CN108696041B - 一种一体式自循环水冷电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种一体式自循环水冷电机，包括如下三个单元：电机主机(1)；控制单元(2)；冷却单元(3)；所述控制单元(2)设置在电机主机(1)的侧面，所述冷却单元(3)设置在电机主机(1)一端，所述电机主机(1)、控制单元(2)、冷却单元(3)组成一个一体式的整体。本发明控制单元通过接受电机主机反馈的位置信号对电机进行实时控制；冷却单元则能通过接受电机主机反馈的温度信号对电机进行实时冷却，达到智能节能的目的。

Description

一种一体式自循环水冷电机
技术领域
本发明涉及一种一体式自循环水冷电机。
背景技术
伴随着新能源时代的到来，新能源汽车行业呈爆发式增长，新能源电机作为汽车的主要驱动单元因其复杂的工作环境全封闭是该类电机设计的基本，而传统全封闭电机多采用分体式水冷的冷却方式，其集成度不高、体积大、重量大的，与目前行业发展方向背道而驰，为推动行业的发展，研制一款体积小、重量轻的一体式水冷电机势在必行。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种一体式自循环水冷电机，控制单元通过接受电机主机反馈的位置信号对电机进行实时控制；冷却单元则能通过接受电机主机反馈的温度信号对电机进行实时冷却，达到智能节能的目的。
本发明的通过如下技术方案实现。
一种一体式自循环水冷电机，包括如下三个单元：
电机主机：包括定子、转子、水冷机壳、定子绕组温度传感器、位置传感器，所述定子绕组温度传感器埋置在定子绕组中，所述位置传感器安装在转子轴端，所述水冷机壳上设有水道；
控制单元：包括逆变器、驱动器、控制器，控制器通过结合电机位置传感器反馈的位置信号及人为输入的动作信号计算出一个动作信号输入到驱动器中，驱动器接收信号通过控制逆变器中IGBT模块的通断实现对电机主机的控制；
冷却单元：包括水箱、水泵、冷却器、控制模块，水箱与水冷机壳上的水道连通，水泵安装在水冷机壳与水箱之间，冷却器置于水箱中，控制模块接收定子绕组温度传感器的温度信号并用于控制水泵的转速；
所述控制单元设置在电机主机的侧面，所述冷却单元设置在电机主机一端，所述电机主机、控制单元、冷却单元组成一个一体式的整体。
进一步，所述冷却单元还包括水箱温度传感器、智能进水阀、智能排水阀，所述智能进水阀、智能排水阀设置在所述水箱上，智能进水阀连接外部冷却水源，智能排水阀排出经过冷却后的高温水，水箱温度传感器置于水箱中，控制模块接收水箱温度传感器的温度信号并用于控制智能进水阀和智能排水阀的打开和关闭。
与现有技术相比，本发明的优点是：本发明控制单元通过接受电机主机反馈的位置信号对电机进行实时控制；冷却单元则能通过接受电机主机反馈的温度信号对电机进行实时冷却，达到智能节能的目的。
附图说明
图1为本发明的基本示意图；
图2为本发明的电机主机示意图；
图3为本发明的控制单元示意图；
图4为本发明的冷却单元示意图；
在图中，1、电机主机 2、冷却单元 3、控制单元 4、定子 5、转子 6、水冷机壳 7、定子绕组温度传感器 8、位置传感器 9、逆变器 10、驱动器 11、控制器 12、控制模块 13、水泵 14、冷却器 15、智能排水阀 16、智能进水阀 17、水箱 18、水箱温度传感器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
如图1至图4所示，一种一体式自循环水冷电机，包括如下三个单元：
电机主机(1)：包括定子(4)、转子(5)、水冷机壳(6)、定子绕组温度传感器(7)、位置传感器(8)，所述定子绕组温度传感器(7)埋置在定子(4)绕组中，所述位置传感器(8)安装在转子(5)轴端，所述水冷机壳(6)上设有水道；
控制单元(2)：包括逆变器(9)、驱动器(10)、控制器(11)，控制器(10)通过结合电机位置传感器(8)反馈的位置信号及人为输入的动作信号计算出一个动作信号输入到驱动器(10)中，驱动器(10)接收信号通过控制逆变器(11)中IGBT模块的通断实现对电机主机(1)的控制；
冷却单元(3)：包括水箱(17)、水泵(13)、冷却器(14)、控制模块(12)、水箱温度传感器(18)、智能进水阀(16)、智能排水阀(15)，水箱(17)与水冷机壳(6)上的水道连通，水泵(13)安装在水冷机壳(6) 与水箱(17)之间，所述智能进水阀(16)、智能排水阀(15)设置在所述水箱(17)上，智能进水阀(16)连接外部冷却水源，智能排水阀(15)排出经过冷却后的高温水，水箱温度传感器(18)和冷却器(14)置于水箱(17) 中，控制模块(12)接收定子绕组温度传感器(7)的温度信号并用于控制水泵(13)的转速，控制模块(12)接收水箱温度传感器(18)的温度信号并用于控制智能进水阀(16)和智能排水阀(15)的打开和关闭；
所述控制单元(2)设置在电机主机(1)的侧面，所述冷却单元(3)设置在电机主机(1)一端，所述电机主机(1)、控制单元(2)、冷却单元(3) 组成一个一体式的整体。
工作原理：电机主体的工作状态由控制单元进行实时控制；电机主体的散热由冷却单元进行智能调控，冷却水在水道中循环时带走电机主机运行产生的热量，水泵的转速决定了冷却水的循环速度，而转速的大小则取决于定子绕组温度传感器反馈的温度信号，当定子绕组温度传感器反馈的温度信号小于T1之间时，水泵为低转速状态；当定子绕组温度传感器反馈的温度信号处于T1～T2之间时，水泵为中转速状态；当定子绕组温度传感器反馈的温度信号大于T2时，水泵为高转速状态。冷却器的冷却级别决定了水箱中冷却水的冷却速度，而冷却级别的大小则取决于水箱温度传感器反馈的温度信号，当水箱温度传感器反馈的信号小于T3时，冷却器的冷却级别为低；当水箱温度传感器反馈的信号处于T3～T4之间时，冷却器的冷却级别为中；当水箱温度传感器反馈的信号大于T4时，冷却器的冷却级别为高。当水箱温度传感器反馈的信号小于T5时，水箱智能进水阀及排水阀处于关闭状态；当水箱温度传感器反馈的信号大于T5时，即当前自循环冷却系统无法满足冷却要求时，水箱智能进水阀及排水阀同时打开，排出水箱中高温水，引入外部冷却水，以维持水箱中冷却水在设定值以内。上述T1、T2、T3、T4、T5可由用户自定义，并且T1＜T2，T3＜T4＜T5。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种一体式自循环水冷电机，其特征在于，包括如下三个单元：
电机主机(1)：包括定子(4)、转子(5)、水冷机壳(6)、定子绕组温度传感器(7)、位置传感器(8)，所述定子绕组温度传感器(7)埋置在定子(4)绕组中，所述位置传感器(8)安装在转子(5)轴端，所述水冷机壳(6)上设有水道；
控制单元(2)：包括逆变器(9)、驱动器(10)、控制器(11)，控制器(11)通过结合电机位置传感器(8)反馈的位置信号及人为输入的动作信号计算出一个动作信号输入到驱动器(10)中，驱动器(10)接收信号通过控制逆变器(9)中IGBT模块的通断实现对电机主机(1)的控制；
冷却单元(3)：包括水箱(17)、水泵(13)、冷却器(14)、控制模块(12)，水箱(17)与水冷机壳(6)上的水道连通，水泵(13)安装在水冷机壳(6)与水箱(17)之间，冷却器(14)置于水箱(17)中，控制模块(12)接收定子绕组温度传感器(7)的温度信号并用于控制水泵(13)的转速；
所述控制单元(2)设置在电机主机(1)的侧面，所述冷却单元(3)设置在电机主机(1)一端，所述电机主机(1)、控制单元(2)、冷却单元(3)组成一个一体式的整体；
所述冷却单元(3)还包括水箱温度传感器(18)、智能进水阀(16)、智能排水阀(15)，所述智能进水阀(16)、智能排水阀(15)设置在所述水箱(17)上，智能进水阀(16)连接外部冷却水源，智能排水阀(15)排出经过冷却后的高温水，水箱温度传感器(18)置于水箱(17)中，控制模块(12)接收水箱温度传感器(18)的温度信号并用于控制智能进水阀(16)和智能排水阀(15)的打开和关闭；
电机主体的工作状态由控制单元进行实时控制；电机主体的散热由冷却单元进行智能调控，冷却水在水道中循环时带走电机主机运行产生的热量，水泵的转速决定冷却水的循环速度，转速的大小则取决于定子绕组温度传感器反馈的温度信号，当定子绕组温度传感器反馈的温度信号小于T1之间时，水泵为低转速状态；当定子绕组温度传感器反馈的温度信号处于T1～T2之间时，水泵为中转速状态；当定子绕组温度传感器反馈的温度信号大于T2时，水泵为高转速状态；冷却器的冷却级别决定水箱中冷却水的冷却速度，冷却级别的大小则取决于水箱温度传感器反馈的温度信号，当水箱温度传感器反馈的信号小于T3时，冷却器的冷却级别为低；当水箱温度传感器反馈的信号处于T3～T4之间时，冷却器的冷却级别为中；当水箱温度传感器反馈的信号大于T4时，冷却器的冷却级别为高；当水箱温度传感器反馈的信号小于T5时，水箱智能进水阀及排水阀处于关闭状态；当水箱温度传感器反馈的信号大于T5时，即当前自循环冷却系统无法满足冷却要求时， 水箱智能进水阀及排水阀同时打开，排出水箱中高温水，引入外部冷却水，以维持水箱中冷却水在设定值以内；上述T1、T2、T3、T4、T5可由用户自定义，并且T1＜T2，T3＜T4＜T5。
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