CN114172309A - 液冷双轴伸永磁同步伺服电机 - Google Patents

液冷双轴伸永磁同步伺服电机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电机技术领域，公开了一种液冷双轴伸永磁同步伺服电机，包括机座、有绕组定子铁心、转子铁心、转子轴、前端盖、后端盖和编码器，其中，机座的一端连接所述前端盖，机座的另一端连接所述后端盖，机座、前端盖和后端盖形成容纳空间；有绕组定子铁心、转子铁心和转子轴均安装在容纳空间内，转子铁心安装在转子轴上，有绕组定子铁心设置在转子铁心的外周侧，转子轴的一端从前端盖伸出，转子轴的另一端从后端盖伸出；后端盖具有容纳腔，编码器设置在容纳腔中；机座设置有冷却液入口、冷却流道和冷却液出口，冷却液经冷却液入口进入冷却流道，经冷却液出口流出冷却流道，以带出容纳空间内产生的热量。本发明可提高电机性能和效率，结构紧凑。

Description

液冷双轴伸永磁同步伺服电机
技术领域
本发明涉及电机技术领域，特别是涉及一种液冷双轴伸永磁同步伺服电机。
背景技术
电机是工业系统的动力来源，现挤出机械设备的动力系统需要用到双轴伸电机作为动力输出。目前，双轴伸电机通常以异步电机为主，但是，异步电机的能耗较大，效率较低，且整体结构占据空间较大，因此，在双轴伸电机使用同步伺服电机的发展极为重要。但是，现有的双轴伸同步伺服电机的冷却方式通常为自然冷却，无冷却结构，导致其无法满足需要用到液冷的大功率电机的需求。
发明内容
鉴于以上问题，本发明的目的是提供一种液冷双轴伸永磁同步伺服电机，以解决现有双轴伸同步伺服电机无法满足需要用到液冷的大功率电机的需求的问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明所述液冷双轴伸永磁同步伺服电机，包括机座、有绕组定子铁心、转子铁心、转子轴、前端盖、后端盖和编码器，其中，所述机座的一端连接所述前端盖，所述机座的另一端连接所述后端盖，所述机座、所述前端盖和所述后端盖形成容纳空间；所述有绕组定子铁心、所述转子铁心和所述转子轴均安装在所述容纳空间内，所述转子铁心安装在所述转子轴上，所述有绕组定子铁心设置在所述转子铁心的外周侧，所述转子轴的一端从所述前端盖伸出，所述转子轴的另一端从所述后端盖伸出；所述后端盖具有容纳腔，所述编码器设置在所述容纳腔中；所述机座设置有冷却液入口、冷却流道和冷却液出口，冷却液经所述冷却液入口进入所述冷却流道，经冷却液出口流出所述冷却流道，以带出所述容纳空间内产生的热量。
优选地，所述冷却流道在所述机座内部呈迷宫式设置。
优选地，所述液冷双轴伸永磁同步伺服电机还包括出线盒，所述出线盒设置在所述后端盖的上表面，所述后端盖设置有出线孔，所述有绕组定子铁心的三相动力线通过所述出线孔进入所述出线盒。
优选地，所述后端盖的一侧凹陷，形成所述容纳腔。
优选地，所述后端盖包括第一圆环板、第二圆环板和过渡板，所述第一圆环板与所述第二圆环板相对间隔设置，所述第一圆环板的外径小于所述第二圆环板的内径，所述过渡板的一侧与所述第一圆环板的外边缘连接，所述过渡板的另一侧与所述第二圆环板的内边缘连接。
优选地，所述第一圆环板的一侧轴向延伸出环形壁，所述环形壁形成轴承安装槽。
优选地，所述前端盖与所述转子轴之间设置有前轴承，所述后端盖与所述转子轴之间设置有后轴承。
优选地，所述前端盖与所述机座螺栓连接，所述后端盖与所述机座螺栓连接。
优选地，所述液冷双轴伸永磁同步伺服电机还包括后盖板，所述后盖板与所述后端盖连接，且所述后盖板设置有供所述转子轴伸出的通孔。
优选地，所述液冷双轴伸永磁同步伺服电机还包括底板，所述底板设置在所述机座的下方，且所述机座、所述前端盖和所述后端盖均与所述底板连接。
本发明实施例一种液冷双轴伸永磁同步伺服电机与现有技术相比，其有益效果在于：
本发明实施例的液冷双轴伸永磁同步伺服电机在机座中设置有冷却流道，利用冷却流道中流通的冷却液冷却机座内部构件产生的热量。采用液冷的冷却方式，相比于现有的风冷和自然冷却的冷却方式，可以进一步提高电机功率密度，提高电机性能和效率。并且，可以满足用户在选用大功率双轴伸电机时，可选用永磁同步电机，冷却方式为液冷的需求，电机的整体结构更加紧凑和简洁。
附图说明
图1是本发明实施例所述液冷双轴伸永磁同步伺服电机的三维结构示意图；
图2是本发明实施例所述液冷双轴伸永磁同步伺服电机的半剖视图；
图3是本发明实施例所述液冷双轴伸永磁同步伺服电机的主视示意图；
图4是本发明中机座的截面示意图；
图5是本发明中后端盖的主视示意图；
图6是图5的A－A向视图；
图7是本发明中后端盖的俯视示意图；
图中，1、机座；101、冷却液入口；102、冷却流道；103、冷却液出口；2、有绕组定子铁心；3、转子铁心；4、转子轴；5、前端盖；6、后端盖；61、第一圆环板；62、第二圆环板；621、出线通道；63、过渡板；631、出线孔；64、环形壁；7、编码器；8、后盖板；9、底板；10、出线盒；11、前轴承；12、后轴承；13、轴承固定套；14、轴承内盖；15、吊环。
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。
如图1－图4所示，本发明优选实施例的一种液冷双轴伸永磁同步伺服电机，包括定子和转子，其中，定子包括机座1和有绕组定子铁心2，有绕组定子铁心2包括定子铁心和绕组，转子包括转子铁心3、转子轴4、前端盖5、后端盖6和编码器7，其中，所述机座1的一端连接所述前端盖5，所述机座1的另一端连接所述后端盖6，所述机座1、所述前端盖5和所述后端盖6形成容纳空间，例如，通过前端盖5和后端盖6分别覆盖机座1的两端，优选地，所述前端盖5与所述机座1螺栓连接，所述后端盖6与所述机座1螺栓连接，以便于安装和拆卸；所述有绕组定子铁心2、所述转子铁心3和所述转子轴4均安装在所述容纳空间内，所述转子铁心3安装在所述转子轴4上，所述有绕组定子铁心2设置在所述转子铁心3的外周侧，所述转子轴4的一端从所述前端盖5伸出，所述转子轴4的另一端从所述后端盖6伸出，优选地，转子铁心3采用磁钢结构；所述后端盖6具有容纳腔，所述编码器7设置在所述容纳腔中，以缩短电机的整体长度，并使得电机整体简洁美观；所述机座1设置有冷却液入口101、冷却流道102和冷却液出口103，冷却液经所述冷却液入口101进入所述冷却流道102，经冷却液出口103流出所述冷却流道102，以带出所述容纳空间内产生的热量，包括有绕组定子铁心2和转子铁心3运转产生的热量，以保证电机正常运转。其中，冷却液可以是水。
电机有绕组定子铁心2通电后形成旋转磁场，转子铁心3转动进行转矩输出。在电机运转过程中，在机座1的冷却流道102内部通入冷却液，利用冷却液的循环流动带出电机运转产生的热量，从而保证电机持续的正常运行。
本发明在机座1中设置有冷却流道102，利用冷却流道102中流通的冷却液冷却机座1内部构件产生的热量。采用液冷的冷却方式，相比于现有的风冷和自然冷却的冷却方式，可以进一步提高电机功率密度，提高电机性能和效率。并且，可以满足用户在选用大功率双轴伸电机时，可选用永磁同步电机，冷却方式为液冷的需求，电机的整体结构更加紧凑和简洁。
可选地，所述冷却流道102在所述机座1内部呈迷宫式设置，冷却流道102的一端与冷却液入口101连接，冷却流道102的另一端与冷却液出口103连接，通过冷却液在冷却流道102内的流动，带出电机热量。在其他实施例中，冷却流道102可以具有多个，每个冷却流道102均具有相匹配的冷却液入口101和冷却液出口103，以分别向每个冷却流道102内通入冷却液。进一步地，可选地，多个冷却流道102可以平行设置，且与机座1的中心轴线平行。
可选地，所述前端盖5与所述转子轴4之间设置有前轴承11，所述后端盖6与所述转子轴4之间设置有后轴承12，以支撑转子轴4。进一步地，前轴承11的一侧设置有轴承内盖14，轴承内盖14位于转子铁心3与轴承之间，且轴承内盖14与前端盖5螺栓连接；前轴承11的另一侧设置有轴承固定套13，轴承固定套13与前端盖5同轴设置，且轴承固定套13的直径小于前端盖5的直径，且轴承固定套13与前端盖5固定。
优选地，所述液冷双轴伸永磁同步伺服电机还包括出线盒10，所述出线盒10固定在后端盖6的上表面，且位于机座1的上方，所述后端盖6设置有出线孔631，出线盒10内部设置有接线板，所述有绕组定子铁心2的三相动力线通过所述出线孔631进入所述出线盒10，与接线板连接。通过后端盖6的出线孔631引出有绕组定子铁心2的三相动力线，可以避免在机座1上加工出线孔631，可以缩减施工工序，节约施工成本。进一步地，所述出线盒10与后端盖6的表面利用螺钉连接，且出线盒10的底部与机座1的上表面具有间隙。进一步地，出线盒10的底部设置有过渡垫板，以保证出线盒10安装牢固。
本实施例中，所述后端盖6的一侧凹陷，形成所述容纳腔，用于容纳编码器7，以缩短电机的整体长度，使得结构更加紧凑。其中，凹陷方向为由后端盖6向前端盖5的方向凹陷。
如图5－图7所示，本实施例中，所述后端盖6包括第一圆环板61、第二圆环板62和过渡板63，所述第一圆环板61与所述第二圆环板62相对间隔设置，所述第一圆环板61的外径小于所述第二圆环板62的内径，所述过渡板63的一侧与所述第一圆环板61的外边缘连接，所述过渡板63的另一侧与所述第二圆环板62的内边缘连接，使得后端盖6呈喇叭状。具体地，所述过渡板63呈两端开口的筒状结构，且一端的开口大于另一端的开口，其中，较大的开口端与第二圆环板62的内边缘对接，较小的开口端与第一圆环板61的外边缘对接。
进一步地，所述过渡板63上设置有多个出线孔631，多个所述出线孔631沿圆周方向均匀布置。如图5和图7所示，出线孔631呈长条状，本实施例中，出线孔631沿圆周设置有四个，在其他实施例中，出线孔631还可以设置为其他数量，例如，三个或五个等，具体数量根据出线孔631的大小以及过渡板63的大小确定。
如图5所示，所述第二圆环板62上设置有出线通道621，所述出线通道621的轴线与所述第二圆环板62的中心轴线垂直，以与机座1上的出线盒10连通，将有绕组定子铁心2的三相动力线出线经过渡板63上的出线孔631和出线通道621引出至出线盒10中。
进一步地，优选地，所述第一圆环板61的一侧轴向延伸出环形壁64，所述环形壁64形成轴承安装槽，以安装后轴承12。通过环形壁64形成的轴承安装槽安装后轴承12，可以减小电机转子铁心的扰度，并进一步缩短电机整体长度，使得电机结构紧凑。其中，环形壁64的延伸方向与后端盖6的凹陷方向相同，均朝向前端盖5的方向。环形壁64的内径大于第一圆环板61的内径，环形壁64的外径小于第一圆环板61的外径。环形壁64的内径与后轴承12的外径相匹配。
可选地，所述液冷双轴伸永磁同步伺服电机还包括后盖板8，所述后盖板8与所述后端盖6连接，既可以密封电机，又可以使得电机外观简洁美观；并且，所述后盖板8设置有供所述转子轴4伸出的通孔，以使得转子轴4的端部伸出电机。进一步地，优选地，第二圆环板62上设置有卡接槽，后盖板8卡接在所述第二圆环板62上。后盖板8呈圆形，后盖板8的直径大于第二圆环板62的内径，小于第二圆环板62的外径。后盖板8与第二圆环板62可通过螺栓连接。
可选地，所述液冷双轴伸永磁同步伺服电机还包括底板9，所述底板9设置在所述机座1的下方，且所述机座1、所述前端盖5和所述后端盖6均与所述底板9连接，优选为通过螺栓连接，以便于安装和拆卸。进一步地，所述底板9上还设置有多个螺栓孔，以便于螺栓穿过所述螺栓孔固定底板9，从而固定电机。
可选地，机座1的表面还设置有吊环15，以便于使用吊装工具吊装电机。图1中仅示出两个吊环15，在其他实施例中，吊环15还可以具有多个。
综上，本发明实施例提供一种液冷双轴伸永磁同步伺服电机，其在机座1中设置有冷却流道102，利用冷却流道102中流通的冷却液冷却机座1内部构件产生的热量。采用液冷的冷却方式，相比于现有的风冷和自然冷却的冷却方式，可以进一步提高电机功率密度，提高电机性能和效率。并且，可以满足用户在选用大功率双轴伸电机时，可选用永磁同步电机，冷却方式为液冷的需求，电机的整体结构更加紧凑和简洁。
并且，本发明中，有绕组定子铁心2的三相动力线出线可从后端盖6引出，满足用户的接线需求，且无需加工电机机座出线孔，节约成本，并使得结构紧凑。
并且，本发明中，后端盖6设置有容纳腔，以容纳编码器7，缩短电机整体长度，并且，通过后端盖6中延伸出的环形壁64安装后轴承12，减小电机转子铁心的扰度，并进一步缩短电机整体长度，使得电机结构紧凑。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种液冷双轴伸永磁同步伺服电机，其特征在于，包括：
机座、有绕组定子铁心、转子铁心、转子轴、前端盖、后端盖和编码器，其中，所述机座的一端连接所述前端盖，所述机座的另一端连接所述后端盖，所述机座、所述前端盖和所述后端盖形成容纳空间；所述有绕组定子铁心、所述转子铁心和所述转子轴均安装在所述容纳空间内，所述转子铁心安装在所述转子轴上，所述有绕组定子铁心设置在所述转子铁心的外周侧，所述转子轴的一端从所述前端盖伸出，所述转子轴的另一端从所述后端盖伸出；所述后端盖具有容纳腔，所述编码器设置在所述容纳腔中；所述机座设置有冷却液入口、冷却流道和冷却液出口，冷却液经所述冷却液入口进入所述冷却流道，经冷却液出口流出所述冷却流道，以带出所述容纳空间内产生的热量。
2.根据权利要求1所述的液冷双轴伸永磁同步伺服电机，其特征在于，所述冷却流道在所述机座内部呈迷宫式设置。
3.根据权利要求1所述的液冷双轴伸永磁同步伺服电机，其特征在于，所述液冷双轴伸永磁同步伺服电机还包括出线盒，所述出线盒设置在所述后端盖的上表面，所述后端盖设置有出线孔，所述有绕组定子铁心的三相动力线通过所述出线孔进入所述出线盒。
4.根据权利要求1所述的液冷双轴伸永磁同步伺服电机，其特征在于，所述后端盖的一侧凹陷，形成所述容纳腔。
5.根据权利要求4所述的液冷双轴伸永磁同步伺服电机，其特征在于，所述后端盖包括第一圆环板、第二圆环板和过渡板，所述第一圆环板与所述第二圆环板相对间隔设置，所述第一圆环板的外径小于所述第二圆环板的内径，所述过渡板的一侧与所述第一圆环板的外边缘连接，所述过渡板的另一侧与所述第二圆环板的内边缘连接。
6.根据权利要求5所述的液冷双轴伸永磁同步伺服电机，其特征在于，所述第一圆环板的一侧轴向延伸出环形壁，所述环形壁形成轴承安装槽。
7.根据权利要求1所述的液冷双轴伸永磁同步伺服电机，其特征在于，所述前端盖与所述转子轴之间设置有前轴承，所述后端盖与所述转子轴之间设置有后轴承。
8.根据权利要求1所述的液冷双轴伸永磁同步伺服电机，其特征在于，所述前端盖与所述机座螺栓连接，所述后端盖与所述机座螺栓连接。
9.根据权利要求1所述的液冷双轴伸永磁同步伺服电机，其特征在于，所述液冷双轴伸永磁同步伺服电机还包括后盖板，所述后盖板与所述后端盖连接，且所述后盖板设置有供所述转子轴伸出的通孔。
10.根据权利要求1所述的液冷双轴伸永磁同步伺服电机，其特征在于，所述液冷双轴伸永磁同步伺服电机还包括底板，所述底板设置在所述机座的下方，且所述机座、所述前端盖和所述后端盖均与所述底板连接。
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