CN112234775A

CN112234775A - 一种永磁电机系统

Info

Publication number: CN112234775A
Application number: CN202011064106.XA
Authority: CN
Inventors: 陈云华
Original assignee: Shanghai Xishunlai Machinery & Electric Equipment Manufacture Co ltd
Current assignee: Shanghai Xishunlai Machinery & Electric Equipment Manufacture Co ltd
Priority date: 2020-09-30
Filing date: 2020-09-30
Publication date: 2021-01-15
Anticipated expiration: 2040-09-30
Also published as: CN112234775B

Abstract

本申请涉及电机散热的领域，尤其是涉及一种永磁电机系统，包括永磁电机本体，还包括温度检测模块、冷却模块、PLC控制模块、切换开关模块模块；温度检测模块包括套设于永磁电机本体的轴承上的导热壳体，温度传感器连接于PLC控制模块；风力冷却模块包括设置于冷却腔内的风扇，风扇与输出轴之间设置有切换开关模块；回流模块包括设置于驱动腔壁上的导流管。本申请具有的效果：PLC控制模块对吸合片上的电磁铁通、断电控制，吸合片通电时，吸合块被吸引并向吸合片方向移动，使得转轴与输出轴连接配合，且在吸合片与吸合块之间设置有复位件，轴承温度在低于预设温度时PLC控制模块控制电磁铁断电，复位件用于将吸合块复位，实现转轴与输出轴自动连接和断开。

Description

一种永磁电机系统

技术领域

本申请涉及电机散热的领域，尤其是涉及一种永磁电机系统。

背景技术

随着电力电子技术的发展，伺服电机在各行各业得到了广泛的应用，其工作原理是将收到的电信号转换为伺服电机轴上的角位移或角速度输出，控制容易，体积小重量轻，输出功率和转矩大，方便调速，近年来得到广泛应用，但由于电机在输出时候需要高速转动，轴承的温度会迅速升高，若是伺服电机，则伺服电机的编码器也会因为热传导而升温，造成轴承和编码器的损坏。

相关技术中，申请号为2017211887094，主题名称为“一种具有内置弹性散热装置的电机”的中国实用新型专利提出了一种电机，该申请中电机通过在端盖右侧壁上开设有内置弹性散热片的伸缩盲孔，在右置盖板上开设内置弹性密封盖的散热孔，弹性散热片和弹性密封盖可以根据风扇的转速自动平移，改变散热片外侧长度和散热孔的间隙大小，从而提升整个电机的散热性能。

针对上述中的相关技术，发明人认为：在电机的一般使用过程中，电机的轴承温度一般不能超过85℃以上，而在实际工作过程中，轴承温度一般在60度以上，尤其在夏天时，轴承温度往往都超过了规定的温度上限，否则很有可能造成轴承的损坏，在该申请中，仅仅依靠在端盖上的散热孔来对温度较高的轴承进行散热，散热效果明显是不足的。

发明内容

为了提升对永磁电机本体的散热效果，本申请提供一种永磁电机系统。

本申请提供的一种永磁电机系统采用如下的技术方案：

一种永磁电机系统，包括永磁电机本体，还包括温度检测模块、冷却模块、PLC控制模块、切换开关模块；

所述永磁电机本体包括机壳，所述机壳内设置有驱动腔和冷却腔；所述驱动腔内设置有定子组件、动子组件和输出轴；

所述温度检测模块包括套设于所述永磁电机本体的轴承上的导热壳体，所述导热壳体上设置有若干用于检测导热壳体温度的温度传感器，所述温度传感器连接于所述PLC控制模块；

所述冷却模块包括风力冷却模块和回流模块；

所述风力冷却模块包括设置于所述冷却腔内的风扇，所述风扇用于向所述驱动腔内进行排风冷却，所述风扇与所述输出轴之间设置有所述切换开关模块；

所述回流模块包括设置于所述驱动腔壁上的导流管，所述导流管用于连通所述冷却腔与所述驱动腔并将所述风扇所形成的气流引导至永磁电机本体的轴承；

所述PLC控制模块设定轴承的预设温度、接收所述温度检测模块检测到的温度信号，并根据所述温度信号与预设温度进行对比来控制所述切换开关模块的开启或关闭；

所述切换开关模块用于控制所述风扇与输出轴之间连接或断开，所述切换开关模块受控于所述PLC控制模块。

通过采用上述技术方案，本申请中通过对永磁电机本体的轴承进行温度检测，永磁电机本体在工作时轴承温度超出预设温度时，PLC控制模块控制切换开关模块将风扇与输出轴连接，利用永磁电机本体自身的输出轴带动风扇，无需其他动力源驱动风扇，降低能耗，风扇工作所形成的气流经过回流模块输送到轴承，对轴承进行风冷降温；

本申请仅在永磁电机本体的轴承温度超出预设温度的情况下，PLC控制模块触发切换开关模块将风扇与输出轴连接，在轴承温度不超出预设温度的情况下，风扇不连接输出轴，减小了对输出轴的阻力，在减小能耗的情况下延长了永磁电机本体的使用寿命。

可选的，永磁电机本体内设置有隔板，所述隔板将所述永磁电机本体内部分隔成所述驱动腔与所述冷却腔，所述输出轴插设于所述隔板上并横向贯穿于所述驱动腔。

通过采用上述技术方案，通过隔板将永磁电机本体内部空间分隔成驱动腔和冷却腔，减小驱动腔与冷却腔之间互相影响。

可选的，所述风扇包括横向架设于所述冷却腔中的转轴，所述转轴上设置有叶片。

通过采用上述技术方案，风扇架设于冷却腔中，转轴与永磁电机本体的输出轴共轴，方便在切换开关模块出发时，能够准确的将转轴与输出轴对准、连接。

可选的，所述切换开关模块包括设置于所述隔板上的吸合片与设置于所述转轴上的吸合块，所述吸合片上设置有电磁铁，所述电磁铁受控于所述PLC控制模块，所述吸合块上设置有用于与所述吸合片磁性配合的吸合区，使得所述轴转与所述输出轴连接，在所述吸合块上与所述吸合片之间设置有用于吸合块复位的复位件。

通过采用上述技术方案，切换开关模块受控于PLC控制模块，PLC控制模块通过对吸合片上的电磁铁通、断电控制，在吸合片通电时，吸合块被吸引并向吸合片方向移动，使得转轴与输出轴连接配合，实现自动化配合，且在吸合片与吸合块之间设置有复位件，轴承温度在低于预设温度时PLC控制模块控制电磁铁断电，复位件用于将吸合块复位，实现转轴与输出轴自动连接和断开。

可选的，所述输出轴与所述转轴之间设置有限位组件，所述限位组件包括设置于所述输出轴上与所述转轴连接配合的一端上的若干插槽和设置于所述转轴上与所述输出轴连接配合的一端上的若干插块，所述插槽与所述插块一一配合。

通过采用上述技术方案，插块与插槽限位配合，实现输出轴能够带动风扇的转轴带动，提高冷却效率。

可选的，所述导热壳体上设置有散热片，所述导热壳体上设置有温度检测组件，所述温度检测组件包括设置于所述导热壳体上的若干所述温度传感器，每个所述温度传感器连接于所述PLC控制模块。

通过采用上述技术方案，在导热壳体用于将轴承上的热量传导至导热壳体上，在通过导热壳体上的温度传感器对导热壳体的温度进行检测，PLC控制模块根据温度情况开启或关闭切换开关模块。

可选的，所述导流管呈螺旋状设置于所述驱动腔的外壁上，所述导流管的一端穿过所述导流板通向所述冷却腔内，另一端通向所述永磁电机本体的轴承。

通过采用上述技术方案，导流管经过驱动腔通向轴承，气流经过导流管一方面与驱动腔的进行热交换，将驱动腔进行冷却，另一方面将气流通向轴承对轴承进行冷却。

可选的，所述冷却腔内设置有冷却组件。

通过采用上述技术方案，冷却组件用于对风扇形成的气流进行降温，提高对轴承的冷却效果。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1、本申请中通过对永磁电机本体的轴承进行温度检测，永磁电机本体在工作时轴承温度超出预设温度时，PLC控制模块控制切换开关模块将风扇与输出轴连接，利用永磁电机本体自身的输出轴带动风扇，无需其他动力源驱动风扇，降低能耗，风扇工作所形成的气流经过回流模块输送到轴承，对轴承进行风冷降温；

2、本申请仅在永磁电机本体的轴承温度超出预设温度的情况下，PLC控制模块触发切换开关模块将风扇与输出轴连接，在轴承温度不超出预设温度的情况下，风扇不连接输出轴，减小了对输出轴的阻力，在减小能耗的情况下延长了永磁电机本体的使用寿命；

3、切换开关模块受控于PLC控制模块，PLC控制模块通过对吸合片上的电磁铁通、断电控制，在吸合片通电时，吸合块被吸引并向吸合片方向移动，使得转轴与输出轴连接配合；且在吸合片与吸合块之间设置有复位件，轴承温度在低于预设温度时PLC控制模块控制电磁铁断电，复位件用于将吸合块复位，实现转轴与输出轴自动连接和断开。

附图说明

图1是本申请所述永磁电机系统的模块示意图。

图2是本申请所述永磁电机本体的示意图。

图3是图2的剖视图。

图4是本申请所述永磁电机本体的第一种爆炸图。

图5是本申请所述永磁电机本体的第二种爆炸图。

图6是本申请所述限位组件的示意图。

附图标记说明：100、机壳；101、隔板；102、驱动腔；103、冷却腔；104、第一孔；105、第二孔；106、输出轴；107、轴承；108、开口；200、温度检测模块；201、导热壳体；202、散热片；300、冷却模块；301、风扇；3011、转轴；3012、叶片；302、支撑柱；303、回流管；400、PLC控制模块；500、切换开关模块；501、吸合片；502、吸合区；503、吸合块；504、复位件；600、限位组件；601、插孔；602、插槽；603、插块。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种永磁电机系统。

如图1所示，一种永磁电机系统包括永磁电机本体、温度检测模块200、冷却模块300、PLC控制模块400和切换开关模块500。

永磁电机本体：如图2、3所示，包括机壳100，机壳100内设置有隔板101，隔板101将机壳100的内部空间分隔成驱动腔102和冷却腔103，在驱动腔102内设置有定子组件、动子组件和输出轴106。定子组件设置于输出轴106位于驱动腔102内的位置上，定子组件为永磁铁。

在机壳100上远离冷却腔103的一端开设有第一孔104，在隔板101上开设有第二孔105，输出轴106通过第一孔104和第二孔105架设于驱动腔102内，输出轴106插设于第一孔104的第一端向机壳100外部空间外延伸，在壳外部空间的输出轴106作为永磁电机本体的输出端，输出轴106插设于第二孔105的一端与隔板101齐平。

温度检测模块200：如图4所示，包括在驱动腔102内套设于永磁电机本体的轴承107上的导热壳体201，轴承107位于第一孔104中并套设于输出轴106上，导热壳体201用于将轴承107产生的热量传导到导热壳体201上，在导体壳体上设置有散热片202和温度传感器，本实施例中，温度传感器为复负系数的NTC温度传感器，温度传感器受控于PLC控制模块400，随着轴承107温度升高，电阻值随着温度上升而迅速下降，PLC控制模块400获取温度传感器的信号变化。

冷却模块300：如图4、5所示，包括风力冷却模块300和回流模块；

风力冷却模块300：包括风扇301，风扇301设置于冷却腔103内部，冷却腔103内部设置有用于架设风扇301的支撑柱302，风扇301包括穿设于支撑柱302上的转轴3011，转轴3011上远离驱动腔102的一端上设置有叶片3012，转轴3011与永磁电机本体的输出轴106共轴，在风扇301与输出轴106之间设置有切换开关模块500。

在冷却腔103内设置有冷却组件，本实施例中冷却组件为开设于冷却腔103内远离驱动腔102的端面上的开口108。

回流模块：包括若干导流管，导流管沿着驱动腔102的内壁以输出轴106的方向上呈螺旋状分布，每个呈螺旋分布的导流管拼接之后附着于整个驱动腔102的内壁，每根导流管的一端插设于隔板101的边缘上并与冷却腔103连通，另一端插设于导热壳体201上并与导热壳体201的内部连通，在冷却腔103内形成气流经过回流管303到达导热壳体201内对轴承107进行风冷冷却。定子组件设置于导流管上。

切换开关模块500：如图5所示，受控于PLC控制模块400，用于控制转轴3011与输出轴106之间连接或断开。切换开关模块500包括设置于隔板101上的吸合片501和设置于转轴3011上的吸合块503，吸合片501为一个与第二孔105共轴的环形电磁铁，吸合块503套设于转轴3011上，在转轴3011与吸合块503之间也设置有轴承107，吸合片501用于吸合吸合块503，在吸合块503上设置有吸合区502，在电磁铁供电时，吸合区502与吸合片501磁性配合，在吸合块503与吸合片501之间设置有复位件504，本实施例中，复位件504为复位弹簧，在电磁铁断电后，复位弹簧将吸合块503从吸合片501上弹起，从而使得风扇301从输出轴106上脱离，风扇301复位。

如图6所示，在转轴3011与输出轴106之间设置有限位组件600，限位组件600包括设置于输出轴106内用于容纳转轴3011的插孔601，在插孔601的内壁上设置有若干插槽602，在转轴3011上设置有若干插块603，在电磁铁通电时，转轴3011插入到插孔601中，转轴3011上的插块603与插孔601中的插槽602有一对应的配合，使得风扇301被输出轴106驱动而转动。

PLC控制模块400：编辑指令设定预设温度，接收温度检测模块200检测到的温度信号，并根据温度信号与预设温度进行对比来控制切换开关模块500的开启或关闭。

本申请实施例一种永磁电机系统的实施原理为：

PLC控制模块400编辑程序指令，设定轴承107的预设温度，永磁电机本体工作时，轴承107产生的热量传导至导热壳体201上，经过温度传感器感应后并将信号传导至PLC控制模块400，在轴承107温度未超预设温度时，冷却模块300不运作。

在轴承107温度超过预设温度时，PLC控制模块400控制切换开关开启，电磁铁通电，使得吸合片501具有磁性，吸合片501吸引吸合块503从而驱动风扇301的转轴3011向输出轴106移动、接触，由于在转轴3011与输出轴106的接触位置之间设置有限位组件600，转轴3011上设置的插块603插入输出轴106上设置的插槽602，从而带动风扇301转动。

风扇301转动形成气流，气流通过回流管303通向导热壳体201内部，对轴承107进行风冷冷却，在PLC控制模块400获取到轴承107温度低于预设温度后，PLC控制模块400控制对电磁铁断电，吸合片501失去磁性，复位弹簧将吸合块503顶回到原位，转轴3011与输出轴106脱离，风扇301复位。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种永磁电机系统，包括永磁电机本体，其特征在于：还包括温度检测模块（200）、冷却模块（300）、PLC控制模块（400）、切换开关模块（500）；

所述永磁电机本体包括机壳（100），所述机壳（100）内设置有驱动腔（102）和冷却腔（103）；所述驱动腔（102）内设置有定子组件、动子组件和输出轴（106）；

所述温度检测模块（200）包括套设于所述永磁电机本体的轴承（107）上的导热壳体（201），所述导热壳体（201）上设置有若干用于检测导热壳体（201）温度的温度传感器，所述温度传感器连接于所述PLC控制模块（400）；

所述冷却模块（300）包括风力冷却模块（300）和回流模块；

所述风力冷却模块（300）包括设置于所述冷却腔（103）内的风扇（301），所述风扇（301）用于向所述驱动腔（102）内进行排风冷却，所述风扇（301）与所述输出轴（106）之间设置有所述切换开关模块（500）；

所述回流模块包括设置于所述驱动腔（102）壁上的导流管，所述导流管用于连通所述冷却腔（103）与所述驱动腔（102）并将所述风扇（301）所形成的气流引导至永磁电机本体的轴承（107）；

所述PLC控制模块（400）设定轴承（107）的预设温度、接收所述温度检测模块（200）检测到的温度信号，并根据所述温度信号与预设温度进行对比来控制所述切换开关模块（500）的开启或关闭；

所述切换开关模块（500）用于控制所述风扇（301）与输出轴（106）之间连接或断开，所述切换开关模块（500）受控于所述PLC控制模块（400）。

2.根据权利要求1所述的一种永磁电机系统，其特征在于：所述永磁电机本体内设置有隔板（101），所述隔板（101）将所述永磁电机本体内部分隔成所述驱动腔（102）与所述冷却腔（103），所述输出轴（106）插设于所述隔板（101）上并横向贯穿于所述驱动腔（102）。

3.根据权利要求1所述的一种永磁电机系统，其特征在于：所述风扇（301）包括横向架设于所述冷却腔（103）中的转轴（3011），所述转轴（3011）上设置有叶片（3012）。

4.根据权利要求3所述的一种永磁电机系统，其特征在于：所述切换开关模块（500）包括设置于所述隔板（101）上的吸合片（501）与设置于所述转轴（3011）上的吸合块（503），所述吸合片（501）上设置有电磁铁，所述电磁铁受控于所述PLC控制模块（400），所述吸合块（503）上设置有用于与所述吸合片（501）磁性配合的吸合区（502），使得所述轴转与所述输出轴（106）连接，在所述吸合块（503）上与所述吸合片（501）之间设置有用于吸合块（503）复位的复位件（504）。

5.根据权利要求4所述的一种永磁电机系统，其特征在于：所述输出轴（106）与所述转轴（3011）之间设置有限位组件（600），所述限位组件（600）包括设置于所述输出轴（106）上与所述转轴（3011）连接配合的一端上的若干插槽（602）和设置于所述转轴（3011）上与所述输出轴（106）连接配合的一端上的若干插块（603），所述插槽（602）与所述插块（603）一一配合。

6.根据权利要求1所述的一种永磁电机系统，其特征在于：所述导热壳体（201）上设置有散热片（202），所述导热壳体（201）上设置有温度检测组件，所述温度检测组件包括设置于所述导热壳体（201）上的若干所述温度传感器，每个所述温度传感器连接于所述PLC控制模块（400）。

7.根据权利要求1所述的一种永磁电机系统，其特征在于：所述导流管呈螺旋状设置于所述驱动腔（102）的外壁上，所述导流管的一端穿过所述导流板通向所述冷却腔（103）内，另一端通向所述永磁电机本体的轴承（107）。

8.根据权利要求1所述的一种永磁电机系统，其特征在于：所述冷却腔（103）内设置有冷却组件。