CN112234738B - 一种泵用变频电机 - Google Patents

Abstract

本发明为一种泵用潜水电机，属于潜水泵领域，针对现有潜水电机中变频器与永磁电机主体设置在同一个腔体内造成热量叠加的问题，采用技术方案如下：一种泵用潜水电机，包括内置电机主体的第一壳体和内置变频器的第二壳体，液体油填充在第一壳体内壁和第一气囊外壁之间，电机主体的输出轴从第一壳体的第一端伸出，连接件的两端分别与第一壳体的第二端和第二壳体的第一端插接或螺接，电机主体和变频器之间的导线穿过连接件。电机主体和变频器分设在两个独立的壳体中可分别散热，避免热量叠加，尤其可避免电机热量对变频器中发热模块的不利影响，设置连接件便于安装电机主体、第一气囊和变频器，并使两壳体之间有散热间隙。

Description

一种泵用变频电机

技术领域

本发明属于潜水泵领域，特别涉及一种泵用潜水电机。

背景技术

潜水泵常用的电机为异步电机，但其转速较低、能耗大且扬程不足，为改进这一问题，有改进方案采用带变频器的永磁电机代替异步电机，这种永磁电机的变频器与永磁电机主体装配在一个由外壳围成的腔体内，该腔体内灌满用作传热介质、密封介质和润滑介质的液体油，并通过气囊来平衡电机内外压力以满足深水作业要求。变频器和永磁电机主体产生的热量均传递到液体油中，液体油再通过腔壁传导散热，由于腔体空间狭小容纳液体油的量有限，且外壳换热效果差，变频器中的发热模块和永磁电机主体产生的热量不易散发，尤其是两者工作时产生的热量在共同的腔体中集聚叠加，会使变频器温升过高导致烧坏，而无法满足深水作业要求。此外，在一个腔体内安装电机主体、气囊和变频器等，装配难度较大，生产效率低，且不便于维修。

发明内容

针对现有潜水电机中变频器与永磁电机主体设置在同一个腔体内造成热量叠加集聚的问题，本发明提供一种泵用潜水电机，将永磁电机主体和变频器分设在两个腔体中分别散热，避免热量叠加，更好地散发变频器的工作热量，且便于电机各部分的装配维修。

本发明采用技术方案如下：一种泵用潜水电机，包括内置电机主体的圆柱形的第一壳体和内置变频器的圆柱形的第二壳体，所述第一壳体内设有第一气囊，液体油填充在第一壳体内壁和第一气囊外壁之间，电机主体的输出轴从第一壳体的第一端伸出，一连接件的两端分别与第一壳体的第二端和第二壳体的第一端插接或螺接，电机主体和变频器之间的导线穿过所述连接件。

电机主体和变频器分设在两个独立的壳体中可分别散热，避免电机主体和变频器置于一个壳体中而造成热量叠加，尤其是可以避免电机热量对变频器中发热模块的不利影响，设置连接件便于分别在第一壳体中安装电机主体和第一气囊以及在第二壳体中安装变频器，这样，在不同的壳体中分别安装电机主体和变频器组件大大提高了安装效率和质量，并便于维修和保养，且连接件连接两壳体时使它们有散热间隙，进而提高变频器的工作性能。

作为一个优化方案，所述连接件为圆柱形镂空件，其形状与圆柱形的第一壳体和/或第二壳体形状适配，所述第一壳体的第二端设有第一端件，所述第二壳体的第一端设有第二端件，连接件的镂空面、第一端件和第二端件围成一过水腔，以使第二端件能够与水接触而换热，外界水流能十分有效地带走变频器发热模块的热量，大大提高其散热效果。此外，将第二壳体设置在连接件的下方，可以防止淤泥杂物等堵塞过水腔。

作为另一优化方案，所述连接件包括插置于第二壳体内的第二端件、插置于第一壳体内的第一端件以及连接第一端件和第二端件的中空柱，电机主体和变频器之间的导线穿过所述中空柱，所述第一端件和第二端件之间形成一供水流过的过水腔，以使第二端件能够与水接触而换热。第一端件、第二端件与中空柱连为一体，中空柱将第一端件和第二端件隔开，且节省了用于密封导线的密封件，精简结构。

作为进一步优化方案，变频器的电路板径向设置在第二壳体内，其上的发热模块紧贴所述第二端件。第二端件即与水接触而换热，缩短传热路径，能够将变频器的热量及时导出，有效避免变频器热量聚集，散热效果好。现有变频电机的变频器的电路板轴向设置，发热模块产生的大量热传递到与水接触的电机外壳上，但电机外壳为圆柱形，元器件高度受到外壳直径的限制，不能充分利用电路板的空间进行排布，只能设置在轴向安装的狭长电路板上，狭长电路板使得整个变频器的高度也相应变高，进而增加了潜水泵的高度和体积，影响存放、运输和使用。本申请将变频器的电路板由轴向布置改为径向布置，元器件能够合理利用电路板的空间进行排布，可有效缩短变频器的高度，进而缩短整个电泵的高度，使得电泵便于放置；若变频器的元器件较多，单层的电路板不能全部排开，可将电路板设置成双层或多层，还能在电路板的集成块中写入软件程序来替代高度较高的电解电容的功能，有效缩短电路板的高度，进而缩短整个电机的高度，此外，发热模块紧贴第二端件，热量被快速导出，较好地解决了变频器的散热问题。

作为另一优化方案，所述第二壳体的第二端设有底座，所述底座与第二壳体之间设有第三端件，所述底座设有可供水流过的过水部，所述过水部与第三端件相邻，以便第三端件的外侧面能够与水接触而换热，变频器的电路板径向设置在第二壳体内，其上的发热模块紧贴所述第三端件，所述第二壳体内填充密封胶，以使变频器的电路板与第三端件连为一体。工作时，位于底部的底座可以隔开淤泥，以防止第三端件无法与水接触而换热，第二壳体的两端均能与水接触而换热，大大提高了变频器的散热效果，有效避免热量聚集。第三端件可与底座一体成型或分开设置。

作为一种改进方案，所述第二壳体内填充密封胶，以使变频器与第二端件连为一体且密封防水。凝固后的密封胶还能充当传热介质，其与液体相比还具有较好的抗压能力，对变频器起到较好的保护作用。

作为另一种改进方案，所述第二壳体内设有液体油和第二气囊，以保证第二壳体的内外压平衡，所述第二气囊靠近所述第二壳体的第二端，防止水下作业时变频器进水损坏。

进一步地，所述第二端件靠近第一端件一侧的表面为中间高四周低的曲面，以防止细沙等体积较小的杂物滞留在第二端件的中间位置而影响变频器散热，并同时还能增加第二端件的表面抗压能力。

进一步地，所述第一端件上设有第一走线孔和让位孔，所述第一走线孔设有两个，所述让位孔处设有卡扣以限位所述第一气囊；所述第二端件为板状，其上开有两个第二走线孔，所述第二走线孔的位置与第一走线孔的位置适配，以方便变频器走线。变频器的连接线有两股，一股用来连接电源，另一股用来连接电机主体；由于走线孔和让位孔均为圆形，若将两股连接线设置在同一个走线孔内，会挤占让位孔的位置，各部件排布不合理，空间利用率下降，因此设置两个第一走线孔以节省空间并避免信号干扰。第一走线孔和第二走线孔处均设有密封塞，避免水从第一走线孔和第二走线孔进入第一壳体和第二壳体内。

进一步地，所述连接件的镂空处设有网孔板，以阻挡大块杂物进入连接件中。

进一步地，所述第二壳体上开有多个通孔，所述通孔沿第二壳体周向布置，所述通孔与所述过水腔位置适配，以阻挡大块杂物进入连接件中，所述第二端件上设有灌胶口，以便于第二端件和第二壳体密封连接。

本发明具有的有益效果：电机主体和变频器分设在两个独立的壳体中可分别散热，避免电机主体和变频器置于一个壳体中而造成热量叠加，尤其是可以避免电机热量对变频器中发热模块的不利影响，设置连接件便于分别在第一壳体中安装电机主体和第一气囊以及在第二壳体中安装变频器，这样，不同的壳体中分别安装电机主体和变频器组件大大提高了安装效率和质量，并便于维修和保养，且连接件连接两壳体时使它们有散热间隙，进而提高变频器的工作性能。此外，设置的连接件形成过水腔，能有效散发散热器的工作热量，提起工作稳定性和使用寿命，横置电路板有助于更好地安排元器件并降低电机高度。

附图说明

图1为实施例1的泵用潜水电机的整体结构示意图；

图2为实施例1的泵用潜水电机的剖面结构示意图；

图3为实施例1的第一壳体的结构示意图；

图4为实施例1的连接件的结构示意图；

图5为实施例1的第二壳体的结构示意图；

图6为实施例2的泵用潜水电机的整体结构示意图；

图7为实施例2的连接件的结构示意图；

图中：1-第一壳体；11-第一气囊；12-输出轴；13-第一壳体的第一端；14-第一壳体的第二端；15-第一端件；151-第一走线孔；152-让位孔；153-卡扣；2-第二壳体；21-第二壳体的第一端；22-电路板；221-发热模块；23-通孔；3-连接件；31-网孔板；32-插接端；33-中空柱；4-第二端件；41-第二走线孔；42-灌胶口。

具体实施方式

下面结合本发明的附图，对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例1

本实施例的泵用潜水电机，如图1至图5所示，包括内置电机主体的圆柱形的第一壳体1和内置变频器的圆柱形的第二壳体2，所述第一壳体1内设有第一气囊11，液体油填充在第一壳体1内壁和第一气囊11外壁之间，电机主体的输出轴12从第一壳体的第一端13伸出，连接件3的两端分别第一壳体的第二端14和第二壳体的第一端21插接，电机主体和变频器之间的导线穿过所述连接件3。

电机主体和变频器分设在两个独立的壳体中可分别散热，避免电机主体和变频器置于一个壳体中而造成热量叠加，尤其是可以避免电机热量对变频器中发热模块221的不利影响，设置连接件3便于分别在第一壳体1中安装电机主体和第一气囊11以及在第二壳体2中安装变频器，这样，在不同的壳体中分别安装电机主体和变频器组件大大提高了安装效率和质量，并便于维修和保养，且连接件3连接两壳体时使它们有散热间隙，进而提高变频器的工作性能。

所述连接件3为与圆柱形的第一壳体1和/或第二壳体2适配的圆柱形镂空件，所述第一壳体1的第二端设有第一端件15，所述第二壳体的第一端21设有第二端件4，连接件3的镂空面、第一端件15和第二端件4围成过水腔，以使第二端件4能够与水接触而换热，外界水流能十分有效地带走变频器发热模块221的热量，大大提高其散热效果。此外，将第二壳体2设置在连接件3的下方，可以防止淤泥杂物等堵塞过水腔。

变频器的电路板22径向设置在第二壳体2内，其上的发热模块221紧贴所述第二端件4。第二端件4即与水接触而换热，缩短传热路径，能够将变频器的热量及时导出，有效避免变频器热量聚集，散热效果好。现有变频电机的变频器的电路板22轴向设置，发热模块221产生的大量热传递到与水接触的电机外壳上，但电机外壳为圆柱形，元器件高度受到外壳直径的限制，不能充分利用电路板22的空间进行排布，只能设置在轴向安装的狭长电路板22上，狭长电路板22使得整个变频器的高度也相应变高，进而增加了潜水泵的高度和体积，影响存放、运输和使用。本申请将变频器的电路板22由轴向布置改为径向布置，元器件能够合理利用电路板22的空间进行排布，可有效缩短变频器的高度，进而缩短整个电泵的高度，使得电泵便于放置；若变频器的元器件较多，单层的电路板22不能全部排开，可将电路板22设置成双层或多层，还能在电路板22的集成块中写入软件程序来替代高度较高的电解电容的功能，有效缩短电路板22的高度，进而缩短整个电机的高度，此外，发热模块221紧贴第二端件4，热量被快速导出，较好地解决了变频器的散热问题。

所述第二端件4靠近第一端件15一侧的表面为中间高四周低的曲面，本实施例中，发热模块位于第二端件4的中间位置，这一设置可防止细沙等体积较小的杂物滞留在第二端件4的中间位置而影响变频器的发热模块散热，并同时还能增加第二端件4的表面抗压能力。

所述第二壳体2内填充密封胶，以使变频器与第二端件4连为一体且密封防水。凝固后的密封胶还能充当传热介质，其与液体相比还具有较好的抗压能力，对变频器起到较好的保护作用。第二壳体2内可以灌满密封胶，还可以仅在电路板22表面淋有一层密封胶，起到电路板22防潮作用。根据实际使用状况，还可在第二壳体2中安装另一气囊，以平衡第二壳体2内外气压。

所述第一端件15上设有第一走线孔151和让位孔152，所述第一走线孔151设有两个，所述让位孔152处设有卡扣153以限位所述第一气囊11；所述第二端件4为板状，其上开有两个第二走线孔41，所述第二走线孔41的位置与第一走线孔151的位置适配，以方便变频器走线。变频器的连接线有两股，一股用来连接电源，另一股用来连接电机主体；由于走线孔和让位孔152均为圆形，若将两股连接线设置在同一个走线孔内，会挤占让位孔152的位置，各部件排布不合理，空间利用率下降，因此设置两个第一走线孔151以节省空间并避免信号干扰。

第一走线孔151和第二走线孔41处均设有密封塞，避免水从第一走线孔151和第二走线孔41进入第一壳体1和第二壳体2内。

所述连接件3的 两端设有插接端32，以便于与第一壳体1和第二壳体2插接。

所述连接件3的镂空处设有网孔板31，以阻挡大块杂物进入连接件3中。

实施例2

本实施例如图6和图7所示，与实施例1的区别之处在于：

所述连接件3包括与第二壳体2相连的第二端件4、与第一壳体1相连的第一端件15以及连接第一端件15和第二端件4的中空柱33，电机主体和变频器之间的导线穿过所述中空柱33，所述第一端件15和第二端件4之间形成供水流过的过水腔，以使第二端件4能够与水接触而换热。第一端件15、第二端件4与中空柱33连为一体，中空柱33将第一端件15和第二端件4隔开，且节省了用于密封导线的密封件，精简结构。

所述第二壳体2上开有多个通孔23，所述通孔23沿第二壳体2周向布置，所述通孔23与所述过水腔位置适配，以阻挡大块杂物进入连接件3中，所述第二端件4上设有灌胶口42，以便于第二端件4与第二壳体2通过密封胶密封连接。

实施例3

本实施例与实施例1的区别之处在于：

所述第二壳体2内设有液体油和第二气囊（图中未示出），以保证第二壳体2的内外压平衡，所述第二气囊靠近所述第二壳体的第二端，防止水下作业时第二壳体内外压差过大而破坏第二端件与第二壳体的密封性，使得水进入第二壳体内破坏变频器。

实施例4

本实施例与实施例1的区别之处在于：

所述第二壳体的第二端设有底座，所述底座与第二壳体2之间设有第三端件（图中未示出），所述底座设有可供水流过的过水部，以便第三端件的外侧面能够与水接触而换热，变频器的电路板22径向设置在第二壳体2内，其上的发热模块221紧贴所述第三端件，所述第二壳体2内填充密封胶，以使变频器的电路板22与第三端件连为一体。工作时，位于底部的底座可以隔开淤泥，以防止第三端件无法与水接触而换热，第二壳体2的两端均能与水接触而换热，大大提高了变频器的散热效果，有效避免热量聚集。第三端件可与底座一体成型也可分开设置。第三端面的外侧面为中间高四周低的曲面，并同时还能增加第二端件4的表面抗压能力。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求的范围中。

Claims (10)

1.一种泵用潜水电机，其特征在于，包括内置电机主体的圆柱形的第一壳体(1)和内置变频器的圆柱形的第二壳体(2)，所述第一壳体(1)内设有第一气囊(11)，液体油填充在第一壳体(1)内壁和第一气囊(11)外壁之间，电机主体的输出轴(12)从第一壳体的第一端(13)伸出，一连接件(3)的两端分别与第一壳体的第二端(14)和第二壳体的第一端(21)插接或螺接，电机主体和变频器之间的导线穿过所述连接件(3)，设置的连接件形成过水腔。

2.根据权利要求1所述的泵用潜水电机，其特征在于，所述连接件(3)为圆柱形镂空件，其形状与圆柱形的第一壳体(1)和/或第二壳体(2)形状适配，所述第一壳体的第二端(14)设有第一端件(15)，所述第二壳体的第一端(21)设有第二端件(4)，连接件(3)的镂空面、第一端件(15)和第二端件(4)围成一供水流过的过水腔，以使第二端件(4)能够与水接触而换热。

3.根据权利要求1所述的泵用潜水电机，其特征在于，所述连接件(3)包括插置于第二壳体(2)内的第二端件(4)、插置于第一壳体(1)内的第一端件(15)以及连接第一端件(15)和第二端件(4)的中空柱(33)，电机主体和变频器之间的导线穿过所述中空柱(33)，所述第一端件(15)和第二端件(4)之间形成一供水流过的过水腔，以使第二端件(4)能够与水接触而换热。

4.根据权利要求2或3所述的泵用潜水电机，其特征在于，变频器的电路板(22)径向设置在第二壳体(2)内，其上的发热模块(221)紧贴所述第二端件(4)。

5.根据权利要求2或3所述的泵用潜水电机，其特征在于，所述第二壳体的第二端设有底座，所述底座与第二壳体(2)之间设有第三端件，所述底座设有可供水流过的过水部，所述过水部与第三端件相邻，以便第三端件的外侧面能够与水接触而换热，变频器的电路板(22)径向设置在第二壳体(2)内，其上的发热模块(221)紧贴所述第三端件。

6.根据权利要求4所述的泵用潜水电机，其特征在于，所述第二壳体(2)内填充密封胶，以使变频器与第二端件(4)连为一体且密封防水。

7.根据权利要求4所述的泵用潜水电机，其特征在于，所述第二壳体(2)内设有液体油和第二气囊，以保证第二壳体(2)的内外压平衡，所述第二气囊靠近所述第二壳体(2)的第二端。

8.根据权利要求2或3所述的泵用潜水电机，其特征在于，所述第二端件(4)靠近第一端件(15)一侧的表面为中间高四周低的曲面。

9.根据权利要求2所述的泵用潜水电机，其特征在于，所述第一端件(15)上设有两个第一走线孔(151)和让位孔(152)，所述让位孔(152)处设有卡扣(153)以限位所述第一气囊(11)；所述第二端件(4)为板状，其上开有与第一走线孔位置适配的第二走线孔(41)，以方便变频器走线；所述连接件(3)的镂空处设有网孔板(31)，以阻挡大块杂物从镂空处进入连接件(3)中。

10.根据权利要求3所述的泵用潜水电机，其特征在于，所述第二壳体(2)上开有多个通孔(23)，所述通孔(23)沿第二壳体(2)周向布置，所述通孔(23)与所述过水腔位置适配，所述第二端件(4)上设有灌胶口(42)，以便于第二端件(4)与第二壳体(2)通过密封胶密封连接。

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