53 阅读92 评论0 字号：大中小 订阅一、出风口1、进风口面积（1.21.4）出风口面积，当然要视机体内部情况而定，如内部孔腔大，比例关系可降低；2、根据电动工具的安全要求，

13、出风口的载面宽应小于6.5mm ，正常取5.5mm ；3、出风口的长度不能太长L （50 70）mm ，太长会使进出风乱向（在出风口处，一边进风，一边出风）；4、进风口应考虑其换向器的火花不被看见为原则，做成其百叶窗式，或直接开在端部；5、进风口进风边缘应做成圆角，包括其拐弯处也应做圆角，这样可将风损减少；6、进风口处应考虑换向器的冷却；7、考虑换向器的冷却，可以将进风口做成两个进风口，一个用于冷却换向器，另一个用于冷却电机。但此时风扇应做成两边均在叶片的风扇，确保两个压力区不受影响；如：高速钻（电木铣、直流风扇）；如：E03、E04电机风扇做成不够好。58、出风口对准风扇，冷却效果好，但噪音

14、较大，出风口与风扇位置相互错开为好，以降低噪音；9、离心风扇如需轴向进风，经向出风的，出风口应对准风扇叶片处，如因工具使用问题，需轴向出风的，应在结构上做个导风圆，且风扇外径与导风圈内径之间的距离较大，一般为45mm ；以便让离心风扇从经向出来的风沿轴向流动；10、风扇与导风圈或机壳之间的距离： 风扇外径与导风圈或机壳之间的距离一般2 3mm ，太小会有笛音， 太 大会有涡流。+ L1S二、定子与机壳间的风道1、定子与机壳间的风道间隙为2 3mm ，如温升值有较大的余量，也可不设置风道；2、三相(单相）异步电机一般要设4mm 以上的风道；三、挡风板（导风圈）1、对串接电机而言，挡风板到风扇端面的距离为2 2.5mm ，过大会使空气在此处形成涡流，过小则加工工艺要求高；2、挡风板到定子绕组端部距离一般为2mm ，当然挡风板如是金属应考虑6mm 爬电距离；3、轴流风扇电机，如果定子铁心与机壳间留有风道，也应设 置