CN112260506A - 电动滚筒用定子组件及永磁电动滚筒 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动滚筒用定子组件及永磁电动滚筒。定子组件，包括：定子，所述定子包括铁芯和绕组，所述绕组设置在所述铁芯上；主轴，所述主轴包括轴体和导热套，所述轴体中设置有进水通道和出水通道，所述轴体的圆周面上开设有水槽，所述导热套设置在所述主轴的外部并密封遮盖住所述水槽，所述水槽与所述导热套之间形成水流通道，所述进水通道和所述出水通道分别连通所述水流通道以形成冷却流道；其中，所述铁芯套在所述导热套的外部。实现缩小永磁电动滚筒一体机的体积，以实现紧凑化设计。

Description

电动滚筒用定子组件及永磁电动滚筒

技术领域

本发明涉及电机，尤其涉及一种电动滚筒用定子组件及永磁电动滚筒。

背景技术

永磁电动滚筒是定子在内、转子在外的永磁电机，永磁电动滚筒具有体积小、功率密度大、可直接驱动负载等特点。例如：中国专利号201821648479 .X公开了一种双螺旋冷却水路永磁电动滚筒，主要包括主轴、定子和转子，主轴上设置有支架来安装定子，同时支架中形成有水路来对定子进行降温。但是，由于在主轴的外部额外配置支架来安装定子，便使得定子的直径尺寸变大，进而导致整个永磁电动滚筒的直径增大。鉴于此，如何设计一种结构紧凑以缩小整体体积的永磁电动滚筒是本发明所要解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种电动滚筒用定子组件及永磁电动滚筒，实现缩小永磁电动滚筒一体机的体积，以实现紧凑化设计。

本发明提供的技术方案是，一种电动滚筒用定子组件，包括：

定子，所述定子包括铁芯和绕组，所述绕组设置在所述铁芯上；

主轴，所述主轴包括轴体和导热套，所述轴体中设置有进水通道和出水通道，所述轴体的圆周面上开设有水槽，所述导热套设置在所述主轴的外部并密封遮盖住所述水槽，所述水槽与所述导热套之间形成水流通道，所述进水通道和所述出水通道分别连通所述水流通道以形成冷却流道；

其中，所述铁芯套在所述导热套的外部。

进一步的，所述轴体的圆周面上开设有多条水槽，相邻两条所述水槽相互连通以形成所述水槽。

进一步的，从所述进水通道输入的冷却液依次流经各条所述水槽并从所述出水通道输出。

进一步的，所述导热套为套管结构。

进一步的，所述导热套包括多条密封条，所述密封条密封设置在所述水槽中。

进一步的，相邻两条所述水槽之间形成有挡筋；沿水流流动方向，所述挡筋的末端设置有缺口，相邻两条所述水槽通过所述缺口连通。

进一步的，所述轴体的一端部设置有所述进水通道和所述出水通道，所述轴体的另一端部设置有电缆通道，所述电缆通道中设置有电缆，所述电缆与所述绕组连接。

进一步的，所述轴体的一端部的端面上设置有第一进水口和第一出水口，所述第一进水口与所述进水通道连通，所述第一出水口与所述出水通道连通。

进一步的，所述轴体的另一端部的端面上设置有第一穿孔，所述轴体的圆周面上设置有第二穿孔，所述电缆贯穿所述第一穿孔和所述第二穿孔。

进一步的，所述轴体的圆周面上还设置有环形挡板，所述第二穿线孔位于所述环形挡板的一侧，所述水槽位于所述挡板的另一侧，所述导热套的端部抵靠在所述环形挡板上。

本发明还提供一种永磁电动滚筒，包括基座、转子和外筒，还包括上述电动滚筒用定子组件；所述电动滚筒用定子组件的主轴设置在所述基座上，所述转子可转动的安装在所述主轴上，所述外筒设置在所述转子的外部。

进一步的，还包括电控箱；所述电控箱中设置有变频模块，所述电控箱设置在所述基座上，所述变频模块通过线缆与所述电动滚筒用定子组件的绕组连接。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：通过在主轴中形成冷却流道，并使得定子的铁芯直接套在主轴的外部，这样，通过主轴中冷却流道流动的冷却液来直接对定子进行降温，同时，由于无需额外增加支架来安装定子，使得整体外径尺寸缩小，使得永磁滚筒式电机的结构更加紧凑以减小整体的体积。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明永磁电动滚筒一体机的结构示意图；

图2为永磁电动滚筒与电控箱的组装图之一；

图3为永磁电动滚筒与电控箱的组装图之二；

图4为永磁电动滚筒与电控箱的组装局部剖视图；

图5为图4中A区域的局部放大示意图；

图6为主轴的剖视图之一；

图7为主轴的结构示意图之一；

图8为主轴的结构示意图之二；

图9为图8中C区域的局部放大示意图；

图10为主轴的剖视图之二；

图11为图10中D-D向剖视图;

图12为主轴的爆炸图；

图13为轴体的局部结构示意图；

图14为可调式安装支架的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图14所示，本发明提供了一种永磁电动滚筒一体机，其包括：永磁电动滚筒100和电控箱200。电控箱200能够为永磁电动滚筒100供电并控制永磁电动滚筒100运行。永磁电动滚筒100包括主轴1、定子2、转子3和外筒4，定子2设置在主轴1上，转子3可转动的安装在主轴1上并设置在定子2的外部，外筒4设置在转子3的外部。其中，外筒4通常采用橡胶材质制成，以满足与输送带的连接要求。

其中，在实际使用过程中，为了满足电控箱200内变频模块以及其他相关电器部件的散热要求，电控箱200根据需要还配置有冷却板300，冷却板300设置在电控箱200上，冷却板300中设置有第二冷却流道301，冷却板300上配置有用于供第二冷却流道301冷却液体循环流动的进出水口。另外，为了满足一体式结构的安装要求，还设置有安装支架400，永磁电动滚筒100和电控箱200则对应的固定组装到安装支架400上。

如下针对永磁电动滚筒一体机不同部位的改进，结合附图进行说明。

实施例一

在实现小型化紧凑化设计的要求下，为了满足永磁电动滚筒100中定子2的散热要求，为此，则在主轴1上设置有第一冷却流道，所述第一冷却流道用于供冷却液体流动并对定子2进行降温。而为了最大限度的缩小整体体积，则对主轴1进行如下结构优化设计，主轴1包括轴体10和导热套15，轴体10中设置有进水通道12和出水通道13，轴体10的圆周面上开设有水槽14，导热套15设置在主轴1的外部并密封遮盖住水槽14，水槽14与导热套15之间形成水流通道，进水通道12和出水通道13分别连通所述水流通道以形成第一冷却流道。

在实际使用过程中，外部的冷却液从进水通道12进入到轴体10中，冷却液将流入到轴体10外周面上形成的水槽14中，冷却液能够通过导热套15来吸收定子2产生的热量，进而起到对定子2快速散热降温的作用。

而由于直接在轴体10的外周面上开设水槽14来形成所述第一冷却流道，而无需额外增加架子来构建冷却流道，一方面使得定子2的外径尺寸整体缩小以减小永磁电动滚筒100的整体尺寸，另一方面定子2直接固定在轴体10上来进行散热，降低了制造成本，并简化了组装过程。

其中，对于定子2而言，定子2包括铁芯（未标记）和绕组（未标记），所述绕组设置在所述铁芯上；所述铁芯为筒形结构，其外表面设置有槽结构来放置绕组，有关定子2的具体结构形式，在此不做限制。而铁芯套在导热套15的外部，铁芯能够将绕组产生的热量快速的传递给导热套15，而导热套15与水槽14之间流动的冷却液能够快速吸收热量，起到高效降温散热的作用。

而为了满足均匀散热的要求，轴体10的圆周面上开设有多条水槽，相邻两条水槽14相互连通以形成水槽14。具体的，从进水通道12输入的冷却液依次流经各条水槽14并从出水通道13输出，这样，便可以使得冷却液全面的流经轴体10的外周面，以对导热套15外部的铁芯进行全面有效的吸热降温处理。

另外，相邻两条水槽14之间形成有挡筋141；沿水流流动方向，挡筋141的末端设置有缺口142，相邻两条水槽14通过缺口142连通。具体的，挡筋141将两条相邻水槽14间隔开，冷却液在水槽14中流动的过程中，上游水槽14中的冷却液将经由缺口142进入到下游水槽14中。这样，便可以使得冷却液能够在各个水槽14中依次流动，以全面的流经轴体10的圆周面，达到全面高效的吸热降温处理。

而对于轴体10而言，轴体10的一端部设置有进水通道12和出水通道13，轴体10的另一端部设置有电缆通道11。相对应的，轴体10的一端部的端面上设置有第一进水口121和第一出水口131，第一进水口121与进水通道12连通，第一出水口131与出水通道13连通。通过第一进水口121和第一出水口131可以满足与外部冷却液循环系统的管路连接，以满足冷却液循环流动。同样的，轴体10的另一端部的端面上设置有第一穿孔111，轴体10的圆周面上设置有第二穿孔112。

进一步的，轴体10的圆周面上还设置有环形挡板16，所述第二穿线孔位于环形挡板16的一侧，水槽14位于所述挡板的另一侧，导热套15的端部抵靠在环形挡板16上。具体的，再将导热套15组装到轴体10上时，轴体10插入到导热套15中，并使得导热套15一端部抵靠在环形挡板16进行定位。

其中，对于导热套15而言，其可以采用一整体结构的套管，套管套在轴体10外部以遮盖住水槽14，进而形成水流通道。通常情况下，在组装时，套管进行加热，而轴体10则进行制冷，然后将两者插在一起形成封闭的水流通道。

优选地，为了最大限度的缩小主轴1的径向尺寸，则采用分体式结构的导热套15。即导热套15包括多条密封条151，密封条151密封设置在所述水槽中。具体的，多条密封条151卡在水槽14中，以对水槽14进行遮挡。密封条151从外侧对水槽14密封处理，以满足水流流动的要求。其中，对于相邻的两条水槽14之间则通过挡筋141间隔开，而密封条151的外表面与挡筋141的外表面齐平，进而使得轴体10的圆周面保持顺滑，以方便与定子2套接。

而为了满足水流依次流经各条水槽14以全面有效的对定子2进行散热处理，则对于挡筋141的一端部形成有缺口142，而导热套15还包括密封挡块152，密封挡块152将密封卡在缺口142中以与密封条151配合来密封依次连接水槽14。

进一步的，为了方便进水通道12和出水通道13与水流通道进行连接，则在轴体10上位于水槽14的一侧配置有弧形凹槽143，其中，弧形凹槽143的第一端部设置有第一连接口144，第一连接口144与进水流道12连通，而靠近弧形凹槽143第二端部的水槽14中设置有第二连接口145，第二连接口145与出水通道13连通；相对应的，导热套15还包括弧形盖板153，弧形盖板153遮盖在弧形凹槽143上。具体的，在实际加工过程中，通过在轴体150背向位置分别打孔以形成第一连接口144和第二连接口145，以满足进水通道12进水以及出水通道13回水的要求，而弧形凹槽143能够进水先流入到远离第一连接口144的水槽14中，然后，水流依次流经各条水槽14并从第二连接口145流回到出水通道13。

而在主轴1组装过程中，对于密封条151、密封挡块152和弧形盖板153可以采用焊接的方式焊接在轴体10上；或者，密封条151、密封挡块152和弧形盖板153可以采用粘结的方式设置在轴体10上。进而形成密封的水流通道，并且，分体式设计的导热套15更有利于后期拆卸维修，以降低维修的难度。而相比于在轴体10上套设套管，显然组装难度更低，并且也不会受轴体10长度的限制，更有利于提高组装精度和质量。

通过在主轴中形成冷却流道，并使得定子的铁芯直接套在主轴的外部，这样，通过主轴中冷却流道流动的冷却液来直接对定子进行降温，同时，由于无需额外增加支架来安装定子，使得整体外径尺寸缩小，使得永磁滚筒式电机的结构更加紧凑以减小整体的体积。

实施例二

为了满足一体化设计的要求，以实现整体结构小型化紧凑化的设计，则将电控箱200与永磁电动滚筒100在结构上连接组装在一起，具体为：电控箱200上还设置有第一安装孔（未标记）；主轴1中设置有电缆通道11，其中，主轴1插在所述第一安装孔中，定子2的绕组通过电缆与所述变频模块连接，所述电缆设置在电缆通道11。

具体的，在组装过程中，需要实现电控箱200中的变频模块与永磁电动滚筒100中定子2的绕组通过电缆连接。为此，主轴1中形成电缆通道11，电缆能够经由电缆通道11进出永磁电动滚筒100与定子2的绕组连接，电缆外露在主轴1外部的端部则与变频模块连接。而主轴1供电缆进出的端部还插入到电控箱200中，这样，使得电控箱200与永磁电动滚筒100连接在一起，电控箱200与永磁电动滚筒100整体组装在一起，占地面积较小，以实现整体结构小型化紧凑化的设计。

与此同时，由于主轴1的端部插入到电控箱200中，使得线缆在电控箱200内部便完成走线，避免线缆外露在外部容易被拉扯损坏，同样的，可以提高使用可靠性。

其中，为了方便操作人员安装线缆，则主轴1的一端部设置有第一穿孔111，第一穿孔111与电缆通道11连通，第一穿孔111位于电控箱200中，所述电缆穿过第一穿孔111与所述变频模块连接。同时，主轴1的圆周面上设置有第二穿孔112，第一穿孔111与电缆通道11连通，第一穿孔111位于电控箱200中，所述电缆穿过第二穿孔112与定子2的绕组连接。具体的，主轴1一端部的端面上形成第一穿孔111，这样，线缆经由第一穿孔111进入到所述线缆通道中，然后，线缆经由第二穿孔112从主轴1的圆周面输出以实现与定子2的绕组连接。

优选地，为了满足永磁电动滚筒100的防爆要求，则第一穿孔111中设置有密封接头102，所述电缆包括第一子电缆（未标记）和第二子电缆（未标记），所述第二子电缆通过密封接头102与所述第一子电缆连接，所述第一子电缆设置在电缆通道11中并与定子2的绕组连接，所述第二子电缆位于电控箱200并与所述变频模块连接。具体的，密封接头102固定安装在所述第一插孔中，位于所述线缆通道内的所述第一子电缆与密封接头102的内端部连接，而位于电控箱200内的所述第二子电缆与密封接头102的外端部连接，利用密封接头102来满足永磁电动滚筒100的防爆要求。而对于密封接头102的具体表现实体，则可以采用常规技术中具有防爆密封功能的线缆接头结构，在此不做限制和赘述。

进一步的，为了使得电控箱200与永磁电动滚筒100牢固可靠性的连接在一起，则主轴1插入到电控箱200中的端部设置有螺纹部（未标记），所述螺纹部上设置有锁紧螺母102，锁紧螺母102贴靠在电控箱200的内壁。具体的，在将电控箱200与永磁电动滚筒100进行组装的过程中，主轴1插入到所述第一安装孔中后，通过锁紧螺母102将主轴1的端部拧紧固定在电控箱200中，以提高两者的连接可靠性。

更进一步的，冷却板300上设置有第二安装孔（未标记），冷却板300设置在电控箱200上，所述第一安装孔和所述第二安装孔同轴设置，主轴1依次插在所述第二安装孔和所述第一安装孔中。具体的，冷却板300上开设的第二安装孔与第一安装孔同轴布置，而主轴1依次穿过第二安装孔和第一安装孔完成组装，以使得电控箱200和冷却板300均组装到永磁电动滚筒100上，满足紧凑化设计的要求。优选地，冷却板300为电控箱200的背板，所述第一安装孔和所述第二安装孔为同一孔结构；所述变频模块设置在冷却板300上。

通过将永磁电动滚筒的主轴延伸至电控箱中，以使得两者通过主轴组装在一起形成一体式结构，同时，主轴延伸至电控箱中并通过电缆通道完成变频模块与定子绕组的连接，一方面使得永磁电动滚筒一体机的整体结构更加紧凑以减小占地面积，同时，电缆内置在主轴中不会外露，更有利于提高使用可靠性。

实施例三

在满足一体式设计的基础上，为了方便操作人员将永磁电动滚筒100与电控箱200准确的装配在一起，则对于用于安装永磁电动滚筒100与电控箱200的安装支架400而言，进行如下结构改进。安装支架400包括：基座401、调节支撑架403和调节支撑座402。调节支撑架403包括两个支撑框架4031和两个连接架4032，两个支撑框架4031相对布置并设置在基座401上，连接架4032设置在两个支撑框架4031之间，支撑框架4031上设置有横向布置的第一固定螺栓4033，第一固定螺栓4033上螺纹连接有第一螺母（未标记），支撑框架4031的底部还设置有纵向布置的第一调节螺柱4034，第一调节螺柱4034螺纹连接在支撑框架4031上；

调节支撑座402设置在基座401上，调节支撑座402的两端部分别设置有纵向布置的第二固定螺栓4021，第二固定螺栓4021螺纹连接在调节支撑座402上，调节支撑座402上的两端部还分别设置有横向布置的第二调节螺柱4022和第三调节螺柱4023，第二调节螺柱4022和第三调节螺柱4023分别螺纹连接在调节支撑座402上，且第二调节螺柱4022和第三调节螺柱4023相互垂直。

调节支撑架403通过第一固定螺栓4033来安装永磁电动滚筒100，而调节支撑座402则通过第二固定螺栓4021安装电控箱200。其中，主轴1的两端部分别设置有轴座101，轴座101上设置有第一固定孔1011，电控箱200上设置有第二固定孔201；第一固定螺栓4033穿过第一固定孔1011，第一调节螺柱4034顶靠在轴座101上，第二固定螺栓4021穿过第二固定孔201，第二调节螺柱4022和第三调节螺柱4023抵靠在电控箱200上。

在实际组装过程中，永磁电动滚筒100通过轴座101挂在调节支撑架403上，第一固定螺栓4033插入到第一固定孔1011中并通过固定螺母来锁紧，而对于永磁电动滚筒100底部设置的第一调节螺柱4034则支撑在永磁电动滚筒100的底部，通过转动第一调节螺柱4034来调整永磁电动滚筒100的高度位置，以使得主轴1能够与电控箱200上的安装孔高度对齐。同时，对于电控箱200而言，其安装在调节支撑座402上并通过第二固定螺栓4021来紧固，而是为了调节电控箱200的位置，则通过第二调节螺柱4022和第三调节螺柱4023来调节电控箱200水平面移动，进而使得主轴1能够准确的插入到安装孔中。

而由于电控箱200和永磁电动滚筒100的重量较大，采用调节螺柱来调整位置，能够更加的方便操作人员快速调整位置来满足准确组装的要求，进而提高组装质量。

其中，为了满足位置调整的要求，则第一固定孔1011和第二固定孔201均为条形孔。固定螺栓插入到条形孔中，在满足紧固安装要求的前提下，固定螺栓能够在条形孔中移动，来满足位置调节的要求。以调节永磁电动滚筒100为例，第一固定螺栓4033插入到第一固定孔1011中，然后，通过底部的第一调节螺柱4034调节永磁电动滚筒100的高度，进而满足精准安全的要求。

而对于永磁电动滚筒100的横向位置调节，则可以在第一固定螺栓4033上套有至少一个第一垫板4034来实现。同样的，对于电控箱200的高度调节，第二固定螺栓4021上套有至少一个第二垫板4024。

进一步的，为了方便安装调节螺柱，则对于第一调节螺柱4034而言，调节支撑架403上设置有第一支撑板（未标记），所述第一支撑板横向布置，第一调节螺柱4034螺纹连接在所述第一支撑板上。而对于第二调节螺柱4022和第三调节螺柱4023而言，调节支撑座402设置有第二支撑板（未标记）和第三支撑板（未标记），所述第二支撑板和第三支撑板纵向布置，第二调节螺柱4022螺纹连接在所述第二支撑板上，第三调节螺柱4023螺纹连接在所述第三支撑板上。

通过在基座上对应的配置调节支撑架和调节支撑座，其中，调节支撑架上的第一固定螺栓用以满足永磁电动滚筒的安装要求，而调节支撑座的第二固定螺栓可以满足电控箱的安装要求，同时，利用第一调节螺柱可以调节永磁电动滚筒的高度位置，而通过第二调节螺柱和第三调节螺柱还可以进一步的调节电控箱的位置以与永磁电动滚筒匹配，进而实现将电控箱与永磁电动滚筒安装在基座上以实现一体式设计，减小占地空间并方便现场快速组装。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电动滚筒用定子组件，其特征在于，包括：

定子，所述定子包括铁芯和绕组，所述绕组设置在所述铁芯上；

主轴，所述主轴包括轴体和导热套，所述轴体中设置有进水通道和出水通道，所述轴体的圆周面上开设有水槽，所述导热套设置在所述主轴的外部并密封遮盖住所述水槽，所述水槽与所述导热套之间形成水流通道，所述进水通道和所述出水通道分别连通所述水流通道以形成冷却流道；

其中，所述铁芯套在所述导热套的外部。

2.根据权利要求1所述的电动滚筒用定子组件，其特征在于，所述轴体的圆周面上开设有多条水槽，相邻两条所述水槽相互连通以形成所述水槽。

3.根据权利要求2所述的电动滚筒用定子组件，其特征在于，所述导热套为套管结构。

4.根据权利要求2所述的电动滚筒用定子组件，其特征在于，所述导热套包括多条密封条，所述密封条密封设置在所述水槽中。

5.根据权利要求1所述的电动滚筒用定子组件，其特征在于，所述轴体的一端部设置有所述进水通道和所述出水通道，所述轴体的另一端部设置有电缆通道，所述电缆通道中设置有电缆，所述电缆与所述绕组连接。

6.根据权利要求5所述的电动滚筒用定子组件，其特征在于，所述轴体的一端部的端面上设置有第一进水口和第一出水口，所述第一进水口与所述进水通道连通，所述第一出水口与所述出水通道连通。

7.根据权利要求5所述的电动滚筒用定子组件，其特征在于，所述轴体的另一端部的端面上设置有第一穿孔，所述轴体的圆周面上设置有第二穿孔，所述电缆贯穿所述第一穿孔和所述第二穿孔。

8.根据权利要求5所述的电动滚筒用定子组件，其特征在于，所述轴体的圆周面上还设置有环形挡板，所述第二穿线孔位于所述环形挡板的一侧，所述水槽位于所述挡板的另一侧，所述导热套的端部抵靠在所述环形挡板上。

9.一种永磁电动滚筒，包括基座、转子和外筒，其特征在于，还包括如权利要求1-8任一项所述的电动滚筒用定子组件；所述电动滚筒用定子组件的主轴设置在所述基座上，所述转子可转动的安装在所述主轴上，所述外筒设置在所述转子的外部。

10.根据权利要求9所述的永磁电动滚筒，其特征在于，还包括电控箱；所述电控箱中设置有变频模块，所述电控箱设置在所述基座上，所述变频模块通过线缆与所述电动滚筒用定子组件的绕组连接。

Images