CN110661380A - 一种伺服电机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种伺服电机及其控制方法，属于伺服电机技术领域，其技术方案的要点是伺服电机包括定子、转子、与定子固定连接的电机外壳以及MCU，定子和电机外壳之间设置有导热铜管，导热铜管内部存储有冷却水；导热铜管料连通有进水管和出水管，定子内部设置有温度传感器；还包括冷却水箱，冷却水箱设置有进水口和出水口，出水管与进水口相连通，进水管与出水口相连通，冷却水箱的进水口和出水口处分别设置有进水管进水水泵和出水水泵；温度传感器对定子内部的温度进行检测，当检测温度值大于水冷温度阀值时，MCU控制进水水泵和出水水泵启动。本发明能够高效良好的在伺服电机进行工作时对定子内部进行降温。

Description

一种伺服电机及其控制方法

技术领域

本发明涉及伺服电机技术领域，尤其是涉及一种伺服电机及其控制方法。

背景技术

伺服电机是在在自动控制系统中常用的一种执行元件。伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。

当伺服电机进行工作中时，定子内部会产生热量，尤其是当转子的输出转速较大时。当定子内部的温度过时，会影响伺服电机的正常工作，因此在伺服电机进行工作时，需要及时将定子内部的热量进行及时排除，从而对定子内部进行降温，减小因定位内部发热对伺服电机工作的正常影响。

现有的伺服电机一般通过在转子远离其输出轴的一端固定散热风扇，进而在转子自转时，通过散热风扇加速定子内部与外界环境的空气流动，进而对定子内部进行降温；然而当伺服电机的功率较大时，或者伺服电机的输出转速较大时，通过散热风扇无法良好的对定子内部进行降温。

发明内容

本发明的其中一个目的在于提供一种伺服电机，能够高效良好的在伺服电机进行工作时对定子内部进行降温。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种伺服电机，包括定子、转子、与定子固定连接的电机外壳以及MCU，所述定子和电机外壳之间设置有导热铜管，导热铜管内部存储有冷却水；所述导热铜管料连通有进水管和出水管，所述定子内部设置有温度传感器；还包括冷却水箱，所述冷却水箱设置有进水口和出水口，所述出水管与进水口相连通，所述进水管与出水口相连通，所述冷却水箱的进水口和出水口处分别设置有进水管进水水泵和出水水泵；

所述温度传感器对定子内部的温度进行检测，并且将检测的温度信息发送给MCU，所述MCU对温度传感器发送的温度信息进行识别判断，当检测温度值大于水冷温度阀值时，所述MCU控制进水水泵和出水水泵启动。

通过采用上述技术方案，通过温度传感器对定位内部的温度进行检测，通过MCU对定子内部的温度进行监测，由导热铜管对由定子传导出的热量进行吸收，当检测温度值大于水冷温度阀值时，MCU控制进水管进水水泵和出水水泵进行冷水循环，从而及时将导热铜管的热量带走，进而能够良好的对定子内部散热的热量进行吸收，进而对定位内部进行降温。

本发明进一步设置为：所述冷却水箱的进水口位于冷却水箱顶部，所述冷却水箱的内部从上到下设置有多个冷却托盘，所述冷却托盘的盘底设置有多个竖直贯穿冷却托盘的过水孔。

通过采用上述技术方案，通过在冷却水箱的内部从上到下设置有多个冷却托盘，进而由导热铜管抽出的水流由各个冷却托盘流入到最上部的冷却托盘上，进而由冷却托盘的过水孔缓慢流到冷却水箱的底部，从而通过增大水流与空气的接触面积，进而能够良好的对循环的水流进行空气散热。

本发明进一步设置为：所述冷却托盘的两侧的冷却水箱的侧壁设置有贯穿冷却水箱的散热口，所述散热口处的设置有与冷却水箱固定连接的安装架，所述安装架上固定有朝向散热口的散热风扇。

通过采用上述技术方案，通过在散热风扇对冷却托盘的进行吹风，从而能够更加良好的对流经冷却托盘的水流进行冷却。

本发明进一步设置为：还包括制冷器，所述制冷器的室内机设置在冷却水箱内，所述制冷器的室外机设置在冷却水箱外部。

通过采用上述技术方案，当通过空气散热无法满足对冷却水箱中水的降温要求时，通过封闭门对散热口进行封闭，进而通过制冷器对冷却水箱内部进行降温，从而及时的冷却水箱内部的水进行降温。

本发明进一步设置为：所述冷却水箱设置有水温检测传感器和温控器，所述水温检测传感器设置在冷却水箱内部；所述水温检测传感器用于对冷却水箱内部的水温进行检测，并且将检测的水温信息发送给温控器，所述温控器对水温检测传感器发送的水温信息进行识别判断，当水温值大于冷却阀值时，所述温控器控制散热风扇停转，所述温控器控制制冷器进行制冷工作。

通过采用上述技术方案，通过水温检测传感器用于对冷却水箱内部的水温进行检测，由温控器对检测温度进行监测，进而当温值大于冷却阀值时，通过温控器控制制冷器进行制冷工作，从而能够高效智能的对冷却水箱内部的水进行冷却。

本发明进一步设置为：所述导热铜管设置有两个凸出电机壳体周面的连接螺纹口，所述进水管和出水管与导热铜管的连接端分别固定有与连接螺纹口螺纹啮合的连接螺纹嘴。

通过采用上述技术方案，进水管和出水管通过连接螺纹嘴与连接螺纹孔的配合进行连接，进而能够方便快捷的将进水管和出水管与导热铜管进行安装拆卸，进而在伺服电机不需要使用水冷循环，或者对伺服电机进行运输时，将进水管和出水管与导热铜管进行拆卸，从而对伺服电机的使用更加方便。

本发明进一步设置为：所述转子远离其输出轴的一端固定有与定子同轴设置的散热轴，所述散热轴上固定有散热叶片；还包括将散热叶片与外界进行隔离的后端盖，所述后端盖与电机壳体固定连，所述后端盖的周面上开设有多个贯穿后端盖的散热孔。

通过采用上述技术方案，通过在转子远离其输出轴的一端固定有与定子同轴设置的散热轴，并且在散热轴上固定有散热叶片，进而在伺服电机进行输出时，通过散热叶片加速定位内部与外界的空气流动，从而更好的对定位内部进行散热。

本发明进一步设置为：所述MCU连接有蜂鸣器，所述MCU对温度传感器发送的温度信息进行识别判断，当检测温度值大于温度警报值时，所述MCU控制蜂鸣器向外界发生警报。

通过采用上述技术方案，MCU连接有蜂鸣器，MCU对温度传感器发送的温度信息进行识别判断，当检测温度值大于温度警报值时，通过蜂鸣器向外界发生警报，进而提示工作人员对伺服电机进行及时检修。

本发明的另一个目的在于提供一种伺服电机控制方法，能够高效良好的在伺服电机进行工作时对定子内部进行降温。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案实现的：

一种伺服电机控制方法，通过在转子远离其输出轴的一端固定有与定子同轴设置的散热轴，并且在散热轴上固定有散热叶片，在伺服电机进行输出时，通过散热叶片进行空气流体散热；

在定子和电机壳体之间设置导热铜管，在伺服电机工作时，通过温度传感器对电子内部的温度进行检测，通过MCU对检测温度进行将监测，当检测温度值大于水冷温度阀值时，控制进水水泵和出水水泵启动，对导热铜管进行水冷循环；

通过水温检测传感器对冷却水箱的水温进行检测，通过温控器对水温值进行监测；当水温值大于冷却阀值时，温控器控制制冷器进行对冷却水箱中的水进行制冷工作；

在温度传感器对定子内部的检测温度值大于温度警报值时，通过MCU控制蜂鸣器向外界发生警报。

通过采用上述技术方案，通过温度传感器对定位内部的温度进行检测，进而通过MCU对检测温度进行监测，在正常的状态下，通过转子的自转时，带动散热风扇进行转动，进而通过散热风扇加速定子内部与外界的空气流动，进而降低定子内部的温度，当散热风扇的作用无法满足定子内部的散热要求时，通过启动进水水泵和出水水泵工作，进而利用散热铜管内部的冷水循环，及时将由定子传导出的热量进行带走，从而在伺服电机进行控工作时良好的对定子内部进行降温。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.通过温度传感器对定位内部的温度进行检测，通过MCU对定子内部的温度进行监测，由导热铜管对由定子传导出的热量进行吸收，当检测温度值大于水冷温度阀值时，MCU控制进水管进水水泵和出水水泵进行冷水循环，从而及时将导热铜管的热量带走，进而能够良好的对定子内部散热的热量进行吸收，进而对定位内部进行降温；

2.通过使用进入冷冷却水箱中的水缓慢流经冷却托盘并且配合散热风扇对冷却托盘的进行吹风，从而能够良好的对进入冷却水箱中的水进行降温；

3.通过水温检测传感器用于对冷却水箱内部的水温进行检测，由温控器对检测温度进行监测，进而当温值大于冷却阀值时，通过温控器控制制冷器进行制冷工作，从而能够高效智能的对冷却水箱内部的水进行冷却。

附图说明

图1为伺服电机的结构示意图；

图2为体现导热铜管的结构示意图；

图3为体现散热叶片的结构示意图；

图4为MCU的控制功能框图；

图5为体现螺纹连接嘴与螺纹连接口连接关系的结构示意图；

图6为体现冷却水箱的结构示意图；

图7为体现冷却托盘的结构示意图；

图8为温控器的控制功能框图。

图中，1、定子；2、转子；21、散热轴；22、散热叶片；3、电机外壳；31、导热铜管；311、进水管；312、出水管；313、连接螺纹口；314、连接螺纹嘴；32、前端盖；33、后端盖；331、散热孔；332、安装轴承；34、轴承室；4、MCU；41、温度传感器；42、蜂鸣器；5、冷却水箱；51、进水口；52、出水口；53、进水水泵；54、出水水泵；55、散热口；56、安装架；6、冷却托盘；61、过水孔；7、散热风扇；8、温控器；81、水温检测传感器；9、制冷器；91、室内机；92、室外机。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

一种伺服电机，参照图1和图2，包括定子1、转子2、与定子1固定连接的电机外壳3，还包括进行信号处理的MCU4。定子1和转子2同轴设置，电机外壳3的两端分别设置前端盖32以及后端盖33。前端盖33位于定子1的输出轴一端。转子2远离其输出轴的一端固定有与定子1同轴设置的散热轴21，散热轴21和定子1的输出轴上分别设置有安装轴承332，两个安装轴承332的内圈分别与散热轴21和定子1的输出轴固定连接。前端盖32和后端盖33靠近电机外壳3的一侧设置有轴承室34，安装轴承332位于轴承室34内并且与轴承室34的周壁固定连接。

参照2和图3，散热轴21上固定有散热叶片22，后端盖33的周面上开设有多个贯穿后端盖33的散热孔331。在伺服电机进行工作时，转子2进行转动，带动散热叶片22进行转动，进而通过散热叶片22加速定子1内部与外界的空气流动，进而将定子1内部的热量带出定子1。

参照图1和图4，定子1和电机外壳3之间设置有导热铜管31，导热铜管31内部存储有冷却水。导热铜管31料连通有进水管311和出水管312，还包括冷却水箱5，冷却水箱5设置有进水口51和出水口52，出水管312与进水口51相连通，进水管311与出水口52相连通，冷却水箱5的进水口51和出水口52处分别设置有进水管311进水水泵53和出水水泵54；当检测温度值大于水冷温度阀值时，MCU4控制进水水泵53和出水水泵54启动。通过导热铜管31对由定子1内部传导的热量进行吸收，在散热叶片22无法及时有效对定子1内部进行降温时，通过进水水泵53和出水水泵54对导热铜管31内部的水流进行循环，从而及时将导热铜管31处的热量带离导热铜管31，从而能够更好的对定子1内部进行散热。

参照图4，定子1内部设置有温度传感器41，温度传感器41对定子1内部的温度进行检测，并且将检测的温度信息发送给MCU4，MCU4对温度传感器41发送的温度信息进行识别判断。MCU4连接有蜂鸣器42，MCU4对温度传感器41发送的温度信息进行识别判断，当检测温度值大于温度警报值时，MCU4控制蜂鸣器42向外界发生警报。

参照图5，导热铜管31设置有两个凸出电机壳体周面的连接螺纹口313，进水管311和出水管312与导热铜管31的连接端分别固定有连接螺纹嘴314，连接螺纹嘴314与连接螺纹口313螺纹啮合。当伺服电子在使用时的输出转速较低时，定子1内部产生的热量较少，此时在伺服电机工作时不需要水冷散热，进而通过连接螺纹嘴314和连接螺纹口313的设置，能够方便快捷的将进水管311和出水管312与导热铜管31进行拆卸。在对伺服电机进行移动时，将进水管311和出水管312与导热铜管31进行拆卸，从而能够方便对伺服电机进行移动。

参照图6和图7，冷却水箱5的进水口51位于冷却水箱5顶部，冷却水箱5的内部从上到下设置有多个冷却托盘6，冷却托盘6的盘底设置有多个竖直贯穿冷却托盘6的过水孔61。冷却托盘6的两侧的冷却水箱5的侧壁设置有贯穿冷却水箱5的散热口55，散热口55处的设置有与冷却水箱5固定连接的安装架56，安装架56上固定有朝向散热口55的散热风扇7。由导热铜管31抽出的水流进入到冷却水箱5中，水流由通过冷却托盘6上的过水孔61由上到下缓慢流动，从而增大水流与空气的接触面积，进而能够良好的进行散热，通散热风扇7对流经冷却托盘6的水流进行吹拂，进而更好的对水流进行散热。

参照图7和图8，伺服电机还包括制冷器9。制冷器9的室内机91设置在冷却水箱5内，制冷器9的室外机92设置在冷却水箱5外部。冷却水箱5设置有水温检测传感器81和温控器8，水温检测传感器81设置在冷却水箱5内部；水温检测传感器81用于对冷却水箱5内部的水温进行检测，并且将检测的水温信息发送给温控器8，温控器8对水温检测传感器81发送的水温信息进行识别判断，当水温值大于冷却阀值时，通过制冷器9对冷却水箱5内部进行降温冷却，从而及时高效的对冷却水箱5内部的水流进行降温。

实施例2：

一种伺服电机控制方法，通过在转子2远离其输出轴的一端固定有与定子1同轴设置的散热轴21，并且在散热轴21上固定有散热叶片22，在伺服电机进行输出时，通过散热叶片22进行空气流体散热。

在定子1和电机壳体之间设置导热铜管31，在伺服电机工作时，通过温度传感器41对电子内部的温度进行检测，通过MCU4对检测温度进行将监测，当检测温度值大于水冷温度阀值时，控制进水水泵53和出水水泵54启动，对导热铜管31进行水冷循环。

通过水温检测传感器81对冷却水箱5的水温进行检测，通过温控器8对水温值进行监测；当水温值大于冷却阀值时，温控器8控制制冷器9进行对冷却水箱5中的水进行制冷工作；在温度传感器41对定子1内部的检测温度值大于温度警报值时，通过MCU4控制蜂鸣器42向外界发生警报。

Claims (9)

1.一种伺服电机，包括定子(1)、转子(2)、与定子(1)固定连接的电机外壳(3)以及MCU(4)，其特征在于：所述定子(1)和电机外壳(3)之间设置有导热铜管(31)，导热铜管(31)内部存储有冷却水；所述导热铜管(31)料连通有进水管(311)和出水管(312)，所述定子(1)内部设置有温度传感器(41)；还包括冷却水箱(5)，所述冷却水箱(5)设置有进水口(51)和出水口(52)，所述出水管(312)与进水口(51)相连通，所述进水管(311)与出水口(52)相连通，所述冷却水箱(5)的进水口(51)和出水口(52)处分别设置有进水管(311)进水水泵(53)和出水水泵(54)；

所述温度传感器(41)对定子(1)内部的温度进行检测，并且将检测的温度信息发送给MCU(4)，所述MCU(4)对温度传感器(41)发送的温度信息进行识别判断，当检测温度值大于水冷温度阀值时，所述MCU(4)控制进水水泵(53)和出水水泵(54)启动。

2.根据权利要求1所述的一种伺服电机，其特征在于：所述冷却水箱(5)的进水口(51)位于冷却水箱(5)顶部，所述冷却水箱(5)的内部从上到下设置有多个冷却托盘(6)，所述冷却托盘(6)的盘底设置有多个竖直贯穿冷却托盘(6)的过水孔(61)。

3.根据权利要求2所述的一种伺服电机，其特征在于：所述冷却托盘(6)的两侧的冷却水箱(5)的侧壁设置有贯穿冷却水箱(5)的散热口(55)，所述散热口(55)处的设置有与冷却水箱(5)固定连接的安装架(56)，所述安装架(56)上固定有朝向散热口(55)的散热风扇(7)。

4.根据权利要求3所述的一种伺服电机，其特征在于：还包括制冷器(9)，所述制冷器(9)的室内机(91)设置在冷却水箱(5)内，所述制冷器(9)的室外机(92)设置在冷却水箱(5)外部。

5.根据权利要求4所述的一种伺服电机，其特征在于：所述冷却水箱(5)设置有水温检测传感器(81)和温控器(8)，所述水温检测传感器(81)设置在冷却水箱(5)内部；所述水温检测传感器(81)用于对冷却水箱(5)内部的水温进行检测，并且将检测的水温信息发送给温控器(8)，所述温控器(8)对水温检测传感器(81)发送的水温信息进行识别判断，当水温值大于冷却阀值时，所述温控器(8)控制散热风扇(7)停转，所述温控器(8)控制制冷器(9)进行制冷工作。

6.根据权利要求1所述的一种伺服电机，其特征在于：所述导热铜管(31)设置有两个凸出电机壳体周面的连接螺纹口(313)，所述进水管(311)和出水管(312)与导热铜管(31)的连接端分别固定有与连接螺纹口(313)螺纹啮合的连接螺纹嘴(314)。

7.根据权利要求1所述的一种伺服电机，其特征在于：所述转子(2)远离其输出轴的一端固定有与定子(1)同轴设置的散热轴(21)，所述散热轴(21)上固定有散热叶片(22)；还包括将散热叶片(22)与外界进行隔离的后端盖(33)，所述后端盖(33)与电机壳体固定连，所述后端盖(33)的周面上开设有多个贯穿后端盖(33)的散热孔(331)。

8.根据权利要求1所述的一种伺服电机，其特征在于：所述MCU(4)连接有蜂鸣器(42)，所述MCU(4)对温度传感器(41)发送的温度信息进行识别判断，当检测温度值大于温度警报值时，所述MCU(4)控制蜂鸣器(42)向外界发生警报。

9.一种伺服电机控制方法，其特征在于：通过在转子(2)远离其输出轴的一端固定有与定子(1)同轴设置的散热轴(21)，并且在散热轴(21)上固定有散热叶片(22)，在伺服电机进行输出时，通过散热叶片(22)进行空气流体散热；

在定子(1)和电机壳体之间设置导热铜管(31)，在伺服电机工作时，通过温度传感器(41)对电子内部的温度进行检测，通过MCU(4)对检测温度进行将监测，当检测温度值大于水冷温度阀值时，控制进水水泵(53)和出水水泵(54)启动，对导热铜管(31)进行水冷循环；

通过水温检测传感器(81)对冷却水箱(5)的水温进行检测，通过温控器(8)对水温值进行监测；当水温值大于冷却阀值时，温控器(8)控制制冷器(9)进行对冷却水箱(5)中的水进行制冷工作；

在温度传感器(41)对定子(1)内部的检测温度值大于温度警报值时，通过MCU(4)控制蜂鸣器(42)向外界发生警报。

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