CN113765293A - 一种冷却塔用永磁直驱系统 - Google Patents

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李建林
侯淑荣
张媛
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Abstract

本发明涉及冷却塔技术领域，且公开了一种冷却塔用永磁直驱电机，包括永磁同步电动机和叶轮，所述永磁同步电动机的输出端固定安装有传动轴，传动轴的顶部壁面开设有螺纹槽，叶轮设置在永磁同步电动机的顶部，叶轮的顶部壁面开设有调节槽，调节槽的内侧壁呈弧形状，调节槽的内部滑动连接有呈球状的调节球，调节槽的侧壁顶端螺纹连接有螺纹杆，螺纹杆的底端贯穿调节球的内部与螺纹槽的内侧壁螺纹连接在一起。本发明中，永磁同步电动机与风扇叶轮通过机械机构直接连接，可靠性良好；此种设计精简了同步电动机与叶轮传动环节，提升了传动效率，减少了维护成本，且永磁同步电动机相较传统异步电机，无需励磁场，效率更高，使用成本降低。

Description

一种冷却塔用永磁直驱系统
技术领域
本发明涉及冷却塔技术领域，尤其涉及一种冷却塔用永磁直驱系统。
背景技术
冷却塔是用水作为循环冷却剂，从一系统中吸收热量排放至大气中，以降低水温的装置，其冷是利用水与空气流动接触后进行冷热交换产生蒸汽，蒸汽挥发带走热量达到蒸发散热、对流传热和辐射传热等原理来散去工业上或制冷空调中产生的余热来降低水温的蒸发散热装置，以保证系统的正常运行，装置一般为桶状，故名为冷却塔。
目前广泛运用于工业生产中，传统冷却塔采用普通异步电机通过减速器或皮带轮驱动叶轮进行冷却。一方面，在传动中皮带轮、皮带、减速器均有机械损耗，传动效率损失10％以上，效率低；另一方面，运行过程中皮带或齿轮传动会产生很大的噪声及振动，皮带占地较大、易磨损、需经常检查并更换、遇有水或油皮带容易打滑，丢转；减速器安装维护量大，每年需要更换润滑油；减速机更换油封或者轴承时需要动用大型吊车，费用高、安装不方便、后期维护成本较高。因此，有必要进行研究以解决现有冷却塔冷却风扇驱动过程中的上述缺陷。
发明内容
本发明主要是解决上述现有技术所存在的技术问题，提供一种冷却塔用永磁直驱系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种冷却塔用永磁直驱电机，包括永磁同步电动机和叶轮，所述永磁同步电动机的输出端固定安装有传动轴，传动轴的顶部壁面开设有螺纹槽，叶轮设置在永磁同步电动机的顶部，叶轮的顶部壁面开设有调节槽，调节槽的内侧壁呈弧形状，调节槽的内部滑动连接有呈球状的调节球，调节槽的侧壁顶端螺纹连接有螺纹杆，螺纹杆的底端贯穿调节球的内部与螺纹槽的内侧壁螺纹连接在一起。
作为优选，所述传动轴的外侧壁上开设有与螺纹槽内部相互连通的限位滑槽，限位滑槽的内部两侧壁面均开设有限位卡槽。
作为优选，所述限位滑槽的内部设置有呈“十”字形的限位滑板，限位滑板的侧壁分别与相趋近的限位卡槽的内侧壁和限位滑槽的内侧壁相互贴合。
作为优选，所述限位滑板上靠近螺纹槽的一侧壁面固定安装有呈“T”字形的连接杆，螺纹杆的底部壁面固定安装有固定轴承，固定轴承的内侧壁与连接杆的顶部对应位置壁面固定连接在一起。
作为优选，所述叶轮的底部壁面固定安装有与限位滑槽相互对应固定块，叶轮的底部设置有联动杆。
作为优选，所述联动杆的侧壁上下两端均固定安装有固定转轴，两个固定转轴分别与固定块和限位滑板上对应位置壁面转动连接在一起。
一种冷却塔用永磁直驱系统，包括控制系统，所述控制系统包括控制电路、驱动模块、判断模块、继电器、永磁同步电动机。
作为优选，所述控制电路的输出端与驱动模块的输入端电性连接，所述控制电路的输出端与判断模块的输入端电性连接，所述控制电路的输出端与继电器的输入端电性连接。
作为优选，所述驱动模块的输出端与判断模块的输入端电信号连接，所述判断模块的输出端与继电器的输入端电信号连接，所述继电器的输出端与永磁同步电动机的输入端电信号连接。
有益效果
本发明提供了一种冷却塔用永磁直驱系统。具备以下有益效果：
(1)、该一种冷却塔用永磁直驱系统，通过将叶轮利用传动轴与永磁同步电动机连接在一起，使叶轮利用永磁同步电动机进行驱动，而永磁同步电动机的效率高于普通异步电动机，同时体积较小；去除了原皮带轮、减速器的中间传输环节，减少了机械损耗，没有皮带在使用过程中的磨损、老化，打滑、损坏的问题；永磁同步电动机与风扇叶轮通过机械机构直接连接，效率高，稳定性、可靠性良好；此种设计精简了同步电动机与叶轮传动环节，提升了传动效率，减少了维护成本，且永磁同步电动机相较传统异步电机，无需励磁场，效率更高，使用成本降低。
(2)、该一种冷却塔用永磁直驱系统，通过将螺纹杆贯穿调节球与螺纹槽螺纹连接在一起，同时也将叶轮固定在传动轴的顶端，因为调节球呈球形状，而调节槽的内侧壁呈弧形状，所以叶轮可以围绕调节球的侧壁进行上下旋转，从而能够调节叶轮的角度，使叶轮能够对不同方向进行吹风，通过限位滑板、固定块和联动杆，使传动轴与叶轮连接在一起，且通过将限位滑板设置成“十”字状，方便限位滑板处在限位滑槽和限位卡槽的内部，同时，通过限位滑槽和限位卡槽的限制，避免限位滑板容易从限位滑槽内部脱落的情况发生，使叶轮的角度变化之后，传动轴还能够驱动叶轮进行旋转，提高冷却塔内部空气流动的范围，提高叶轮的冷却效果。
(3)、该一种冷却塔用永磁直驱系统，因为螺纹杆的底部壁面固定安装有固定轴承，而固定轴承的内侧壁固定安装有与限位滑板固定连接在一起的连接杆，通过固定轴承使连接杆不必随着螺纹杆一起旋转，因为螺纹槽与限位滑槽内部相互连通，所以连接杆可以随着螺纹杆的一起向下移动，而叶轮的底部壁面固定安装有固定块，固定块与限位滑板通过联动杆连接在一起，而联动杆通过固定转轴与固定块和叶轮是活动连接在一起，所以当限位滑板随着连接杆一起向下移动时，限位滑板会通过联动杆拉动叶轮围绕调节球的中心进行向下旋转，使叶轮的位置进行偏离，达到了方便调整叶轮的位置的效果。
(4)、该一种冷却塔用永磁直驱系统，通过将控制电路的输出端分别驱动模块、判断模块和继电器的输入端电性连接在一起，使控制电路能够为驱动模块、判断模块和继电器提供电流，方便驱动模块、判断模块和继电器的工作，同时，因为驱动模块、判断模块和继电器都是单独提供电力的，所以驱动模块、判断模块和继电器可以分别单独进行工作，避免驱动模块、判断模块和继电器当中某个部件出现故障，导致电路短路的情况发生，能够提高该系统工作时的稳定性。
(5)、该一种冷却塔用永磁直驱系统，通过将驱动模块的输出端与判断模块的输入端电信号连接，将控制电路中的电流情况输送给判断模块，通过判断模块对控制电路中的电流数据进行判断，从而确定控制电路中的电流是否出现问题，通过判断模块的输出端与继电器的输入端电信号连接，如果判断模块判定驱动模块中输送的电流出现问题则发送指令给继电器，判断发送信号使继电器停止电流输送，使该系统停止工作，如果判断模块判定驱动模块中输送的电流正常，判断模块发送信号，使继电器按照设定的电流向外输送，方便控制电流的输送，继电器的输出端与永磁同步电动机的输入端电信号连接，通过继电器将电流进行处理，使电流能够符合永磁同步电动机的使用，方便永磁同步电动机的工作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见的，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其他的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明冷却塔用永磁直驱电机主视图；
图2为本发明冷却塔用永磁直驱电机剖视图；
图3为本发明冷却塔用永磁直驱系统结构示意图。
图例说明：
1、永磁同步电动机；2、传动轴；21、螺纹槽；3、叶轮；4、调节槽；5、调节球；6、螺纹杆；7、限位滑槽；8、限位卡槽；9、限位滑板；10、连接杆；11、固定轴承；12、固定块；13、联动杆；14、固定转轴。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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做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。
实施例：一种冷却塔用永磁直驱电机，如图1-图2所示，包括永磁同步电动机1和叶轮3，所述永磁同步电动机1的输出端固定安装有传动轴2，传动轴2的顶部壁面开设有螺纹槽21，叶轮3设置在永磁同步电动机1的顶部，叶轮3的顶部壁面开设有调节槽4，调节槽4的内侧壁呈弧形状，调节槽4的内部滑动连接有呈球状的调节球5，通过调节球5方便叶轮3进行上下旋转，调节槽4的侧壁顶端螺纹连接有螺纹杆6，螺纹杆6的底端穿调节球5的内部与螺纹槽21的内侧壁螺纹连接在一起，通过螺纹杆6将叶轮3与传动轴2连接在一起，方便叶轮3随着传动轴2一起旋转。
所述传动轴2的外侧壁上开设有与螺纹槽21内部相互连通的限位滑槽7，限位滑槽7的内部两侧壁面均开设有限位卡槽8，限位滑槽7的内部设置有呈“十”字形的限位滑板9，限位滑板9的侧壁分别与相趋近的限位卡槽8的内侧壁和限位滑槽7的内侧壁相互贴合，通过限位滑板9和限位卡槽8的相互配合，限制限位滑板9的滑动方向，同时，通过限位滑槽7和限位卡槽8的限制，避免限位滑板9容易从限位滑槽7内部脱落的情况发生，限位滑板9上靠近螺纹槽21的一侧壁面固定安装有呈“T”字形的连接杆10，螺纹杆6的底部壁面固定安装有固定轴承11，固定轴承11的内侧壁与连接杆10的顶部对应位置壁面固定连接在一起，通过固定轴承11使连接杆10不必随着螺纹杆6一起旋转，方便调节限位滑板9的位置，叶轮3的底部壁面固定安装有与限位滑槽7相互对应固定块12，叶轮3的底部设置有联动杆13，联动杆13的侧壁上下两端均固定安装有固定转轴14，两个固定转轴14分别与固定块12和限位滑板9上对应位置壁面转动连接在一起，通过限位滑板9、固定块12和联动杆13，使传动轴2与叶轮3连接在一起，使叶轮3能够随着传动轴2一起旋转，通过旋转螺纹杆6，使螺纹杆6向下移动，因为限位滑板9通过连接杆10与螺纹杆6连接在一起，所以限位滑板9会随着连接杆10一起向下移动，限位滑板9会通过联动杆13拉动叶轮3围绕调节球5的中心进行向下旋转，使叶轮3的位置进行偏离，方便调整叶轮3的位置的效果。
一种冷却塔用永磁直驱系统，如图3所示，包括控制系统，所述控制系统包括控制电路、驱动模块、判断模块、继电器、永磁同步电动机1。
所述控制电路的输出端与驱动模块的输入端电性连接，所述控制电路的输出端与判断模块的输入端电性连接，所述控制电路的输出端与继电器的输入端电性连接。
通过将控制电路的输出端分别驱动模块、判断模块和继电器的输入端电性连接在一起，使控制电路能够为驱动模块、判断模块和继电器提供电流，方便驱动模块、判断模块和继电器的工作，同时，因为驱动模块、判断模块和继电器都是单独提供电力的，所以驱动模块、判断模块和继电器可以分别单独进行工作，避免驱动模块、判断模块和继电器当中某个部件出现故障，导致电路短路的情况发生，能够提高该系统工作时的稳定性。
所述驱动模块的输出端与判断模块的输入端电信号连接，所述判断模块的输出端与继电器的输入端电信号连接，所述继电器的输出端与永磁同步电动机1的输入端电信号连接。
通过将驱动模块的输出端与判断模块的输入端电信号连接，将控制电路中的电流情况输送给判断模块，通过判断模块对控制电路中的电流数据进行判断，从而确定控制电路中的电流是否出现问题，通过判断模块的输出端与继电器的输入端电信号连接，如果判断模块判定驱动模块中输送的电流出现问题则发送指令给继电器，判断发送信号使继电器停止电流输送，使该系统停止工作，如果判断模块判定驱动模块中输送的电流正常，判断模块发送信号，使继电器按照设定的电流向外输送，方便控制电流的输送，继电器的输出端与永磁同步电动机1的输入端电信号连接，通过继电器将电流进行处理，使电流能够符合永磁同步电动机1的使用，方便永磁同步电动机1的工作。
本发明的工作原理：
本发明中，通过将叶轮3利用传动轴2与永磁同步电动机1连接在一起，使叶轮3利用永磁同步电动机1进行驱动，而永磁同步电动机1的效率高于普通异步电动机，同时体积较小；去除了原皮带轮、减速器的中间传输环节，减少了机械损耗，没有皮带在使用过程中的磨损、老化，打滑、损坏的问题；永磁同步电动机1与风扇叶轮3通过机械机构直接连接，效率高，稳定性、可靠性良好；此种设计精简了同步电动机与叶轮3传动环节，提升了传动效率，减少了维护成本，且永磁同步电动机1相较传统异步电机，无需励磁场，效率更高，使用成本降低。
本发明中，通过将螺纹杆6贯穿调节球5与螺纹槽21螺纹连接在一起，同时也将叶轮3固定在传动轴2的顶端，因为调节球5呈球形状，而调节槽4的内侧壁呈弧形状，所以叶轮3可以围绕调节球5的侧壁进行上下旋转，从而能够调节叶轮3的角度，使叶轮3能够对不同方向进行吹风，通过限位滑板9、固定块12和联动杆13，使传动轴2与叶轮3连接在一起，避免传动轴2无法带动叶轮3进行旋转的情况发生，且通过将限位滑板9设置成“十”字状，方便限位滑板9处在限位滑槽7和限位卡槽8的内部，同时，通过限位滑槽7和限位卡槽8的限制，避免限位滑板9容易从限位滑槽7内部脱落的情况发生，使叶轮3的角度变化之后，传动轴2还能够驱动叶轮3进行旋转，提高冷却塔内部空气流动的范围，提高叶轮3的冷却效果。
本发明中，因为螺纹杆6的底部壁面固定安装有固定轴承11，而固定轴承11的内侧壁固定安装有与限位滑板9固定连接在一起的连接杆10，通过固定轴承11使连接杆10不必随着螺纹杆6一起旋转，因为螺纹槽21与限位滑槽7内部相互连通，所以连接杆10可以随着螺纹杆6的一起向下移动，而叶轮3的底部壁面固定安装有固定块12，固定块12与限位滑板9通过联动杆13连接在一起，而联动杆13通过固定转轴14与固定块12和叶轮3是活动连接在一起，所以当限位滑板9随着连接杆10一起向下移动时，限位滑板9会通过联动杆13拉动叶轮3围绕调节球5的中心进行向下旋转，使叶轮3的位置进行偏离，达到了方便调整叶轮3的位置的效果。
本发明中，通过将控制电路的输出端分别驱动模块、判断模块和继电器的输入端电性连接在一起，使控制电路能够为驱动模块、判断模块和继电器提供电流，方便驱动模块、判断模块和继电器的工作，同时，因为驱动模块、判断模块和继电器都是单独提供电力的，所以驱动模块、判断模块和继电器可以分别单独进行工作，避免驱动模块、判断模块和继电器当中某个部件出现故障，导致电路短路的情况发生，能够提高该系统工作时的稳定性。
本发明中，通过将驱动模块的输出端与判断模块的输入端电信号连接，将控制电路中的电流情况输送给判断模块，通过判断模块对控制电路中的电流数据进行判断，从而确定控制电路中的电流是否出现问题，通过判断模块的输出端与继电器的输入端电信号连接，如果判断模块判定驱动模块中输送的电流出现问题则发送指令给继电器，判断发送信号使继电器停止电流输送，使该系统停止工作，如果判断模块判定驱动模块中输送的电流正常，判断模块发送信号，使继电器按照设定的电流向外输送，方便控制电流的输送，继电器的输出端与永磁同步电动机1的输入端电信号连接，通过继电器将电流进行处理，使电流能够符合永磁同步电动机1的使用，方便永磁同步电动机1的工作。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种冷却塔用永磁直驱电机，包括永磁同步电动机(1)和叶轮(3)，其特征在于：所述永磁同步电动机(1)的输出端固定安装有传动轴(2)，传动轴(2)的顶部壁面开设有螺纹槽(21)，叶轮(3)设置在永磁同步电动机(1)的顶部，叶轮(3)的顶部壁面开设有调节槽(4)，调节槽(4)的内侧壁呈弧形状，调节槽(4)的内部滑动连接有呈球状的调节球(5)，调节槽(4)的侧壁顶端螺纹连接有螺纹杆(6)，螺纹杆(6)的底端贯穿调节球(5)的内部与螺纹槽(21)的内侧壁螺纹连接在一起。
2.根据权利要求1所述的一种冷却塔用永磁直驱电机，其特征在于：所述传动轴(2)的外侧壁上开设有与螺纹槽(21)内部相互连通的限位滑槽(7)，限位滑槽(7)的内部两侧壁面均开设有限位卡槽(8)。
3.根据权利要求2所述的一种冷却塔用永磁直驱电机，其特征在于：所述限位滑槽(7)的内部设置有呈“十”字形的限位滑板(9)，限位滑板(9)的侧壁分别与相趋近的限位卡槽(8)的内侧壁和限位滑槽(7)的内侧壁相互贴合。
4.根据权利要求3所述的一种冷却塔用永磁直驱电机，其特征在于：所述限位滑板(9)上靠近螺纹槽(21)的一侧壁面固定安装有呈“T”字形的连接杆(10)，螺纹杆(6)的底部壁面固定安装有固定轴承(11)，固定轴承(11)的内侧壁与连接杆(10)的顶部对应位置壁面固定连接在一起。
5.根据权利要求4所述的一种冷却塔用永磁直驱电机，其特征在于：所述叶轮(3)的底部壁面固定安装有与限位滑槽(7)相互对应固定块(12)，叶轮(3)的底部设置有联动杆(13)。
6.根据权利要求5所述的一种冷却塔用永磁直驱电机，其特征在于：所述联动杆(13)的侧壁上下两端均固定安装有固定转轴(14)，两个固定转轴(14)分别与固定块(12)和限位滑板(9)上对应位置壁面转动连接在一起。
7.一种冷却塔用永磁直驱系统，包括控制系统，其特征在于：所述控制系统包括控制电路、驱动模块、判断模块、继电器、永磁同步电动机(1)。
8.根据权利要求7所述的一种冷却塔用永磁直驱系统，其特征在于：所述控制电路的输出端与驱动模块的输入端电性连接，所述控制电路的输出端与判断模块的输入端电性连接，所述控制电路的输出端与继电器的输入端电性连接。
9.根据权利要求7所述的一种冷却塔用永磁直驱系统，其特征在于：所述驱动模块的输出端与判断模块的输入端电信号连接，所述判断模块的输出端与继电器的输入端电信号连接，所述继电器的输出端与永磁同步电动机(1)的输入端电信号连接。
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