CN111740545A - 一种风水冷混合冷却的永磁滚筒 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电动机传动技术领域，公开了一种风水冷混合冷却的永磁滚筒，包括：主轴（10）和设于定子空腔（5）内的往复水管（4）、风机（6）；所述主轴（10）上设有轴向均布的带孔辐板（8）或径向分布的筋板（18），所述往复水管（4）固定于多个带孔辐板（8）或多个所述筋板（18），多个所述风机（6）周向均布于多个所述带孔辐板（8）或多个所述筋板（18）端部的主轴（10）。本发明提供的永磁滚筒除了常规的冷却水路冷却定子线圈组件，还通过往复水管将冷却水流经水管中，加大了冷却水在永磁滚筒的定子空腔中的散热面积；结合风机将定子腔中的热风吹至水管表面与水管中的冷却水进行热交换，增大了水冷的散热面积，提高了水冷效果。

Description

一种风水冷混合冷却的永磁滚筒

技术领域

本发明涉及电动机传动技术领域，更具体地说，涉及一种风水冷混合冷却的永磁滚筒。

背景技术

永磁滚筒具有机构简单，运行可靠，损耗少，效率高，可以实现直驱控制等优点，特别适合低速、大扭矩的应用场合，因此广泛应用于石油、矿山开采，冶金轧钢等行业。而外转子永磁滚筒在工作时，其安装于定子上面的线圈会产生大量的感应热，容易导致电机老化，影响外转子永磁滚筒的使用寿命。外转子永磁滚筒主要靠定子内部设有冷却水路，通过外接水冷却器或者外部水源来冷却滚筒，冷却方式单一，散热面积有限，同时定子线圈发热产生的热量有很大一部分都在定子的空腔部分，而空腔部分并无冷却结构，因此无法进行有效的散热，导致滚筒升温较高。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供一种风冷和水冷结合的永磁滚筒。

本发明提供的技术方案为一种风水冷混合冷却的永磁滚筒，包括：主轴10和设于定子空腔5内的往复水管4以及风机6；所述主轴10上设有多个轴向均布的带孔辐板8或多个径向分布的筋板18，所述往复水管4固定于多个带孔辐板8或多个所述筋板18，所述多个所述风机6周向均布于多个所述带孔辐板8或多个所述筋板18端部的主轴10。带孔辐板8和筋板18用于支撑定子空腔5和排布往复水管4，往复水管4中的冷却水对定子空腔5进行水冷，风机6用于对定子空腔5风冷，通过水冷和风冷的结合，增强定子的散热效果。

优选的，所述带孔辐板8或筋板18设有固定连接的管夹15以固定往复水管4。所述往复水管4可环绕固定于多个所述带孔辐板8或沿轴向固定于多个所述筋板18。往复水管4以主轴10为中心环绕布置，在每个带孔辐板8上环绕固定一圈或一定弧度后穿过带孔辐板8上的一个孔，沿轴向方向穿过该孔到达相邻的带孔辐板8，环绕同样弧度，以同样方式环绕其余带孔辐板8，从主轴10一端的带孔辐板8环绕至另一端后，穿过所在带孔辐板8的孔以上述同样方式从另一端环绕至一端，此方式可以在一个带孔辐板8上环绕多圈。往复水管4通过管夹15固定在带孔辐板8上，或者往复水管4固定在筋板18上，并沿着主轴10向定子空腔5的一端延伸排布，然后往复排布。

优选的，所述带孔辐板8至少带有一个通孔14，通孔14形状可以为圆孔、椭圆孔或其他形状，用于穿过往复式水管以及流过风机产生的风。

优选的，一个所述通孔14的孔径与所述风机6的大小匹配。主轴10上沿轴向均布有多个带孔辐板8，带孔辐板8上布有至少1个通孔14，其中至少1个通孔14的直径与风机6的最大轮廓直径相匹配，用以通风。

优选的，所述往复水管4与冷却水路3和出水装置连接，所述冷却水路3与进水装置连接。

优选的，所述出水装置包括设于所述主轴10的出水口19和连接所述往复水管4的出水管20。

优选的，所述进水装置包括设于所述主轴10的进水口16和连接所述冷却水路3的进水管17。主轴10上的进水口16通过进水管17连接定子的冷却水路3，定子的冷却水路3连接往复水管4的进水一端，往复水管4的出水一端通过出水管20连接主轴10上的出水口19。往复水管4可以采用紫铜翅片管，提高散热效果。

优选的，所述永磁滚筒包括定子冲片和定子线圈组件2，所述冷却水路3设于定子冲片的轭部。通过冷却水冷却定子线圈组件2，然后通过风机6吹风将定子空腔5内的热空气与往复水管4中的水源进行热交换，定子空腔5中的往复水管4增加了冷却水在永磁滚筒中的换热面积，从而提高了冷却效果。

优选的，所述主轴10上设有固定架以固定所述风机6。通过风机6的冷却风在永磁滚筒内部形成循环风，使定子内部的热量均匀散开，通过主轴10和端盖组件1的表面向外散热，提高了永磁滚筒的整体散热效果，减弱了永磁滚筒的升温。

优选的，所述主轴10上开设接线口7以与所述风机6连接，风机6使用的驱动装置为三相异步电动机或液压马达。

优选的，所述液压马达的液压油管12通过所述接线口7与外部液压泵连接。

优选的，所述定子冲片与所述定子线圈组件2之间设有隔环13。

风机6采用的驱动装置可以为三相异步电动机，也可以为液压马达驱动；采用液压马达驱动时，定子部分可用径向分布的筋板18，筋板18径向均布焊接在主轴10上，将定子空腔5分成多个小空腔，分布的风机6与小空腔一一对应，从而将定子线圈组件2与液压马达隔离开，防止液压马达漏油影响线圈；液压马达的液压油管12通过接线口7引至外部与液压泵相连。

本发明的有益效果是：

（1）本发明提供的永磁滚筒除了常规的冷却水路冷却定子线圈组件，还通过往复水管将冷却水通过定子空腔，增加了冷却水在永磁滚筒定子空腔中的散热面积，使得冷却范围辐射至腔体，冷却范围更广。

（2）结合风机将定子空腔中的热风吹至水管表面与水管中的冷却水进行热交换，增大了水冷的散热面积，提高了水冷效果；同时在腔体内形成循环风将定子空腔中的热量吹至端盖组件等钢件表面，通过端盖组件等钢件与外部空气的热交换进一步加大了永磁滚筒整体的冷却效果。

（3）往复水管布置在定子总成的空腔部分，通过多种布置形式，围绕整个空腔布置水管。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的风水冷混合冷却的永磁滚筒示意图；

图2为本发明实施例1提供的往复水管沿带孔辐板的布置图；

图3为本发明实施例1提供的更优选的往复水管沿带孔辐板的排布图；

图4为本发明实施例2提供的更优选的往复水管沿带孔辐板的排布图；

图5为本发明实施例2提供的优选的往复水管沿筋板的排布图。

其中：端盖组件1、定子线圈组件2、冷却水路3、往复水管4、定子空腔5、风机6、接线口7、带孔辐板8、间隙9、主轴10、液压油管12、隔环13、通孔14、管夹15、进水口16、进水管17、筋板18、出水口19、出水管20、进水连接口21、出水连接口22。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

实施例1 本实施例提供一种风水冷混合冷却的永磁滚筒

如图1所示，该永磁滚筒包括：主轴10和设于定子空腔5内的往复水管4、风机6；主轴10上设有轴向均布的带孔辐板8，每个带孔辐板8沿周向固定于主轴10，往复水管4环绕并往复固定于多个带孔辐板8，4个风机6周向均布于多个带孔辐板8左端部的主轴10，4个风机6朝着左端部的带孔辐板8出风。带孔辐板8设有固定连接的管夹15（如图2所示）以固定往复水管4。如图2所示，每个带孔辐板8上设有16个通孔14，通孔14均匀环绕所在辐板两周，每周8个，且辐板同一直径上对称排布4个通孔14，通孔14形状为圆孔，用于穿过往复水管4以及风机6产生的风，每个风机6安装位置与两周排布的两个通孔14相对应有利于高效通风。往复水管4的排布方式如下：在靠近左端部的风机6的带孔辐板8上环绕固定一圈后穿过带孔辐板8上的一个通孔14，沿轴向方向穿过该孔到达相邻的带孔辐板8，环绕一圈，然后以同样方式环绕其余带孔辐板8，从主轴10左端的带孔辐板8环绕至右端后，穿过右端的带孔辐板8的通孔14以上述同样方式在右端的带孔辐板8环绕一圈后往复排布，此方式可以在一个带孔辐板8上环绕多圈。往复水管4的优选排布方式为：在上述排布方式的基础上，只对靠近风机6的带孔辐板8环绕多圈，其余的带孔辐板8仅轴向穿过往复水管4，此方式在保证了风机的冷却效果同时，排布方式更为简单。往复水管4与冷却水路3和出水装置连接，冷却水路3与进水装置连接。出水装置包括设于主轴10的出水口19和连接往复水管4的出水管20。进水装置包括设于主轴10的进水口16和连接冷却水路3的进水管17。主轴10上的进水口16通过进水管17连接定子的冷却水路3，定子的冷却水路3连接往复水管4的进水端，往复水管4的出水端通过出水管20连接主轴10上的出水口19。冷却水路3与往复水管4各有一个连接口，分别为进水连接口21和出水连接口22，冷却水路3通过进水连接口21连接往复水管4的进水一端，往复水管4的出水一端通过出水连接口连接出水管20。

该永磁滚筒还包括定子冲片和定子线圈组件2，冷却水路3设于定子冲片的轭部。通过冷却水冷却定子线圈组件2，定子空腔5中的往复水管4增加了水在永磁滚筒中的换热面积，提高了冷却效果。

主轴10上设有固定架以固定所述风机6，主轴10上开设接线口7以使所述风机6与外部的三相异步电动机连接。通过风机6的冷却风在永磁滚筒内部形成循环风，使定子内部的热量均匀散开，通过主轴10，端盖组件1的表面向外散热，提高了永磁滚筒的整体散热效果，降低了永磁滚筒的温度。

在优选的实施例中，另有4个风机6周向均布于多个带孔辐板8右端部的主轴10，4个风机6朝着右端部的带孔辐板8出风。往复水管4的优选排布方式为：在靠近左端部风机6的带孔辐板8上环绕固定一圈后穿过带孔辐板8上的一个通孔14，沿轴向方向穿过该孔和其余带孔辐板8的通孔14，到达右端的带孔辐板8后，穿过右端的带孔辐板8的通孔14孔，环绕一圈返回到左端的带孔辐板8，继续环绕一圈，往复排布后可在左端的带孔辐板8和右端的带孔辐板8上环绕多圈。如图3所示，在更优选的实施例中，往复水管4的排布方式为：在靠近风机6一端的带孔辐板8上固定环绕一定的弧度后，穿过带孔辐板8上的一个通孔14，沿轴向方向穿过该孔到达相邻的带孔辐板8，环绕相同弧度后以同样方式环绕其余带孔辐板8，从主轴左端的带孔辐板8环绕至右端后，穿过右端的带孔辐板8的通孔14以上述同样方式在右端的带孔辐板8环绕一定弧度后往复排布，此方式以相同弧度在每个带孔辐板8上环绕一圈，以较少的环绕方式实现高效水冷。

实施例2 本实施例提供一种液压马达驱动的风水冷混合冷却的永磁滚筒

该永磁滚筒包括端盖组件1、定子线圈组件2、定子的冷却水路3、往复水管4、风机6和主轴10，定子内部形成定子空腔5，往复水管4和风机6位于定子空腔5内，主轴10上的进水口16通过进水管17连接定子的冷却水路3，定子的冷却水路3连接往复水管4的进水端，往复水管4的出水端通过出水管20连接主轴10上的出水口19。冷却水路3与往复水管4各有一个连接口，分别为进水连接口21和出水连接口22，冷却水路3通过进水连接口21连接往复水管4的进水一端，往复水管4的出水一端通过出水连接口连接出水管20。

主轴10上设有周向均布的4个固定架用于安装4个风机6，固定架焊接于主轴10上。风机6通过开设于主轴10左端的接线口7进入定子空腔5进行接线，将液压马达的液压油管12穿过接线口7引至外部与液压泵相连。主轴10上布有多个轴向分布的带孔辐板8，每个带孔辐板8沿周向固定于主轴10，往复水管4环绕并往复固定于多个带孔辐板8，4个风机6周向均布于多个带孔辐板8左端部的主轴10。如图4所示，每个带孔辐板8上沿周向均布4个通孔14用以通风，4个风机6安装位置与4个通孔14相对应，4个风机6朝着左端部的带孔辐板8出风，确保高效通风。带孔辐板8上焊接有管夹15以固定往复水管4，往复水管4以主轴10为中心环绕布置，在靠近风机6一端的带孔辐板8上环绕一定弧度后，穿过带孔辐板8上的一个通孔14，沿轴向方向穿过该孔到达相邻的带孔辐板8，环绕相同弧度后以同样方式环绕其余带孔辐板8，从主轴10左端的带孔辐板8环绕至右端后，穿过右端的带孔辐板8的通孔14以上述同样方式在右端的带孔辐板8环绕一定弧度后往复排布，此方式以相同弧度在每个带孔辐板8上环绕一圈，以较少的环绕方式实现高效水冷。

往复水管4与冷却水路3相连，水管以主轴10为中心环绕后穿过带孔辐板8至另一端后再以主轴10为中心环绕后从带孔辐板8的通孔14中穿回，按此方式循环往复布满定子内腔，然后引出到出水口19。水流从主轴10进水口16进入滚筒，经过冷却水路3和往复水管4后从主轴10出水口19流出。往复水管4上焊接翅片，管路采用紫铜管以提高散热效果。

风机6对着往复水管4排布的带孔辐板8吹风，将定子内部的热量与水管中的冷却水进行热交换，冷却水在往复水管4中经过热交换后流出，风机6与通孔14一一对应，腔体内热空气可通过带孔辐板8上的通孔14以及转子与定子线圈组件2之间的间隙9形成循环风，使定子空腔5内部空气流通，将热量吹至端盖组件1及主轴10表面，然后端盖组件1和主轴10通过与外部空气的热交换进行散热进一步增强滚筒整体的冷却效果。

风机6使用的驱动装置为液压马达，液压马达的液压油管12通过接线口7引至外部液压泵站相连。定子冲片与所述定子线圈组件2之间设有隔环13，以将定子线圈组件2与液压马达隔离，防止马达漏油影响线圈。

如图5所示，在优选的实施例中，定子部分可采用径向的筋板18代替轴向的带孔辐板8，8个筋板18径向均布并焊接在主轴10上，其中4个筋板18位于风机6的背面，管夹15将往复水管4按轴向往复式固定在每个筋板18上，将定子空腔5分隔成多个空腔，周向分布4个风机6，间隔排布的4个筋板18左右两侧的端面与风机6中心在同一轴线上，从而进一步将定子线圈组件2与液压马达隔离，避免漏油影响线圈。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但上述实施例是示例性的，并不用于限定本发明的保护范围，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下对上述实施例进行的任何变化、修改、替换和变型，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种风水冷混合冷却的永磁滚筒，其特征在于，包括：主轴（10）和设于定子空腔（5）内的往复水管（4）、风机（6）；所述主轴（10）上设有多个轴向均布的带孔辐板（8）或多个径向分布的筋板（18），所述往复水管（4）固定于多个带孔辐板（8）或多个所述筋板（18），多个所述风机（6）周向均布于多个所述带孔辐板（8）或多个所述筋板（18）端部的主轴（10）。

2.如权利要求1所述的风水冷混合冷却的永磁滚筒，其特征在于，所述带孔辐板（8）或筋板（18）设有固定连接的管夹（15）以固定往复水管（4）。

3.如权利要求1所述的风水冷混合冷却的永磁滚筒，其特征在于，每个所述带孔辐板（8）至少带有一个通孔（14）。

4.如权利要求3所述的风水冷混合冷却的永磁滚筒，其特征在于，至少一个所述通孔（14）的孔径与所述风机（6）的大小匹配。

5.如权利要求1所述的风水冷混合冷却的永磁滚筒，其特征在于，所述往复水管（4）与冷却水路（3）和出水装置连接，所述冷却水路（3）与进水装置连接。

6.如权利要求5所述的风水冷混合冷却的永磁滚筒，其特征在于，所述出水装置包括设于所述主轴（10）的出水口（19）和连接所述往复水管（4）的出水管（20）。

7.如权利要求5所述的风水冷混合冷却的永磁滚筒，其特征在于，所述进水装置包括设于所述主轴（10）的进水口（16）和连接所述冷却水路（3）的进水管（17）。

8.如权利要求5-7任一所述的风水冷混合冷却的永磁滚筒，其特征在于，所述永磁滚筒包括定子冲片和定子线圈组件（2），所述冷却水路（3）设于所述定子冲片的轭部。

9.如权利要求1所述的风水冷混合冷却的永磁滚筒，其特征在于，所述主轴（10）上设有固定架以固定所述风机（6）。

10.如权利要求8所述的风水冷混合冷却的永磁滚筒，其特征在于，所述主轴（10）上开设接线口（7）以与所述风机（6）连接，所述风机（6）使用的驱动装置为三相异步电动机或液压马达。

11.如权利要求10所述的风水冷混合冷却的永磁滚筒，其特征在于，所述液压马达的液压油管（12）通过所述接线口（7）与外部的液压泵连接。

12.如权利要求11所述的风水冷混合冷却的永磁滚筒，其特征在于，所述定子冲片与所述定子线圈组件（2）之间设有隔环（13）。

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