CN113904500B - 电机组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电机冷却降噪领域，公开了一种电机组件，该电机组件包括：外壳、风扇、挡板组件、电机本体、控制板，电机本体设置在外壳内，挡板组件设有风冷通道，电机本体设有液冷通道，利用控制板控制各部件对电机本体进行降噪和散热操作。本发明的有益效果为：高频时单独采用液冷通道以防止噪音扩散，低频时灵活采用风冷或风冷加液冷的冷却方式以满足电机散热需求，兼顾了电机运行过程中的降噪问题和散热问题，同时减少了冷却液的浪费，提高了电机的安全性与可靠性。

Description

电机组件
技术领域
本发明涉及电机冷却降噪领域，特别是涉及一种电机组件。
背景技术
电机具有结构简单、运行可靠、节能降耗的特点，可以很好的应用于工业企业中，包括石油、石化、电力、矿山、钢铁、化工、水泥等行业的都经常用到电机。
电机在使用过程中，常常会散发大量的热量，长久以往，会损坏电机的绝缘导致电机的使用寿命降低，传统的散热方式是在电机的外壳侧壁开设散热窗，或者安装散热风扇，此种方式虽能起到散热的作用，但也会导致电机的外壳开设大量开放性槽口，这就导致外界的灰尘和杂物很容易地进入电机的内部，其中灰尘会加速电机老化和增加电机的能耗，杂物会导致电机严重损坏；此外在转速较高时电机存在很大的噪音，超过了关于旋转电机噪音国家标准的限定值。在这种情况下，亟需开发一种既能满足通风散热性能，又能降低电机噪音到国家标准限定值以下的电机结构。
发明内容
本申请的目的是提供一种电机组件，其既能够满足电机的散热需求，同时又能够提升电机的降噪水平。
本申请的目的是通过如下技术方案实现的：
电机组件，其包括：外壳、风扇、挡板组件、电机本体、控制板；
所述挡板组件设于所述外壳内并将所述外壳的内部分隔成第一腔室及第二腔室，所述外壳的一侧开设有散热口，所述散热口与所述第一腔室连通，所述风扇安装于所述散热口处，所述电机本体安装于所述第二腔室内，所述电机本体具有液冷通道；
所述挡板组件设有用于连通所述第一腔室及所述第二腔室的风冷通道，且所述挡板组件能够控制所述风冷通道打开或关闭并调整所述风冷通道的大小；所述控制板被配置为：
获取所述电机本体的输出频率；
当所述输出频率高于第一阈值时，控制所述风扇关闭，控制所述风冷通道关闭，控制所述液冷通道开启；
当所述输出频率低于第一阈值时，控制所述液冷通道断开，获取所述第二腔室内的温度并判断其是否高于预设的温度值，当所述第二腔室内的温度低于所述预设的温度值时，控制所述风扇、所述风冷通道及所述液冷通道保持不变；
当所述第二腔室内的温度高于所述预设的温度值时，控制所述风扇开启并控制风冷通道增大，继续判断所述第二腔室内的温度是否高于所述预设的温度值并判断所述风冷通道是否达到最大位置，当所述第二腔室内的温度高于所述预设的温度值且所述风冷通道没有达到最大位置时，继续控制所述风冷通道增大；
当所述第二腔室内的温度高于所述预设的温度值且所述风冷通道达到最大位置时，开启所述液冷通道；
当所述第二腔室内的温度低于所述预设的温度值时，控制所述风扇、所述风冷通道及所述液冷通道保持不变。
本申请的一些实施例中，所述挡板组件包括第一挡板、第二挡板、调节器和导向部，所述第一挡板与所述调节器连接，所述调节器与所述控制板电连接，所述第一挡板与所述第二挡板之间限定形成所述风冷通道，所述控制板驱动所述第一挡板沿所述导向部相对于所述第二挡板移动，以改变所述风冷通道的大小。
本申请的一些实施例中，所述第一挡板的端部朝向所述第二挡板偏移，所述第二挡板的端部朝向所述第一挡板偏移。
本申请的一些实施例中，所述挡板组件设有隔音凸起，所述隔音凸起设于所述风冷通道中。
本申请的一些实施例中，所述外壳设有观察窗，所述观察窗与所述第二腔室连通。
本申请的一些实施例中，所述电机本体包括电机和底座，所述液冷通道穿过所述底座与所述电机连通。
本申请的一些实施例中，所述底座包括第一底座和第二底座，电源线穿过所述第一底座与所述控制板连接，所述液冷通道穿过所述第二底座与所述电机连通，所述第一底座为塑料材质，所述第二底座为金属材质。
本申请的一些实施例中，所述控制板的输入频率设为fo，所述第一阈值f为1.1fo≤f≤1.2fo。
本申请的一些实施例中，所述预设的温度值为40℃～45℃。
本申请的一些实施例中，所述外壳内侧设有导电泡棉层以吸收噪音。
本申请的电机组件，与现有技术相比，其有益效果在于：本申请的电机组件通过风冷与液冷两种方式进行散热，并且风冷通道可以利用挡板组件调整大小，当电机本体的输出频率较高时，关闭风冷通道降低高频噪音扩散，并开启液冷通道保证电机散热性能；而当电机本体的输出频率较低时，则根据温度灵活控制电机采用风冷或风冷加液冷的冷却方式，无须考虑噪音问题，同时减少冷却液的浪费。
附图说明
图1是本方案的电机组件外部结构示意图；
图2是本方案的电机组件的剖视图；
图3是本方案的第一挡板和第二挡板的一个实施例示意图；
图4是本方案的第一挡板和第二挡板的另一个实施例示意图
图5是本方案的散热降噪流程图。
图中，1、外壳；11、第一腔室；12、第二腔室；13、散热口；2、风扇；3、观察窗；4、输出轴；5、挡板组件；51、第一挡板；52、第二挡板；53、风冷通道；54、调节器；55、导向部；56、隔音凸起；6、电机本体；61、电机；62、底座；621、第一底座；622、第二底座；63、液冷通道；7、控制板；8、电源线；9、支撑座。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本申请的描述中，应当理解的是，本申请中采用术语“内”、“外”、“底”等指示方位或位置关系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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1、2所示，本申请实施例提出一种电机组件，包括：外壳1、风扇2、挡板组件5、电机本体6、控制板7；
挡板组件5设于外壳1内并将外壳1的内部分隔成第一腔室11及第二腔室12，外壳1的一侧开设有散热口13，散热口13与第一腔室11连通，风扇2安装于散热口13处，电机本体6安装于第二腔室12内，电机本体6具有液冷通道63；
挡板组件5设有用于连通第一腔室11及第二腔室12的风冷通道53，且挡板组件5能够控制风冷通道53打开或关闭并调整风冷通道53的大小；控制板7被配置为：
获取电机本体6的输出频率；
当输出频率高于第一阈值时，控制风扇2关闭，控制风冷通道53关闭，控制液冷通道63开启；
当输出频率低于第一阈值时，控制液冷通道63断开，获取第二腔室12内的温度并判断其是否高于预设的温度值，当第二腔室12内的温度低于预设的温度值时，控制风扇2、风冷通道53及液冷通道63保持不变；
当第二腔室12内的温度高于预设的温度值时，控制风扇2开启并控制风冷通道53增大，继续判断第二腔室12内的温度是否高于预设的温度值并判断风冷通道53是否达到最大位置，当第二腔室12内的温度高于预设的温度值且风冷通道53没有达到最大位置时，继续控制风冷通道53增大；
当第二腔室12内的温度高于预设的温度值且风冷通道53达到最大位置时，开启液冷通道63；
当第二腔室12内的温度低于预设的温度值时，控制风扇2、风冷通道53及液冷通道63保持不变。
基于上述技术方案，挡板组件5将外壳1分隔为两个腔室，并通过风冷通道53连通或切断第一腔室11与第二腔室12，以实现风冷的开启与关闭，同时电机本体6上设有液冷通道63，通过控制板7的电信号控制电机本体6开启或关闭液冷通道63。
控制板7获取电机本体6的输出频率，当输出频率高于第一阈值时，电机本体6会发出高频噪音，为了防止这种高频噪音的扩散，需要关闭风冷通道53，以使第二腔室12形成密闭空间，由于风冷通道53关闭，为了节约能源，需要控制风扇2关闭，同时开启液冷通道63，以满足电机本体6的散热要求，需要说明的是，外壳1的内侧可以设置吸音材料，进一步提升降噪性能。
当输出频率低于第一阈值时，此时电机本体6的噪音相对较低，无需关闭风冷通道53，即可以采用风冷方式对电机本体6进行冷却，为了减少冷却液的浪费，首先控制液冷通道63关闭，然后获取第二腔室12内的温度并判断其是否高于预设的温度值，以避免长时间高于预设的温度值运行导致电机本体6损坏。
当第二腔室12内的温度低于预设的温度值时，说明电机本体6工作在合适的温度区间中，此时风扇2、风冷通道53及液冷通道63保持不变即可；而当第二腔室12内的温度高于预设的温度值时，需要控制风扇2开启并控制风冷通道53增大，以提升风冷的强度，然后继续判断第二腔室12内的温度是否高于预设的温度值并判断风冷通道53是否达到最大位置，之后分为三种情况控制电机冷却方式：
当第二腔室12内的温度高于预设的温度值且风冷通道53没有达到最大位置时，此时由于风冷通道53依然能够变大，所以继续控制风冷通道53增大，提升风冷的强度以降低温度；当第二腔室12内的温度高于预设的温度值且风冷通道53达到最大位置时，此时风冷的强度已经达到最大，但电机工作温度依然较高，那么就需要打开液冷通道63，通过风冷和液冷结合的方式进行散热，提高散热强度；当第二腔室12内的温度低于预设的温度值时，说明散热强度已经满足需求，此时无论风冷通道53是否处于最大位置，均不必考虑调节其大小，控制风扇2、风冷通道53及液冷通道63保持不变即可。
本申请的一些实施例中，如图2所示，挡板组件5包括第一挡板51、第二挡板52、调节器54和导向部55，第一挡板51与调节器54连接，调节器54与控制板7电连接，第一挡板51与第二挡板52之间限定形成风冷通道53，控制板7驱动第一挡板51沿导向部55相对于第二挡板52移动，以改变风冷通道53的大小，通过控制板7控制第一挡板51与第二挡板52相对运动，能够简单有效地实现风冷通道53大小的变化，且通过控制板7的电信号控制风冷通道53变化，响应速度快，状态更新及时。
可选的，如图3所示，为了提升挡板组件5的隔音效果，第一挡板51的端部朝向第二挡板52偏移，第二挡板52的端部朝向第一挡板51偏移，其中第一挡板51与第二挡板52的偏移角度为3-6度。
同样地，为了提升挡板组件5的隔音效果，如图4所示，本申请的一些实施例中，挡板组件5设有隔音凸起56，隔音凸起56设于风冷通道53中。
优选的，继续参阅图4所示，第一挡板51上设有齿状凸起，第二挡板52上设有与第一挡板51的齿状凸起相适配的齿状凸起，两块挡板上的齿状凸起交错布置，齿状凸起可以是矩形、椭圆、三角形、四边形、梯形或者波形凸起，这种齿状凸起能够增加噪音的反射，有利于噪声的衰减，同时可以在齿状凸起表面设置吸音棉，进一步提升降噪的效果。
本申请的一些实施例中，如图1所示，外壳1设有观察窗3，观察窗3与第二腔室12连通，通过观察窗3可以实时查看外壳1内部的情况，以根据运行情况做出适当的应对措施，并且观察窗3可以设有盖子，在电机本体6噪音较大时关闭观察窗3以减少噪音辐射，在电机本体6散热需求较大时开启观察窗3以辅助散热，灵活适应不同的应用场景。
本申请的一些实施例中，如图2所示，电机本体6包括电机61和底座62，液冷通道63穿过底座62与电机61连通，由于电机61在运行过程中会产生一定的震动，如果将电机61直接放置在外壳1上，必然会因为震动对电机61产生一定的损伤，所以需要设置底座62，并优选地在电机61与底座62之间设置减震橡胶结构，降低电机61受到的震动；同时液冷通道63连接外部冷却液，穿过底座62将冷却液导入电机61中，底座62可以在一定程度上辅助液冷通道63散热。
具体地，如图2所示，底座62包括第一底座621和第二底座622，电源线8穿过第一底座621与控制板7连接，液冷通道63穿过第二底座622与电机61连通，第一底座621为塑料材质，第二底座622为金属材质，第一底座621可以为电源线8提供安装点，并且第一底座621采用塑料材质，优选聚四氟乙烯材料，可以防止电源线8损坏，提升装置整体的安全性与可靠性；液冷通道63穿过金属材质的第二底座622，优选铝材料，不仅质量较小，而且金属材料包覆液冷通道63能够辅助散热，同时第二底座622还可以设置散热肋结构，同样可以达到辅助散热的目的。
优选地，为提升降噪效果并降低电机组件的震动，外壳1下部设有支撑座9，支撑座9为空气填充的密封腔体，不仅可以抑制噪声传输，而且可以为电源线8和液冷通道63提供容置空间。
本申请的一些实施例中，控制板7的输入频率设为fo，第一阈值f为1.1fo≤f≤1.2fo，其中控制板7的输入频率通常为50Hz，当输出频率高于第一阈值，即55～60Hz时，电机会发出很大的高频噪音，此时需要阻止高频噪音的传播。
本申请的一些实施例中，预设的温度值为40℃～45℃，第二腔室12内的温度为40℃～45℃时，对应电机本体6最高的工作温度，当控制板7检测到第二腔室12内的温度高于此温度时，需要提高电机本体6的散热性能，使其工作在合适的温度区间中。
本申请的一些实施例中，外壳1内侧设有导电泡棉层以吸收噪音，提升整体机构的降噪性能。
综上，本申请的电机组件，通过风冷与液冷两种方式进行散热，并且风冷通道53可以利用挡板组件5调整大小，当电机本体6的输出频率较高时，关闭风冷通道53降低高频噪音扩散，并开启液冷通道63保证电机散热性能；而当电机本体6的输出频率较低时，则根据温度灵活控制电机本体6采用风冷或风冷加液冷的冷却方式，无须考虑噪音问题，同时减少冷却液的浪费。
以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种电机组件，其特征在于，包括：外壳、风扇、挡板组件、电机本体、控制板；
所述挡板组件设于所述外壳内并将所述外壳的内部分隔成第一腔室及第二腔室，所述外壳的一侧开设有散热口，所述散热口与所述第一腔室连通，所述风扇安装于所述散热口处，所述电机本体安装于所述第二腔室内，所述电机本体具有液冷通道；
所述挡板组件设有用于连通所述第一腔室及所述第二腔室的风冷通道，且所述挡板组件能够控制所述风冷通道打开或关闭并调整所述风冷通道的大小；所述控制板被配置为：
获取所述电机本体的输出频率；
当所述输出频率高于第一阈值时，控制所述风扇关闭，控制所述风冷通道关闭，控制所述液冷通道开启；
当所述输出频率低于第一阈值时，控制所述液冷通道断开，获取所述第二腔室内的温度并判断其是否高于预设的温度值，当所述第二腔室内的温度低于所述预设的温度值时，控制所述风扇、所述风冷通道及所述液冷通道保持不变；
当所述第二腔室内的温度高于所述预设的温度值时，控制所述风扇开启并控制风冷通道增大，继续判断所述第二腔室内的温度是否高于所述预设的温度值并判断所述风冷通道是否达到最大位置，当所述第二腔室内的温度高于所述预设的温度值且所述风冷通道没有达到最大位置时，继续控制所述风冷通道增大；
当所述第二腔室内的温度高于所述预设的温度值且所述风冷通道达到最大位置时，开启所述液冷通道；
当所述第二腔室内的温度低于所述预设的温度值时，控制所述风扇、所述风冷通道及所述液冷通道保持不变。
2.根据权利要求1所述的电机组件，其特征在于，所述挡板组件包括第一挡板、第二挡板、调节器和导向部，所述第一挡板与所述调节器连接，所述调节器与所述控制板电连接，所述第一挡板与所述第二挡板之间限定形成所述风冷通道，所述控制板驱动所述第一挡板沿所述导向部相对于所述第二挡板移动，以改变所述风冷通道的大小。
3.根据权利要求2所述的电机组件，其特征在于，所述第一挡板的端部朝向所述第二挡板偏移，所述第二挡板的端部朝向所述第一挡板偏移。
4.根据权利要求1所述的电机组件，其特征在于，所述挡板组件设有隔音凸起，所述隔音凸起设于所述风冷通道中。
5.根据权利要求1所述的电机组件，其特征在于，所述外壳设有观察窗，所述观察窗与所述第二腔室连通。
6.根据权利要求1所述的电机组件，其特征在于，所述电机本体包括电机和底座，所述液冷通道穿过所述底座与所述电机连通。
7.根据权利要求6所述的电机组件，其特征在于，所述底座包括第一底座和第二底座，电源线穿过所述第一底座与所述控制板连接，所述液冷通道穿过所述第二底座与所述电机连通，所述第一底座为塑料材质，所述第二底座为金属材质。
8.根据权利要求1所述的电机组件，其特征在于，所述控制板的输入频率设为fo，所述第一阈值f为1.1fo≤f≤1.2fo。
9.根据权利要求1所述的电机组件，其特征在于，所述预设的温度值为40℃～45℃。
10.根据权利要求1所述的电机组件，其特征在于，所述外壳内侧设有导电泡棉层以吸收噪音。
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