CN112398245A - 一种外置式温控装置及永磁同步电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及压缩机领域，具体公开了一种外置式温控装置及永磁同步电机，包括外部冷却循环装置、设置于定子上的主循环管道和冷却单元，定子轭一端固定设有主循环管道，主循环管道包括进液管段和出液管段，进液管段和出液管段均环绕绕组设置，进液管段两端分别连接出液管段和外部冷却循环装置的出液口，出液管段一端连接外部冷却循环装置的进液口，相邻绕组之间夹设有冷却单元，冷却单元包括S型冷却回路，S型冷却回路两端分别连通进液管段和出液管段，进液管段和出液管段上均设有若干与S型冷却回路相对应的插接口。可装配在电机定子上，实现电机温度控制途径，解决电机高温运行效率下降的问题，提高电机高温运行效率及可靠性。

Description

一种外置式温控装置及永磁同步电机

技术领域

本发明涉及压缩机设备领域，具体涉及一种外置式温控装置及永磁同步电机。

背景技术

永磁同步电机运行在较复杂或大扭力的工作状况时，其电机运行电流较大，长时间运行，电流的热效应不断累加，绕组和环境温度会不断升高。高温下，电机的损耗增加，运行效率有所下降。同时长时间高温运行可能导致电机永磁体不可逆退磁，影响电机性能。

专利号为CN107482866A提出了螺旋双水流道冷却高功率密度永磁同步电机，提出在机壳内布置第一、二反向螺旋水流道，提高了电机的散热性能，有效解决了大功率电机散热温度，避免了永磁同步电机长期处于高温下运行造成永磁体不可逆退磁而造成的安全隐患和损失。

专利号为CN209150916U提出一种半封闭离心压缩机的电机冷却系统，在电机壳体和电机定子外圆之间设置冷却流体通道，使用热敏电阻传感器控制电子膨胀阀开度，进而控制电机冷却时的制冷剂喷淋量，提高了压缩机的运行可靠性。

从以上专利分析来看，这些专利旨在解决电机的降温问题，以此来实现提高电机的可靠性问题。但是这些方法对于整机结构来说，存在改动变化的结构太多，比较复杂的问题，从而导致实现难度或者成本较高等。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种外置式温控装置及永磁同步电机。本发明采用如下方案实现：

一种外置式温控装置，包括外部冷却循环装置、设置于定子上的主循环管道和冷却单元，所述定子轭一端固定设有主循环管道，所述主循环管道包括进液管段和出液管段，所述进液管段和出液管段均环绕绕组设置，所述进液管段两端分别连接出液管段和外部冷却循环装置的出液口，所述出液管段一端连接外部冷却循环装置的进液口，相邻所述绕组之间夹设有冷却单元，所述冷却单元包括S型冷却回路，所述S型冷却回路两端分别连通进液管段和出液管段，所述进液管段和出液管段上均设有若干与S型冷却回路相对应的插接口。电机定子上增加外置式温控装置，从主循环管道安装在定子上，冷却单元嵌入定子绕组间的间隙中，可适应不同结构电机，对压缩机整机结构改动小，适用性、通用性强，解决了永磁同步电机长期高温运行效率下降和易退磁的问题。

进一步地，所述定子还包括骨架，所述骨架固定设置于定子轭定子引出线端面，所述主循环管道为刚性管体结构，所述骨架上环形阵列设有若干固定齿，所述主循环管道固定设置于固定齿上。通过固定齿支撑主循环管道，主循环管道主要布置在定子引出线端面绕组上方，使用刚性材料，具备刚性结构，具备通流冷却液和固定装置的作用。

进一步地，所述S型冷却回路为柔性管体结构。S型冷却回路为柔性材料，冷却单元具备一定的可塑性，方便嵌入绕组间隙之间。

进一步地，所述S型冷却回路包括S型冷却管段和导流管，所述S型冷却管段两端均连接有导流管，所述S型冷却管段包括若干U型管段和连接管段，所述U型管段和连接管段均沿定子轭径向阵列设置，所述相邻U型管段的上端管口处通过连接管段连接，所述连接管段和导流管均沿定子径向设置。使用S型形状的冷却回路布置，可增加接触面积，充分吸收热量。

进一步地，所述主循环管道与固定齿通过绑线或粘胶固定连接。主循环管道布置在定子结构上，能够跟随定子从电机壳内拆下。

进一步地，所述主循环管道还包括刚性套管，所述刚性套管呈圆环形，所述进液管段和出液管段均套设于刚性套管内。通过使用刚性材料制成的管道支撑进液管段和出液管段，便于安装进液管段和出液管段。

进一步地，所述外部冷却循环装置包括冷却器、电流传感器、控制器和流量控制装置，所述控制器连接有流量控制装置和电流传感器，所述冷却器出液口连接有流量控制装置，所述流量控制器与进液管段连通，所述电流传感器配置为获取电机的工作电流，所述温控装置配置为根据电机工作电流与电流设定值之间的差值成正比的调整流量控制器的流量。控制器使用电机运行电流作为控制量来实现冷却器和流量控制装置的开启和运行，控制器根据电机实际运行电流大小，来调节冷却单元的制冷能力，保证电机运行环境温度无较大的波动，避免电机定子过热，使电机保持高效运行。

进一步地，所述冷却单元还包括换热壳和导热灌封体，所述换热壳内壁与S型冷却回路之间填充有导热灌封体，所述换热壳为长方体壳体或长方形框体。S型冷却回路通过导热灌封体固定在换热壳内，冷却单元为模块化结构，冷却单元便于拆下安装。

一种电机，包括定子、转子、电机壳和外置式温控装置，所述外置式温控装置为上述的外置式温控装置，控制器设置于电机壳上。

对比现有技术，本发明具有以下有益效果：可装配在电机定子上，实现电机温度控制途径，解决电机高温运行效率下降的问题，提高电机高温运行效率及可靠性；可根据电机实际运行情况，及时调节绕组和电机环境温度，保证电机实际运行的高效稳定，可在较小的改动情况下，实现对不同结构的电机灵活设计冷却线路，可以灵活选择多种循环冷却路径，提高应用范围。

附图说明

图1为本发明提供的一种外置式温控装置的结构示意图。

图2为本发明S型冷却回路的结构示意图。

图3为本发明骨架的结构示意图。

图4为本发明骨架的侧视图。

图中包括有：定子轭1、定子齿2、绕组3、骨架4、主循环管道5、进液管段51、出液管段52、冷却单元6、S型冷却回路7、固定齿41。

具体实施方式

为便于本领域技术人员理解本发明，下面将结合具体实施例和附图对本发明作进一步详细描述。

参照图1至图4，本发明提供的一种外置式温控装置及永磁同步电机，包括外部冷却循环装置、设置于定子上的主循环管道5和冷却单元6，所述定子轭1一端固定设有主循环管道5，所述主循环管道5包括进液管段51和出液管段52，所述进液管段51和出液管段52均环绕绕组3设置，所述进液管段51两端分别连接出液管段52和外部冷却循环装置的出液口，所述出液管段52一端连接外部冷却循环装置的进液口，相邻所述绕组3之间夹设有冷却单元6，所述冷却单元6包括S型冷却回路7，所述S型冷却回路7两端分别连通进液管段51和出液管段52，所述进液管段51和出液管段52上均设有若干与S型冷却回路7相对应的插接口。电机定子上增加外置式温控装置，从主循环管道5安装在定子上，冷却单元6嵌入定子绕组3间的间隙中，可适应不同结构电机，对压缩机整机结构改动小，适用性、通用性强，解决了永磁同步电机长期高温运行效率下降和易退磁的问题。

参照图3至图4，所述定子还包括骨架4，所述骨架4固定设置于定子轭1定子引出线端面，所述主循环管道5为刚性管体结构，所述骨架4上环形阵列设有若干固定齿41，所述主循环管道5固定设置于固定齿41上。定子包括定子轭1和定子齿2，定子轭1包括环形轭部和安装在环形轭部上的骨架4。骨架4上和环形轭部设有定子齿2。通过固定齿41支撑主循环管道5，主循环管道5主要布置在定子引出线端面绕组3上方，使用刚性材料，具备刚性结构，具备通流冷却液和固定装置的作用。

所述S型冷却回路7为柔性管体结构。S型冷却回路7为柔性材料，冷却单元6具备一定的可塑性，方便嵌入绕组3间隙之间。

参照图2，所述S型冷却回路7包括S型冷却管段和导流管，所述S型冷却管段两端均连接有导流管，所述S型冷却管段包括若干U型管段和连接管段，所述U型管段和连接管段均沿定子轭1径向阵列设置，所述相邻U型管段的上端管口处通过连接管段连接，所述连接管段和导流管均沿定子径向设置。使用S型形状的冷却回路布置，可增加接触面积，充分吸收热量。

主循环管道5主要布置在定子引出线端面绕组3上方，主循环管道5优选固定在骨架4上，骨架4可拆卸的安装在环形轭部两端，主循环管道5也可以直接通过粘胶固定在定子绕组3上，使用后者固定时无须安装骨架4。S型冷却回路7优选的设计为多个S型弯管构成的管路，S型冷却回路7也可使用螺旋圆盘状的管道替代，显而易见的，使用螺旋圆盘状的管道时，螺旋圆盘状的管道两端的管口较难连接，因此不作推荐。

所述主循环管道5与固定齿41通过绑线或粘胶固定连接。主循环管道5布置在定子结构上，能够跟随定子从电机壳内拆下。

所述外部冷却循环装置包括冷却器、电流传感器、控制器和流量控制装置，控制器为PLC控制器，所述控制器连接有流量控制装置和电流传感器，所述冷却器出液口连接有流量控制装置，所述流量控制器与进液管段51连通，所述电流传感器配置为获取电机的工作电流，所述温控装置配置为根据电机工作电流与电流设定值之间的差值成正比的调整流量控制器的流量。控制器使用电机运行电流作为控制量来实现冷却器和流量控制装置的开启和运行，控制器根据电机实际运行电流大小，来调节冷却单元6的制冷能力，保证电机运行环境温度无较大的波动，避免电机定子过热，使电机保持高效运行。

主循环管道5和冷却单元6中使用的冷却介质为水或冷却油，优选为冷却油。冷却器优选油冷却器，冷却器连接可根据压缩机内部结构选择合适的位置进行安装。冷却器具备制冷和泵压功能，流量控制装置能控制循环冷却管内冷却油初始温度和流速，冷却器和流量控制装置可通过任一现有技术实现，所述本发明涉及冷却器和流量控制装置的技术特征，其功能的实现属于现有技术，本申请方案的实质是对各部分的结构以及连接关系的改进，并不涉及冷却器和流量控制装置本身的改进。

一种电机，包括定子、转子、电机壳和外置式温控装置，所述外置式温控装置为上述的外置式温控装置，控制器设置于电机壳上。

实施例2

所述主循环管道5还包括刚性套管，所述刚性套管呈圆环形，所述进液管段51和出液管段52均套设于刚性套管内，刚性套管上开设有供进液管段51和出液管段52贯穿的通孔。本实施例其他结构与实施例1相同。

实施例3

所述冷却单元6还包括换热壳和导热灌封体，所述换热壳内壁与S型冷却回路7之间填充有导热灌封体，所述换热壳的材质与相同，所述换热壳为长方体壳体或长方形框体。本实施例其他结构与实施例1相同。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上， 除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语 “连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

虽然对本发明的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化，是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的范围内。

Claims (9)

1.一种外置式温控装置，其特征在于：包括外部冷却循环装置、设置于定子上的主循环管道和冷却单元，所述定子轭一端固定设有主循环管道，所述主循环管道包括进液管段和出液管段，所述进液管段和出液管段均环绕绕组设置，所述进液管段两端分别连接出液管段和外部冷却循环装置的出液口，所述出液管段一端连接外部冷却循环装置的进液口，相邻所述绕组之间夹设有冷却单元，所述冷却单元包括S型冷却回路，所述S型冷却回路两端分别连通进液管段和出液管段，所述进液管段和出液管段上均设有若干与S型冷却回路相对应的插接口。

2.根据权利要求1所述的外置式温控装置，其特征在于：所述定子还包括骨架，所述骨架固定设置于定子轭定子引出线端面，所述主循环管道为刚性管体结构，所述骨架上环形阵列设有若干固定齿，所述主循环管道固定设置于固定齿上。

3.根据权利要求1所述的外置式温控装置，其特征在于：所述S型冷却回路为柔性管体结构。

4.根据权利要求3所述的外置式温控装置，其特征在于：所述S型冷却回路包括S型冷却管段和导流管，所述S型冷却管段两端均连接有导流管，所述S型冷却管段包括若干U型管段和连接管段，所述U型管段和连接管段均沿定子轭径向阵列设置，所述相邻U型管段的上端管口处通过连接管段连接，所述连接管段和导流管均沿定子径向设置。

5.根据权利要求2所述的外置式温控装置，其特征在于：主循环管道与固定齿通过绑线或粘胶固定连接。

6.根据权利要求1所述的外置式温控装置，其特征在于：所述主循环管道还包括刚性套管，所述刚性套管呈圆环形，所述进液管段和出液管段均套设于刚性套管内。

7.根据权利要求1所述的外置式温控装置，其特征在于：所述外部冷却循环装置包括冷却器、电流传感器、控制器和流量控制装置，所述控制器连接有流量控制装置和电流传感器，所述冷却器出液口连接有流量控制装置，所述流量控制器与进液管段连通，所述电流传感器配置为获取电机的工作电流，所述温控装置配置为根据电机工作电流与电流设定值之间的差值成正比的调整流量控制器的流量。

8.根据权利要求4所述的外置式温控装置，其特征在于：所述冷却单元还包括换热壳和导热灌封体，所述换热壳内壁与S型冷却回路之间填充有导热灌封体，所述换热壳为长方体壳体或长方形框体。

9.一种永磁同步电机，其特征在于：包括定子、转子、电机壳和外置式温控装置，所述外置式温控装置为上述的外置式温控装置，控制器设置于电机壳上。

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