CN115459523B - 一种自驱动散热的永磁电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种自驱动散热的永磁电机，包括，电机、调速装置、散热风机、换热泵机和中控模块。本发明通过在电机的输出轴上设置驱动齿轮，并设置调速装置与驱动齿轮相连，将电机输出的机械能进行部分传递，分别驱动散热风机与换热泵机进行散热，通过设置中控模块根据实时接收功率对电机的状态进行判定，确定是否进行散热，并通过将转速检测装置检测电机的实时输出转速与计算出高负载标准转速和低负载标准转速进行对比，确定电机的负载状态，以此表现电机的温度变化的趋势，并根据电机的负载状态对散热风机与换热泵机散热的工作状态进行控制，调整不同的散热方式，有效的提高了电机的自驱动散热效果。

Description

一种自驱动散热的永磁电机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种自驱动散热的永磁电机。

背景技术

永磁电机包括定子、励磁绕组以及永磁转子，永磁转子中镶嵌有永磁体，永磁体多采用高磁能的稀土材料，如钕铁硼，这类磁体虽然磁力很强，但对温度敏感，在磁体本身温度过高时会使电动驱动功率下降，因此永磁电机需要一定的散热装置对电机本体进行散热，保障永磁电机高效运行。

中国专利公开号：CN106787295A，公开了一种永磁电机；其核心技术点是通过在永磁电机壳体内壁上设置能够流通散热介质的散热管，利用散热介质对电机产生热量进行置换，到达对电机散热的目的，在现有技术中，为了减少电机整体的体积，多采用自驱动散热装置对电机本体进行散热，以简化电机整体结构，但由于对电机运行状态缺乏准确的判断，导致散热装置不能够根据电机的状态进行准确的散热，导致永磁电机的散热效果不佳，影响电机的高效运行。

发明内容

为此，本发明提供一种自驱动散热的永磁电机，用以克服现有技术中永磁电机的自驱动散热装置散热效果较差的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种自驱动散热的永磁电机，包括，

电机，其设置在机箱内部，所述电机一侧设置有输出轴，用以输出电机产生的转动机械能，所述输出轴上设置有驱动齿轮，所述驱动齿轮能够由输出轴带动而进行转动，输出轴上还设置有转速检测装置，所述转速检测装置用以检测电机的实时转速，所述电机另一侧设置输入电缆，所述输入电缆上设置有功率检测装置，所述功率检测装置用以检测电机的实时接收功率，所述机箱内还设置有温度检测装置，所述温度检测装置用以检测电机的实时温度；

调速装置，其与所述驱动齿轮相连，所述调速装置上设置有第一驱动轴与第二驱动轴，所述第一驱动轴与所述第二驱动轴能够通过驱动齿轮的带动而转动，调速装置能够对第一驱动轴与第二驱动轴的转速进行调节；

散热风机，其与所述第一驱动轴相连，所述散热风机能够通过所述第一驱动轴的带动而转动，用以对所述电机进行散热；

换热泵机，其与所述第二驱动轴相连，所述换热泵机能够通过第二驱动轴的转动而驱动，换热泵机还能够通过外部供电而驱动，且驱动方式可切换，所述换热泵机包括换热管道，所述换热管道布置在所述电机外侧，换热管道内设置有换热剂，用以对电机进行散热，所述换热剂的流速和温度可调节；

中控模块，其与所述电机、所述调速装置、所述散热风机以及所述换热泵机分别相连，用以控制各部件的工作状态，所述中控模块内设定有所述电机的电机启动功率，中控模块根据电机启动功率与功率检测装置检测电机的实时接收功率判定电机是否启动，并在判定电机启动时，中控模块根据电机的实时接收功率计算在该实时接收功率状态下电机的高负载标准转速与低负载标准转速，所述转速检测装置检测电机的实时输出转速，中控模块将实时输出转速与高负载标准转速和低负载标准转速进行对比，并根据对比结果分别控制所述散热风机与所述换热泵机对电机进行散热。

进一步地，所述中控模块内设置有电机启动功率Pd，所述功率检测装置检测电机的实时接收功率Ps，并将检测结构传递至所述中控模块，中控模块将实时接收功率Ps与电机启动功率Pd进行对比，

当Ps＜Pd时，所述中控模块判定所述电机的实时接收功率低于电机启动功率，中控模块判定电机未启动，中控模块判定不需要对电机进行散热；

当Ps≥Pd时，所述中控模块判定所述电机的实时接收功率已达到电机启动功率，中控模块判定电机已启动，中控模块将对所述电机的实时输出转速进行判定，以确定对电机的散热方式。

进一步地，所述中控模块内设置有所述电机的标准转速转化参数Q，中控模块内还设置有高损失转速转化参数Q1与低损失转速转化参数Q2，其中，Q＞Q1＞Q2，在所述中控模块判定所述电机的实时接收功率已达到电机启动功率时，中控模块根据电机的实时接收功率Ps与标准转速转化参数Q计算标准输出转速Vb，Vb=Ps×Q，中控模块再根据高损失转速转化参数Q1与低损失转速转化参数Q2分别计算高负载损失转速Vh与低负载损失转速Ve，其中，Vh=Ps×Q1，Ve=Ps×Q2，中控模块再根据标准输出转速Vb与高负载损失转速Vh和低负载损失转速Ve，分别计算高负载标准转速V1与低负载标准转速V2，其中，V1=Vb-Vh，V2=Vb-Ve，中控模块将根据高负载标准转速V1与低负载标准转速V2对所述电机的实时输出转速进行判定，以确定对电机的散热方式。

进一步地，在所述中控模块计算出高负载标准转速V1与低负载标准转速V2时，所述转速检测装置检测电机的实时输出转速Vs，中控模块将实时输出转速Vs与高负载标准转速V1和低负载标准转速V2进行对比，

当Vs＜V1时，所述中控模块判定所述电机的实时输出转速低于高负载标准转速，中控模块控制所述换热泵机对所述电机进行散热，并且，中控模块将换热泵机的驱动方式调整为外部供电驱动；

当V1≤Vs≤V2时，所述中控模块判定所述电机的实时输出转速在高负载标准转速与低负载标准转速之间，中控模块通过控制所述调速装置内的第一驱动轴，驱动所述散热风机对电机进行散热，并且，中控模块控制调速装置内的第二驱动轴，驱动换热泵机对电机进行散热；

当Vs＞V2时，所述中控模块判定所述电机的实时输出转速高于低负载标准转速，中控模块通过控制所述调速装置内的第一驱动轴，驱动所述散热风机对电机进行散热。

进一步地，所述中控模块内设置有所述电机的标准运行温度Tb与标准运行温度差ΔTb，在所述换热泵机对电机进行散热时，所述温度检测装置检测电机的实时运行温度Ts，并将检测结果传递至所述中控模块，中控模块根据电机的实时运行温度Ts与标准运行温度Tb计算实时运行温度差ΔTs，ΔTs=|Tb-Ts|，中控模块将实时运行温度差ΔTs与标准运行温度差ΔTb进行对比，

当ΔTs≤ΔTb时，所述中控模块判定实时运行温度差未超出标准运行温度差，中控模块不对所述换热泵机的运行状态进行调整；

当ΔTs＞ΔTb时，所述中控模块判定实时运行温度差已超出标准运行温度差，中控模块将实时运行温度与标准运行温度进行对比，并根据对比结果对所述换热泵机的运行状态进行调整。

进一步地，所述中控模块内设置有所述换热管道内换热剂的初始温度Hc，在所述中控模块判定实时运行温度差已超出标准运行温度差时，中控模块将所述电机的实时运行温度Ts与标准运行温度Tb进行对比，

当Ts＜Tb时，所述中控模块判定所述电机的实时运行温度低于标准运行温度，中控模块将控制所述换热泵机停止对所述电机进行散热；

当Ts＞Tb时，所述中控模块判定所述电机的实时运行温度高于标准运行温度，中控模块将所述换热剂的温度调整为Hc’,Hc’=Hc-Hc×[（Ts-Tb）/ Ts]，所述换热泵机将以温度Hc’对所述换热管道内换热剂的温度进行控制。

进一步地，所述中控模块内设置有所述换热管道内换热剂的初始流速Lc，中控模块内还设置有所述换热剂的最小温度Hz，当所述中控模块将所述换热剂的温度调整为Hc’时，中控模块将换热剂的温度Hc’与最小温度Hz进行对比，

当Hc’≥Hz时，所述中控模块判定调整后换热剂的温度未低于最小温度，中控模块不对所述换热泵机的运行状态进行调整；

当Hc’＜Hz时，所述中控模块判定调整后换热剂的温度已低于最小温度，中控模块将换热剂的温度调整为Hc”，Hc”=Hz，中控模块并将所述换热管道内换热剂的流速调整为Lc’，Lc’=Lc+Lc×[（Hc”-Hc’）/Hz]。

进一步地，所述中控模块内设置有所述换热管道内换热剂的最高流速La，当所述中控模块将所述换热管道内换热剂的流速调整为Lc’时，中控模块将换热剂的流速Lc’与最高流速La进行对比，

当Lc’≤La时，所述中控模块判定所述换热管道内换热剂的流速未超出最高流速，中控模块不对所述换热泵机的运行状态进行调整；

当Lc’＞La时，所述中控模块判定所述换热管道内换热剂的流速已超出最高流速，中控模块将控制所述电机停止运行，并控制所述换热泵机停止运行。

进一步地，所述中控模块内设置有所述电机的标准运行温度Tb与标准运行温度差ΔTb，在所述散热风机对电机进行散热时，所述温度检测装置检测电机的实时运行温度Ts，并将检测结果传递至所述中控模块，中控模块根据电机的实时运行温度Ts与标准运行温度Tb计算实时运行温度差ΔTs，ΔTs=|Tb-Ts|，中控模块将实时运行温度差ΔTs与标准运行温度差ΔTb进行对比，

当ΔTs≤ΔTb时，所述中控模块判定实时运行温度差未超出标准运行温度差，中控模块不对所述散热风机的运行状态进行调整；

当ΔTs＞ΔTb时，所述中控模块判定实时运行温度差已超出标准运行温度差，中控模块将实时运行温度与标准运行温度进行对比，并根据对比结果对所述散热风机的运行状态进行调整。

进一步地，所述中控模块内设置有所述散热风机的初始转速Rc，在所述中控模块判定实时运行温度差已超出标准运行温度差时，中控模块将实时运行温度Ts与标准运行温度Tb进行对比，

当Ts＜Tb时，所述中控模块判定所述电机的实时运行温度低于标准运行温度，中控模块将控制所述调速装置将所述散热风机的转速调整为Rc’，Rc’=Rc×（Ts/Tb）；

当Ts＞Tb时，所述中控模块判定所述电机的实时运行温度高于标准运行温度，中控模块将控制所述调速装置将所述散热风机的转速调整为Rc’，Rc’=Rc×（Ts/Tb）。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过在电机的输出轴上设置驱动齿轮，并设置调速装置与驱动齿轮相连，将电机输出的机械能进行部分传递，并在调速装置上设置第一驱动轴与第二驱动轴，并通过调速装置传输的机械能通过第一驱动轴与第二驱动轴分别驱动散热风机与换热泵机对电机进行散热，通过设置中控模块根据电机的实时接收功率对电机的状态进行判定，确定是否进行散热，并通过将转速检测装置检测电机的实时输出转速与计算出高负载标准转速和低负载标准转速进行对比，确定电机的负载状态，以此表现电机的温度变化的趋势，并根据电机的负载状态对散热风机与换热泵机散热的工作状态进行控制，调整不同的散热方式，有效的提高了电机的自驱动散热效果。

尤其，通过在中控模块内设置电机启动功率，并将功率检测装置检测电机的实时接收功率与电机启动功率进行对比，判定电机接收到的电能是否能够支撑电机启动，并在控模块判定电机已启动时，通过电机的实时输出转速进行判定，确定对电机的散热方式，在电机启动时，虽然电机的温度较低，并不会影响电机的电机的运行，但随着电机的运行，电机的温度也会随之升高，因此提前对电机进行散热，能够减缓电机温度升高的速度，能够保障电机的长时间稳定运行，确保电机实时的充分散热。

进一步地，通过在中控模块内设置标准转速转化参数、高损失转速转化参数与低损失转速转化参数，能够根据电机在不同的实时接收功率状态下，精准的计算出电机的标准输出转速、高负载损失转速与低负载损失转速，并根据标准输出转速与高负载损失转速和低负载损失转速，分别计算高负载标准转速与低负载标准转速，形成在该实时接收功率状态下，电机负载的标准转速区间，以该区间作为判定标准，保障了判定结果的准确性，同时能在不同的接收功率进行不同的标准判定，也保障了电机散热调节实时的适应性。

尤其，通过将转速检测装置检测电机的实时输出转速，与计算出高负载标准转速与低负载标准转速进行对比，确定电机的实时负载状态，当中控模块判定实时输出转速低于高负载标准转速，表示电机的实时转速较低，与其接收的电功率不匹配，因此中控模块判定电机处于高负载状态，通过换热泵机以外部供电的方式对电机本体进行散热，避免电机自驱动散热时造成的输出损耗，影响电机的正常使用，在中控模块判定实时输出转速在高负载标准转速与低负载标准转速之间时，表示电机处于标准负载状态，因此通过电机自驱动散热风机与换热泵机同时对电机进行散热，提高电机的散热效率，保障电机的散热效果，在实时输出转速高于低负载标准转速时，表示电机处于低负载或是无负载状态，因此仅通过自驱动散热风机对机箱内进行范围性的空气流通，在散热风机对电机进行散热的基础上，有效降低机箱内的环境温度，提高电机本身的导热效率，保障了电机的散热效果。

进一步地，通过在中控模块内设置电机的标准运行温度与标准运行温度差，构成标准运行温度的范围，通过温度检测装置检测电机的实时运行温度，对应性调整换热泵机的散热运行状态，在中控模块判定实时运行温度差未超出标准运行温度差时，表示电机的实时温度在设定的标准范围内，因此，不对换热泵机的初始的运行状态进行调整，在实时运行温度差已超出标准运行温度差时，表示电机的实时温度不在设定的标准范围内，因此需将实时运行温度与标准运行温度进行对比，确定电机的温度状态，保障散热调节的准确性。

进一步地，在中控模块判定实时运行温度差已超出标准运行温度差时，中控模块将实时运行温度与标准运行温度，当实时运行温度低于标准运行温度，表示电机的温度较低，可能是电机的启动时间较低或是由于环境因素以及过度散热导致的低于标准状态，此时无需对电机进行散热，因此控制换热泵机停止对电机进行散热，减少了驱动换热泵机时的能量消耗，在实时运行温度高于标准运行温度，表示在该状态下换热泵机的散热能力已经不能够满足电机的散热需求，因此通过降低换热管道内换热剂的温度，提高换热泵机的散热效果，保障电机的充分散热。

进一步地，通过在中控模块内设置换热剂的最小温度，并将调节后的换热剂的温度与最小温度进行对比，当调整后换热剂的温度已低于最小温度时，表示通过调整换热剂的温度已经不能够满足电机的散热需求，因此对换热管道内换热剂的流速进行增加调整，进一步提高换热效率，提高电机的散热效果。

进一步地，同样的在中控模块内设置换热剂的最高流速，并将调节后的换热剂的流速与最高流速进行对比，在换热管道内换热剂的流速已超出最高流速时，表示换热泵机已经不能够满足电机的散热需求，为了防止电机过热产生安全隐患，因此将控制电机与换热泵机停止运行，进行检修，保障了电机运行的安全性。

进一步地，在通过散热风机对电机进行散热时，也采用标准运行温度与标准运行温度差对电机的温度状态进行判定，在中控模块判定实时运行温度差未超出标准运行温度差时，表示电机温度状态正常，因此不对散热风机的转速进行调整，在中控模块判定实时运行温度差已超出标准运行温度差时，根据实时运行温度与标准运行温度的对比结果对散热风机的运行状态进行相应的调整，保障散热风机的正常运行。

进一步地，在实时运行温度低于标准运行温度时，表示电机对散热的需求较小，因此相应的降低散热风机的转速，仅维持机箱内空气的流通，保障电机自身的导热效果，同时能够减少电机输出的机械能损失，在实时运行温度高于标准运行温度时，通过控制调速装置提高散热风机的转速，保障电机能够充分散热，提高了电机自驱动的散热效果。

附图说明

图1为本实施例所述自驱动散热的永磁电机的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1所示，其为本实施例所述自驱动散热的永磁电机的结构示意图，本实施例公开一种自驱动散热的永磁电机，包括，电机1、机箱101、输出轴102、驱动齿轮103、转速检测装置104、输入电缆105、功率检测装置106、温度检测装置107、调速装置2、第一驱动轴201、第二驱动轴202、散热风机3、换热泵机4、换热管道401、中控模块（图中未画出），其中，

电机1，其设置在机箱101内部，所述电机1一侧设置有输出轴102，用以输出电机1产生的转动机械能，所述输出轴102上设置有驱动齿轮103，所述驱动齿轮103能够由输出轴102带动而进行转动，输出轴102上还设置有转速检测装置104，所述转速检测装置104用以检测电机1的实时转速，所述电机1另一侧设置输入电缆105，所述输入电缆105上设置有功率检测装置106，所述功率检测装置106用以检测电机1的实时接收功率，所述机箱101内还设置有温度检测装置107，所述温度检测装置107用以检测电机1的实时温度；

调速装置2，其与所述驱动齿轮103相连，所述调速装置2上设置有第一驱动轴201与第二驱动轴202，所述第一驱动轴201与所述第二驱动轴202能够通过驱动齿轮103的带动而转动，调速装置2能够对第一驱动轴201与第二驱动轴202的转速进行调节；

散热风机3，其与所述第一驱动轴201相连，所述散热风机3能够通过所述第一驱动轴201的带动而转动，用以对所述电机1进行散热；

换热泵机4，其与所述第二驱动轴202相连，所述换热泵机4能够通过第二驱动轴202的转动而驱动，换热泵机4还能够通过外部供电而驱动，且驱动方式可切换，所述换热泵机4包括换热管道401，所述换热管道401布置在所述电机1外侧，换热管道401内设置有换热剂，用以对电机1进行散热，所述换热剂的流速和温度可调节；

中控模块，其与所述电机1、所述调速装置2、所述散热风机3以及所述换热泵机4分别相连，用以控制各部件的工作状态，所述中控模块内设定有所述电机1的电机启动功率，中控模块根据电机启动功率与功率检测装置106检测电机1的实时接收功率判定电机1是否启动，并在判定电机1启动时，中控模块根据电机1的实时接收功率计算在该实时接收功率状态下电机1的高负载标准转速与低负载标准转速，所述转速检测装置104检测电机1的实时输出转速，中控模块将实时输出转速与高负载标准转速和低负载标准转速进行对比，并根据对比结果分别控制所述散热风机3与所述换热泵机4对电机1进行散热。

通过在电机1的输出轴102上设置驱动齿轮103，并设置调速装置2与驱动齿轮103相连，将电机1输出的机械能进行部分传递，并在调速装置2上设置第一驱动轴201与第二驱动轴202，并通过调速装置2传输的机械能通过第一驱动轴201与第二驱动轴202分别驱动散热风机3与换热泵机4对电机1进行散热，通过设置中控模块根据电机1的实时接收功率对电机1的状态进行判定，确定是否进行散热，并通过将转速检测装置104检测电机1的实时输出转速与计算出高负载标准转速和低负载标准转速进行对比，确定电机1的负载状态，以此表现电机1的温度变化的趋势，并根据电机1的负载状态对散热风机3与换热泵机4散热的工作状态进行控制，调整不同的散热方式，有效的提高了电机1的自驱动散热效果。

具体而言，所述中控模块内设置有电机启动功率Pd，所述功率检测装置106检测电机1的实时接收功率Ps，并将检测结构传递至所述中控模块，中控模块将实时接收功率Ps与电机启动功率Pd进行对比，

当Ps＜Pd时，所述中控模块判定所述电机1的实时接收功率低于电机启动功率，中控模块判定电机1未启动，中控模块判定不需要对电机1进行散热；

当Ps≥Pd时，所述中控模块判定所述电机1的实时接收功率已达到电机启动功率，中控模块判定电机1已启动，中控模块将对所述电机1的实时输出转速进行判定，以确定对电机1的散热方式。

通过在中控模块内设置电机启动功率，并将功率检测装置106检测电机1的实时接收功率与电机启动功率进行对比，判定电机1接收到的电能是否能够支撑电机1启动，并在控模块判定电机1已启动时，通过电机1的实时输出转速进行判定，确定对电机1的散热方式，在电机1启动时，虽然电机1的温度较低，并不会影响电机1的电机1的运行，但随着电机1的运行，电机1的温度也会随之升高，因此提前对电机1进行散热，能够减缓电机1温度升高的速度，能够保障电机1的长时间稳定运行，确保电机1实时的充分散热。

具体而言，所述中控模块内设置有所述电机1的标准转速转化参数Q，中控模块内还设置有高损失转速转化参数Q1与低损失转速转化参数Q2，其中，Q＞Q1＞Q2，在所述中控模块判定所述电机1的实时接收功率已达到电机启动功率时，中控模块根据电机1的实时接收功率Ps与标准转速转化参数Q计算标准输出转速Vb，Vb=Ps×Q，中控模块再根据高损失转速转化参数Q1与低损失转速转化参数Q2分别计算高负载损失转速Vh与低负载损失转速Ve，其中，Vh=Ps×Q1，Ve=Ps×Q2，中控模块再根据标准输出转速Vb与高负载损失转速Vh和低负载损失转速Ve，分别计算高负载标准转速V1与低负载标准转速V2，其中，V1=Vb-Vh，V2=Vb-Ve，中控模块将根据高负载标准转速V1与低负载标准转速V2对所述电机1的实时输出转速进行判定，以确定对电机1的散热方式。

通过在中控模块内设置标准转速转化参数、高损失转速转化参数与低损失转速转化参数，能够根据电机1在不同的实时接收功率状态下，精准的计算出电机1的标准输出转速、高负载损失转速与低负载损失转速，并根据标准输出转速与高负载损失转速和低负载损失转速，分别计算高负载标准转速与低负载标准转速，形成在该实时接收功率状态下，电机1负载的标准转速区间，以该区间作为判定标准，保障了判定结果的准确性，同时能在不同的接收功率进行不同的标准判定，也保障了电机1散热调节实时的适应性。

具体而言，在所述中控模块计算出高负载标准转速V1与低负载标准转速V2时，所述转速检测装置104检测电机1的实时输出转速Vs，中控模块将实时输出转速Vs与高负载标准转速V1和低负载标准转速V2进行对比，

当Vs＜V1时，所述中控模块判定所述电机1的实时输出转速低于高负载标准转速，中控模块判定电机1处于高负载状态，中控模块控制所述换热泵机4对所述电机1进行散热，并且，中控模块将换热泵机4的驱动方式调整为外部供电驱动；

当V1≤Vs≤V2时，所述中控模块判定所述电机1的实时输出转速在高负载标准转速与低负载标准转速之间，中控模块判定电机1处于标准负载状态，中控模块通过控制所述调速装置2内的第一驱动轴201，驱动所述散热风机3对电机1进行散热，并且，中控模块控制调速装置2内的第二驱动轴202，驱动换热泵机4对电机1进行散热；

当Vs＞V2时，所述中控模块判定所述电机1的实时输出转速高于低负载标准转速，中控模块判定电机1处于低负载状态，中控模块通过控制所述调速装置2内的第一驱动轴201，驱动所述散热风机3对电机1进行散热。

通过将转速检测装置104检测电机1的实时输出转速，与计算出高负载标准转速与低负载标准转速进行对比，确定电机1的实时负载状态，当中控模块判定实时输出转速低于高负载标准转速，表示电机1的实时转速较低，与其接收的电功率不匹配，因此中控模块判定电机1处于高负载状态，通过换热泵机4以外部供电的方式对电机1本体进行散热，避免电机1自驱动散热时造成的输出损耗，影响电机1的正常使用，在中控模块判定实时输出转速在高负载标准转速与低负载标准转速之间时，表示电机1处于标准负载状态，因此通过电机1自驱动散热风机3与换热泵机4同时对电机1进行散热，提高电机1的散热效率，保障电机1的散热效果，在实时输出转速高于低负载标准转速时，表示电机1处于低负载或是无负载状态，因此仅通过自驱动散热风机3对机箱101内进行范围性的空气流通，在散热风机3对电机1进行散热的基础上，有效降低机箱101内的环境温度，提高电机1本身的导热效率，保障了电机1的散热效果。

具体而言，所述中控模块内设置有所述电机1的标准运行温度Tb与标准运行温度差ΔTb，在所述换热泵机4对电机1进行散热时，所述温度检测装置107检测电机1的实时运行温度Ts，并将检测结果传递至所述中控模块，中控模块根据电机1的实时运行温度Ts与标准运行温度Tb计算实时运行温度差ΔTs，ΔTs=|Tb-Ts|，中控模块将实时运行温度差ΔTs与标准运行温度差ΔTb进行对比，

当ΔTs≤ΔTb时，所述中控模块判定实时运行温度差未超出标准运行温度差，中控模块不对所述换热泵机4的运行状态进行调整；

当ΔTs＞ΔTb时，所述中控模块判定实时运行温度差已超出标准运行温度差，中控模块将实时运行温度与标准运行温度进行对比，并根据对比结果对所述换热泵机4的运行状态进行调整。

通过在中控模块内设置电机1的标准运行温度与标准运行温度差，构成标准运行温度的范围，通过温度检测装置107检测电机1的实时运行温度，对应性调整换热泵机4的散热运行状态，在中控模块判定实时运行温度差未超出标准运行温度差时，表示电机1的实时温度在设定的标准范围内，因此，不对换热泵机4的初始的运行状态进行调整，在实时运行温度差已超出标准运行温度差时，表示电机1的实时温度不在设定的标准范围内，因此需将实时运行温度与标准运行温度进行对比，确定电机1的温度状态，保障散热调节的准确性。

具体而言，所述中控模块内设置有所述换热管道401内换热剂的初始温度Hc，在所述中控模块判定实时运行温度差已超出标准运行温度差时，中控模块将所述电机1的实时运行温度Ts与标准运行温度Tb进行对比，

当Ts＜Tb时，所述中控模块判定所述电机1的实时运行温度低于标准运行温度，中控模块将控制所述换热泵机4停止对所述电机1进行散热；

当Ts＞Tb时，所述中控模块判定所述电机1的实时运行温度高于标准运行温度，中控模块将所述换热剂的温度调整为Hc’,Hc’=Hc-Hc×[（Ts-Tb）/ Ts]，所述换热泵机4将以温度Hc’对所述换热管道401内换热剂的温度进行控制。

在中控模块判定实时运行温度差已超出标准运行温度差时，中控模块将实时运行温度与标准运行温度，当实时运行温度低于标准运行温度，表示电机1的温度较低，可能是电机1的启动时间较低或是由于环境因素以及过度散热导致的低于标准状态，此时无需对电机1进行散热，因此控制换热泵机4停止对电机1进行散热，减少了驱动换热泵机4时的能量消耗，在实时运行温度高于标准运行温度，表示在该状态下换热泵机4的散热能力已经不能够满足电机1的散热需求，因此通过降低换热管道401内换热剂的温度，提高换热泵机4的散热效果，保障电机1的充分散热。

具体而言，所述中控模块内设置有所述换热管道401内换热剂的初始流速Lc，中控模块内还设置有所述换热剂的最小温度Hz，当所述中控模块将所述换热剂的温度调整为Hc’时，中控模块将换热剂的温度Hc’与最小温度Hz进行对比，

当Hc’≥Hz时，所述中控模块判定调整后换热剂的温度未低于最小温度，中控模块不对所述换热泵机4的运行状态进行调整；

当Hc’＜Hz时，所述中控模块判定调整后换热剂的温度已低于最小温度，中控模块将换热剂的温度调整为Hc”，Hc”=Hz，中控模块并将所述换热管道401内换热剂的流速调整为Lc’，Lc’=Lc+Lc×[（Hc”-Hc’）/Hz]。

通过在中控模块内设置换热剂的最小温度，并将调节后的换热剂的温度与最小温度进行对比，当调整后换热剂的温度已低于最小温度时，表示通过调整换热剂的温度已经不能够满足电机1的散热需求，因此对换热管道401内换热剂的流速进行增加调整，进一步提高换热效率，提高电机1的散热效果。

具体而言，所述中控模块内设置有所述换热管道401内换热剂的最高流速La，当所述中控模块将所述换热管道401内换热剂的流速调整为Lc’时，中控模块将换热剂的流速Lc’与最高流速La进行对比，

当Lc’≤La时，所述中控模块判定所述换热管道401内换热剂的流速未超出最高流速，中控模块不对所述换热泵机4的运行状态进行调整；

当Lc’＞La时，所述中控模块判定所述换热管道401内换热剂的流速已超出最高流速，中控模块将控制所述电机1停止运行，并控制所述换热泵机4停止运行。

同样的在中控模块内设置换热剂的最高流速，并将调节后的换热剂的流速与最高流速进行对比，在换热管道401内换热剂的流速已超出最高流速时，表示换热泵机4已经不能够满足电机1的散热需求，为了防止电机1过热产生安全隐患，因此将控制电机1与换热泵机4停止运行，进行检修，保障了电机1运行的安全性。

具体而言，所述中控模块内设置有所述电机1的标准运行温度Tb与标准运行温度差ΔTb，在所述散热风机3对电机1进行散热时，所述温度检测装置107检测电机1的实时运行温度Ts，并将检测结果传递至所述中控模块，中控模块根据电机1的实时运行温度Ts与标准运行温度Tb计算实时运行温度差ΔTs，ΔTs=|Tb-Ts|，中控模块将实时运行温度差ΔTs与标准运行温度差ΔTb进行对比，

当ΔTs≤ΔTb时，所述中控模块判定实时运行温度差未超出标准运行温度差，中控模块不对所述散热风机3的运行状态进行调整；

当ΔTs＞ΔTb时，所述中控模块判定实时运行温度差已超出标准运行温度差，中控模块将实时运行温度与标准运行温度进行对比，并根据对比结果对所述散热风机3的运行状态进行调整。

在通过散热风机3对电机1进行散热时，也采用标准运行温度与标准运行温度差对电机1的温度状态进行判定，在中控模块判定实时运行温度差未超出标准运行温度差时，表示电机1温度状态正常，因此不对散热风机3的转速进行调整，在中控模块判定实时运行温度差已超出标准运行温度差时，根据实时运行温度与标准运行温度的对比结果对散热风机3的运行状态进行相应的调整，保障散热风机3的正常运行。

具体而言，所述中控模块内设置有所述散热风机3的初始转速Rc，在所述中控模块判定实时运行温度差已超出标准运行温度差时，中控模块将实时运行温度Ts与标准运行温度Tb进行对比，

当Ts＜Tb时，所述中控模块判定所述电机1的实时运行温度低于标准运行温度，中控模块将控制所述调速装置2将所述散热风机3的转速调整为Rc’，Rc’=Rc×（Ts/Tb）；

当Ts＞Tb时，所述中控模块判定所述电机1的实时运行温度高于标准运行温度，中控模块将控制所述调速装置2将所述散热风机3的转速调整为Rc’，Rc’=Rc×（Ts/Tb）。

在实时运行温度低于标准运行温度时，表示电机1对散热的需求较小，因此相应的降低散热风机3的转速，仅维持机箱101内空气的流通，保障电机1自身的导热效果，同时能够减少电机1输出的机械能损失，在实时运行温度高于标准运行温度时，通过控制调速装置2提高散热风机3的转速，保障电机1能够充分散热，提高了电机1自驱动的散热效果。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种自驱动散热的永磁电机，其特征在于，包括，

电机，其设置在机箱内部，所述电机一侧设置有输出轴，用以输出电机产生的转动机械能，所述输出轴上设置有驱动齿轮，所述驱动齿轮能够由输出轴带动而进行转动，输出轴上还设置有转速检测装置，所述转速检测装置用以检测电机的实时转速，所述电机另一侧设置输入电缆，所述输入电缆上设置有功率检测装置，所述功率检测装置用以检测电机的实时接收功率，所述机箱内还设置有温度检测装置，所述温度检测装置用以检测电机的实时温度；

调速装置，其与所述驱动齿轮相连，所述调速装置上设置有第一驱动轴与第二驱动轴，所述第一驱动轴与所述第二驱动轴能够通过驱动齿轮的带动而转动，调速装置能够对第一驱动轴与第二驱动轴的转速进行调节；

散热风机，其与所述第一驱动轴相连，所述散热风机能够通过所述第一驱动轴的带动而转动，用以对所述电机进行散热；

换热泵机，其与所述第二驱动轴相连，所述换热泵机能够通过第二驱动轴的转动而驱动，换热泵机还能够通过外部供电而驱动，且驱动方式可切换，所述换热泵机包括换热管道，所述换热管道布置在所述电机外侧，换热管道内设置有换热剂，用以对电机进行散热，所述换热剂的流速和温度可调节；

中控模块，其与所述电机、所述调速装置、所述散热风机以及所述换热泵机分别相连，用以控制各部件的工作状态，所述中控模块内设定有所述电机的电机启动功率，中控模块根据电机启动功率与功率检测装置检测电机的实时接收功率判定电机是否启动，并在判定电机启动时，中控模块根据电机的实时接收功率计算在该实时接收功率状态下电机的高负载标准转速与低负载标准转速，所述转速检测装置检测电机的实时输出转速，中控模块将实时输出转速与高负载标准转速和低负载标准转速进行对比，并根据对比结果分别控制所述散热风机与所述换热泵机对电机进行散热；

所述中控模块内设置有电机启动功率Pd，所述功率检测装置检测电机的实时接收功率Ps，并将检测结构传递至所述中控模块，中控模块将实时接收功率Ps与电机启动功率Pd进行对比，

当Ps＜Pd时，所述中控模块判定所述电机的实时接收功率低于电机启动功率，中控模块判定电机未启动，中控模块判定不需要对电机进行散热；

当Ps≥Pd时，所述中控模块判定所述电机的实时接收功率已达到电机启动功率，中控模块判定电机已启动，中控模块将对所述电机的实时输出转速进行判定，以确定对电机的散热方式；

所述中控模块内设置有所述电机的标准转速转化参数Q，中控模块内还设置有高损失转速转化参数Q1与低损失转速转化参数Q2，其中，Q＞Q1＞Q2，在所述中控模块判定所述电机的实时接收功率已达到电机启动功率时，中控模块根据电机的实时接收功率Ps与标准转速转化参数Q计算标准输出转速Vb，Vb=Ps×Q，中控模块再根据高损失转速转化参数Q1与低损失转速转化参数Q2分别计算高负载损失转速Vh与低负载损失转速Ve，其中，Vh=Ps×Q1，Ve=Ps×Q2，中控模块再根据标准输出转速Vb与高负载损失转速Vh和低负载损失转速Ve，分别计算高负载标准转速V1与低负载标准转速V2，其中，V1=Vb-Vh，V2=Vb-Ve，中控模块将根据高负载标准转速V1与低负载标准转速V2对所述电机的实时输出转速进行判定，以确定对电机的散热方式；

在所述中控模块计算出高负载标准转速V1与低负载标准转速V2时，所述转速检测装置检测电机的实时输出转速Vs，中控模块将实时输出转速Vs与高负载标准转速V1和低负载标准转速V2进行对比，

当Vs＜V1时，所述中控模块判定所述电机的实时输出转速低于高负载标准转速，中控模块控制所述换热泵机对所述电机进行散热，并且，中控模块将换热泵机的驱动方式调整为外部供电驱动；

当V1≤Vs≤V2时，所述中控模块判定所述电机的实时输出转速在高负载标准转速与低负载标准转速之间，中控模块通过控制所述调速装置内的第一驱动轴，驱动所述散热风机对电机进行散热，并且，中控模块控制调速装置内的第二驱动轴，驱动换热泵机对电机进行散热；

当Vs＞V2时，所述中控模块判定所述电机的实时输出转速高于低负载标准转速，中控模块通过控制所述调速装置内的第一驱动轴，驱动所述散热风机对电机进行散热。

2.根据权利要求1所述的自驱动散热的永磁电机，其特征在于，所述中控模块内设置有所述电机的标准运行温度Tb与标准运行温度差ΔTb，在所述换热泵机对电机进行散热时，所述温度检测装置检测电机的实时运行温度Ts，并将检测结果传递至所述中控模块，中控模块根据电机的实时运行温度Ts与标准运行温度Tb计算实时运行温度差ΔTs，ΔTs=|Tb-Ts|，中控模块将实时运行温度差ΔTs与标准运行温度差ΔTb进行对比，

当ΔTs≤ΔTb时，所述中控模块判定实时运行温度差未超出标准运行温度差，中控模块不对所述换热泵机的运行状态进行调整；

当ΔTs＞ΔTb时，所述中控模块判定实时运行温度差已超出标准运行温度差，中控模块将实时运行温度与标准运行温度进行对比，并根据对比结果对所述换热泵机的运行状态进行调整。

3.根据权利要求2所述的自驱动散热的永磁电机，其特征在于，所述中控模块内设置有所述换热管道内换热剂的初始温度Hc，在所述中控模块判定实时运行温度差已超出标准运行温度差时，中控模块将所述电机的实时运行温度Ts与标准运行温度Tb进行对比，

当Ts＜Tb时，所述中控模块判定所述电机的实时运行温度低于标准运行温度，中控模块将控制所述换热泵机停止对所述电机进行散热；

当Ts＞Tb时，所述中控模块判定所述电机的实时运行温度高于标准运行温度，中控模块将所述换热剂的温度调整为Hc’,Hc’=Hc-Hc×[（Ts-Tb）/ Ts]，所述换热泵机将以温度Hc’对所述换热管道内换热剂的温度进行控制。

4.根据权利要求3所述的自驱动散热的永磁电机，其特征在于，所述中控模块内设置有所述换热管道内换热剂的初始流速Lc，中控模块内还设置有所述换热剂的最小温度Hz，当所述中控模块将所述换热剂的温度调整为Hc’时，中控模块将换热剂的温度Hc’与最小温度Hz进行对比，

当Hc’≥Hz时，所述中控模块判定调整后换热剂的温度未低于最小温度，中控模块不对所述换热泵机的运行状态进行调整；

当Hc’＜Hz时，所述中控模块判定调整后换热剂的温度已低于最小温度，中控模块将换热剂的温度调整为Hc”，Hc”=Hz，中控模块并将所述换热管道内换热剂的流速调整为Lc’，Lc’=Lc+Lc×[（Hc”-Hc’）/Hz]。

5.根据权利要求4所述的自驱动散热的永磁电机，其特征在于，所述中控模块内设置有所述换热管道内换热剂的最高流速La，当所述中控模块将所述换热管道内换热剂的流速调整为Lc’时，中控模块将换热剂的流速Lc’与最高流速La进行对比，

当Lc’≤La时，所述中控模块判定所述换热管道内换热剂的流速未超出最高流速，中控模块不对所述换热泵机的运行状态进行调整；

当Lc’＞La时，所述中控模块判定所述换热管道内换热剂的流速已超出最高流速，中控模块将控制所述电机停止运行，并控制所述换热泵机停止运行。

6.根据权利要求1所述的自驱动散热的永磁电机，其特征在于，所述中控模块内设置有所述电机的标准运行温度Tb与标准运行温度差ΔTb，在所述散热风机对电机进行散热时，所述温度检测装置检测电机的实时运行温度Ts，并将检测结果传递至所述中控模块，中控模块根据电机的实时运行温度Ts与标准运行温度Tb计算实时运行温度差ΔTs，ΔTs=|Tb-Ts|，中控模块将实时运行温度差ΔTs与标准运行温度差ΔTb进行对比，

当ΔTs≤ΔTb时，所述中控模块判定实时运行温度差未超出标准运行温度差，中控模块不对所述散热风机的运行状态进行调整；

当ΔTs＞ΔTb时，所述中控模块判定实时运行温度差已超出标准运行温度差，中控模块将实时运行温度与标准运行温度进行对比，并根据对比结果对所述散热风机的运行状态进行调整。

7.根据权利要求6所述的自驱动散热的永磁电机，其特征在于，所述中控模块内设置有所述散热风机的初始转速Rc，在所述中控模块判定实时运行温度差已超出标准运行温度差时，中控模块将实时运行温度Ts与标准运行温度Tb进行对比，

当Ts＜Tb时，所述中控模块判定所述电机的实时运行温度低于标准运行温度，中控模块将控制所述调速装置将所述散热风机的转速调整为Rc’，Rc’=Rc×（Ts/Tb）；

当Ts＞Tb时，所述中控模块判定所述电机的实时运行温度高于标准运行温度，中控模块将控制所述调速装置将所述散热风机的转速调整为Rc’，Rc’=Rc×（Ts/Tb）。

Images