CN111342583A - 一种新型可调节转子冷却系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型可调节转子冷却系统，所述系统中包括：定子绕组、转子、转子支撑板、冷却导管、转轴、风扇、涡轮、水泵、水泵进水管、水箱、水泵出水管、进水管、出水管、转速传感器、硅钢片、端盖、轴承盖、旋转密封系统等。其中，进水管分为两部分从电动机转轴左端进入转轴，呈弹簧螺旋状围绕在转子与转轴之间，出水管与转轴同心，冷却液从转轴左端流入，经导管循环一周后从转轴左端流出，进入水箱。本发明可以通过红外温度传感器和转速传感器分别监控电动机转子的温度和转速，并据此改变水泵转速，从而调节冷却液循环冷却速度。水泵出水管与进水管旋转密封防止冷却液泄漏。冷却液经过冷却导管与电风扇相互配合共同实现电动机散热。硅钢片提高铁的电阻率和最大磁导率，降低铁芯损耗。该冷却液经过水泵从水箱中进入冷却导管，经一周循环后从出水管流出进入水箱，实现冷却液循环。
Description
技术领域
本发明涉及一种电动机冷却技术领域，特别设计一种新型可调节转子冷却系统
技术背景
电动机是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈，也就是定子绕组产生旋转磁场并作用于转子形成磁电动力旋转扭矩。目前电动机在市场上应用广泛，运用在多种设备之上。电动机在工作中会产生一定的热量，使电动机内部温度升高，严重者会造成电动机损坏，甚至发生火灾。
传统电动机的冷却多采用风冷、水冷等方式，但冷却能力有限。传统水冷多与电动机外壳相接触，以带走壳体表面的热量，不能与电动机转轴和转子进行直接接触。而且不能根据转速的快慢对冷却效率进行调节，造成一部分的能源损耗。而本发明为推广转子冷却，将冷却导管与转子、转轴直接相接触，并可根据转轴转速对冷却效率进行调节。因此本发明对转子冷却具有重要的参考价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型可调节转子冷却系统，主要用于解决的问题传统电动机冷却效率较低且冷却效率不可调节的问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种新型可调节转子冷却系统，包括一种新型可调节转子冷却系统，其特征在于，包括：定子绕组(1)、转子(2)、冷却导管(3)、转轴(4)、风扇(5)、涡轮(6)、水泵(7)、水泵进水管 (8)、水箱(9)、水泵出水管(10)、进水管(11)、出水管(12)、转速传感器(13)、硅钢片(14)、端盖(15)、轴承盖(16)、防转销(17)、静环密封圈(18)、静环(19)、动环(20)、动环密封圈 (21)、推环(22)、转子支撑板1(23)、转子支撑板2(24)、转子支撑板3(25)、转子支撑板4(26)、红外温度传感器(27)；
其中，水泵进水管(8)插入水箱(9)10厘米，涡轮(6)分别与水泵进水管(8)和水泵出水管(10)刚性连接。水泵出水管(10)与进水管(11)采用过渡配合，以使水泵出水管(10)固定不动，进水管(11)能够随电动机转轴做旋转运动。防转销(17)、静环密封圈(18)、静环(19)、动环(20)、动环密封圈(21)、推环(22)共同组成旋转密封系统，防转销(17)、静环密封圈(18)、静环(19)固定水泵出水管(10)，动环(20)、动环密封圈(21)、推环(22)套在进水管(11)外，防止冷却液泄漏。进水管(11)分成两部分上下对称进入电动机转轴(4),上端进水管穿过转子支撑板1(23)穿出，呈弹簧螺旋状环绕转轴，下端进水管穿过转子支撑板3(25)与冷却导管(3) 相连接。冷却导管环绕一定长度后从转子支撑板3(25)进入转轴(4)。出水管(12)与转轴(4) 同心，从转轴(4)左端穿出。硅钢片(14)排列在转子(2)外表面，定子绕组(1)位于转子(2)上方。风扇(5)于电动机转轴(4)过渡配合，端盖(15)，轴承盖(16)刚性连接。涡轮(6)与水泵 (7)相连接。转速传感器(13)放置于转轴(4)上方5毫米处，红外温度传感器固定于转子(2) 左端5毫米处，两者共同于控制器相连接。涡轮转速信号、转轴转速信号、红外温度信号分别给传递控制器，控制器根据所收到的信号对涡轮(6)转速进行调节。
水泵(7)与箱体刚性连接，部分形体放置于水箱外部，有利于水泵(7)工作时散热，水泵出水管(10)与进水管(11)采用过渡配合，以保证水泵出水管(10)固定不动，进水管(11)能够与电动机转轴(4)一起做旋转运动；
防转销(17)、静环密封圈(18)、静环(19)、动环(20)、动环密封圈(21)、推环(22)共同组成旋转密封系统，固定于水泵出水管(10)与进水管(11)上，防转销(17)、静环密封圈(18)、静环(19)固定水泵出水管(10)防止其转动及冷却液泄漏，动环(20)、动环密封圈(21)、推环 (22)则与进水管(11)共同转动，并通过推环(22)压力自紧防止冷却液泄漏；
进水管(11)分成上下两个管道对称通入电动机转轴(4)，同转轴(4)一起做旋转运动，上端进水管穿过转子支撑板1(23)穿出，冷却导管(3)弹簧螺旋状环绕转轴，下端水管穿过转子支撑板3(25)与冷却导管(3)相连接。冷却导管(3)呈螺旋状环绕于电动机转轴(4)和转子(2) 之间，在电动机工作时随转轴(4)一起做旋转运动；冷却导管(3)延长至一定长度后从转子支撑板3(25)中通入转轴(4)形成出水管(12)，出水管(12)横截面积与进水管(11)横截面积相同，以保证冷却液循环流畅。出水管(12)与转轴(4)同轴心一起做旋转运动，并从转轴(4)左端穿出，使冷却液经过涡轮(6)从水箱(9)中流入冷却管道(3)，最终从出水管(12)流入水箱(9)，实现循环冷却的效果；
硅钢片(14)贴合在转子(2)外表面，增强铁的电阻率和最大导磁率，降低铁芯损耗；风扇 (5)固定于电动机端盖(15)前端，在电动机转轴(4)的带动下高速旋转，实现辅助散热；
转速传感器(13)放置于转轴(4)上方5毫米处，红外温度传感器(27)固定于定子(2)左端五毫米处，控制器通过接收到感应电动机转轴(4)转速的高低、定子(2)温度来自行传递信号改变涡轮(6)转速，以改变水泵(7)抽水效率，进而改变冷却液的循环效率；
有益效果：
本发明一种新型可调节转子冷却系统，冷却液通过冷却导管(3)能够进入电动机内部，直接带走电动机工作时转轴(4)、转子(2)所产生的热量，同时有风扇(5)高速旋转进行辅助散热，与传统电动机相比，增大了散热效率。而且，冷却液经过冷却导管循环一周后能够在次进入水箱(9)，实现冷却液的循环使用，节约了能源。控制器通过接收转速传感器(13)信号、红外温度传感器(27)信号，实时了解到电动机工作时内部温度，并根据实际情况调节涡轮(6)转速，改变水泵(7)抽水速度，从而改变冷却效率，实现最合理的冷却散热方案。采用本发明能够有效地实现电动机散热问题，对电动机冷却具有重要的技术参考价值。
附图说明
图1一种新型转子冷却系统主视图
图2一种新型转子冷却系统侧视图
图3旋转密封系统放大图
具体实施方式
下面结合附图，对本发明进行清楚、完整地描述，对照图1可知，一种新型可调节转子冷却系统，包括一种新型可调节转子冷却系统，其特征在于，包括：定子绕组(1)、转子(2)、冷却导管(3)、转轴(4)、风扇(5)、涡轮(6)、水泵(7)、水泵进水管(8)、水箱(9)、水泵出水管(10)、进水管(11)、出水管(12)、转速传感器(13)、硅钢片(14)、端盖(15)、轴承盖(16)、防转销(17)、静环密封圈(18)、静环(19)、动环(20)、动环密封圈(21)、推环(22)、转子支撑板1(23)、转子支撑板2(24)、转子支撑板3(25)、转子支撑板4(26)、红外温度传感器(27)；
其中，水泵进水管(8)插入水箱(9)10厘米处，涡轮(6)分别与水泵进水管(8)和水泵出水管(10)刚性连接。水泵出水管(10)与进水管(11)采用过渡配合，以使水泵出水管(10)固定不动，进水管(11)能够随电动机转轴做旋转运动。防转销(17)、静环密封圈(18)、静环(19)、动环(20)、动环密封圈(21)、推环(22)共同组成旋转密封系统，防转销(17)、静环密封圈(18)、静环(19)固定水泵出水管(10)，动环(20)、动环密封圈(21)、推环(22)套在进水管(11)外，防止冷却液泄漏。进水管(11)分成两部分上下对称进入电动机转轴(4),上端进水管穿过转子支撑板1(23)穿出，呈弹簧螺旋状环绕转轴，下端进水管穿过转子支撑板3(25)与冷却导管(3) 相连接。冷却导管环绕一定长度后从转子支撑板3(25)进入转轴(4)。出水管(12)与转轴(4) 同心，从转轴(4)左端穿出。硅钢片(14)排列在转子(2)外表面，定子绕组(1)位于转子(2)上方。风扇(5)于电动机转轴(4)过渡配合，端盖(15)，轴承盖(16)刚性连接。涡轮(6)与水泵 (7)相连接。转速传感器(13)放置于转轴(4)上方约5毫米处，红外温度传感器固定于转子(2) 左端约5毫米处，两者共同于控制器相连接。涡轮转速信号、转轴转速信号、红外温度信号通过传递给控制器，控制器根据所收到的信号对涡轮(6)转速进行调节。
水泵(7)与箱体刚性连接，部分形体放置于水箱外部，有利于水泵(7)工作时散热，水泵出水管(10)与进水管(11)采用过渡配合，以保证水泵出水管(10)固定不动，进水管(11)能够与电动机转轴(4)一起做旋转运动；
防转销(17)、静环密封圈(18)、静环(19)、动环(20)、动环密封圈(21)、推环(22)共同组成旋转密封系统，固定于水泵出水管(10)与进水管(11)上，防转销(17)、静环密封圈(18)、静环(19)固定水泵出水管(10)防止其转动及冷却液泄漏，动环(20)、动环密封圈(21)、推环 (22)则与进水管(11)共同转动，并通过推环(22)压力自紧防止冷却液泄漏；
进水管(11)分成上下两个管道对称通入电动机转轴(4)，同转轴(4)一起做旋转运动，上端进水管穿过转子支撑板1(23)穿出，冷却导管(3)弹簧螺旋状环绕转轴，下端水管穿过转子支撑板3(25)与冷却导管(3)相连接。冷却导管(3)呈螺旋状环绕于电动机转轴(4)和转子(2) 之间，在电动机工作时随转轴(4)一起做旋转运动；冷却导管(3)延长至一定长度后从转子支撑板3(25)中通入转轴(4)形成出水管(12)，出水管(12)横截面积与进水管(11)横截面积相同，以保证冷却液循环流畅。出水管(12)与转轴(4)同轴心一起做旋转运动，并从转轴(4)左端穿出，使冷却液经过涡轮(6)从水箱(9)中流入冷却管道(3)，最终从出水管(12)流入水箱(9)，实现循环冷却的效果；硅钢片(14)贴合在转子(2)外表面，增强铁的电阻率和最大导磁率，降低铁芯损耗；风扇(5)固定于电动机端盖(15)前端，在电动机转轴(4)的带动下高速旋转，实现辅助散热。
转速传感器(13)放置于转轴(4)上方约5毫米处，红外温度传感器(27)固定于定子(2)左端约五毫米处，两者分别与控制器相连接，将电动机转轴(4)转速信号、电动机内部温度共同传递给控制器，使操作者能够及时了解到电动机工作内部散热情况。控制器通过接收到感应电动机转轴(4)转速的高低、定子(2)温度来自行传递信号改变涡轮(6)转速，以改变水泵(7) 抽水效率，进而改变冷却液的循环效率。具体可根据实际情况将电动机工作时内部温度和转轴转速划分成为三个等级，当其位于第一等级时，提高电动机转速；当其位于第二等级时，电动机转速保持不变；当其位于第三等级时，电动机转速下降。涡轮传感器用来监控冷却液流速，使电机在一定转速时内部保持相应温度。如果电动机转速较低，流速很高，但是电动机内部温度一直上升时，执行停机保护。
该系统中冷却液通过冷却导管(3)能够进入电动机内部，直接带走电动机工作时转轴 (4)、转子(2)所产生的热量，同时有风扇(5)高速旋转进行辅助散热，与传统电动机相比，增大了散热效率。而且，冷却液经过涡轮(6)从水箱(9)中流入冷却管道(3)，通过冷却导管 (3)带走电动机内部工作中转子(2)、转轴(4)所产生的热量，最终从出水管(12)流出，进入水箱(9)，实现冷却液的循环使用，节约能源。控制器通过接收转速传感器(13)信号、红外温度传感器(27)信号，操纵者能够实时了解到电动机工作时内部温度，并根据实际情况调节涡轮(6)转速，改变水泵(7)抽水速度，从而改变冷却效率，实现最合理的冷却散热方案。
Claims (10)
1.一种新型可调节转子冷却系统，其特征在于，包括：定子绕组(1)、转子(2)、冷却导管(3)、转轴(4)、风扇(5)、涡轮(6)、水泵(7)、水泵进水管(8)、水箱(9)、水泵出水管(10)、进水管(11)、出水管(12)、转速传感器(13)、硅钢片(14)、端盖(15)、轴承盖(16)、防转销(17)、静环密封圈(18)、静环(19)、动环(20)、动环密封圈(21)、推环(22)、转子支撑板1(23)、转子支撑板2(24)、转子支撑板3(25)、转子支撑板4(26)、红外温度传感器(27)；
其中，水泵进水管(8)插入水箱(9)，涡轮(6)与水泵进水管(8)和水泵出水管(10)刚性连接。水泵出水管(10)与进水管(11)过渡配合，水泵出水管(10)固定不动，进水管(11)随电动机转轴做旋转运动。防转销(17)、静环密封圈(18)、静环(19)、动环(20)、动环密封圈(21)、推环(22)组成旋转密封系统，固定于水泵出水管(10)与进水管(11)，防止冷却液泄漏。进水管(11)分成两部分对称进入电动机转轴(4),上端进水管穿过转子支撑板1(23)穿出，呈弹簧螺旋状环绕转轴，下端进水管穿过转子支撑板3(25)与冷却导管(3)相连接。出水管(12)与转轴(4)同心，从转轴(4)左端穿出。涡轮(6)与水泵(7)相连接,转速传感器(13)放置于转轴(4)上方与5mm处，红外温度传感器固定于转子(2)左端。硅钢片(14)排列在转子(2)外表面，定子绕组(1)位于转子(2)上方。风扇(5)于电动机转轴(4)过渡配合，端盖(15)，轴承盖(16)刚性连接。控制器根据所采集涡轮转速信号、转轴转速信号、红外温度信对涡轮(6)转速进行调节。
2.根据权利要求1所述的新型转子冷却系统，其特征在于，水泵出水管(10)与进水管(11)过渡配合，水泵出水管(10)固定不动，进水管(11)同电动机转轴(4)做旋转运动。
3.根据权利要求1所述的新型转子冷却系统，其特征在于，水泵(7)放置于水箱外部，有利于水泵(7)的散热。
4.根据权利要求1所述的新型转子冷却系统，其特征在于，防转销(17)、静环密封圈(18)、静环(19)、动环(20)、动环密封圈(21)、推环(22)共同组成旋转密封系统，固定于水泵出水管(10)与进水管(11)上，通过压力自紧防止冷却液泄漏。
5.根据权利要求1所述的新型转子冷却系统，其特征在于，进水管(11)分成上下两个管道通入电动机转轴(4)，同转轴(4)一起做旋转运动上端进水管穿过转子支撑板1(23)穿出，冷却导管(3)弹簧螺旋状环绕转轴，下端进水管穿过转子支撑板3(25)与冷却导管(3)相连接。
6.根据权利要求1所述的新型转子冷却系统，其特征在于，冷却导管(3)位于电动机转轴(4)和转子(2)之间，同转轴(4)一起做旋转运动。
7.根据权利要求1所述的新型转子冷却系统，其特征在于，出水管(12)与转轴(4)同轴心从转轴(4)左端穿出，同转轴(4)一起做旋转运动，出水管(12)横截面积与进水管(11)横截面积相同，以使冷却液流畅循环。
8.根据权利要求1所述的新型转子冷却系统，其特征在于，冷却液经过涡轮(6)从水箱(9)中流入冷却管道(3)，最终从出水管(12)流入水箱(9)，实现循环冷却的效果；风扇(5)固定于端盖(15)前端，实现辅助散热。
9.根据权利要求1所述的新型转子冷却系统，其特征在于，转速传感器(13)放置于转轴(4)上方5mm处，红外温度传感器(27)固定于定子(2)左端，两者信号通过传递给控制器，控制器根据感应电动机转轴(4)转速的高低、定子(2)温度来改变涡轮(6)转速，以改变冷却液的循环效率。
10.一种新型可调节转子冷却系统，其特征在于，采用权力1-11所述的系统，冷却液通入冷却管道(3)，同电动机转轴(4)、转子(2)一同做旋转运动，进行散热。经过一周后从电动机转轴(4)左端的出水管(12)流进水箱(9)，实现冷却液的循环使用。风扇(5)在转轴(4)的带动下做旋转运动，进行辅助散热。控制器与转速传感器(13)、红外温度传感器(27)相连接，并根据转轴(4)转速的快慢、定子(2)温度的高低，来改变涡轮的转速(6)以改变冷却液的循环效率，创造最节能的散热条件。
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