CN115912717A - 一种矿用刮板输送机用电驱动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿用刮板输送机用电驱动系统，包括电机与控制器，电机包括机壳、定子组件、转子组件、转轴，定子组件固定在机壳上，转子组件固定在转轴上，转轴沿轴向可旋转地安装在机壳上，转子组件置于定子组件内，定子组件包括定子铁芯与定子绕组，定子绕组包括多个线圈，每个所述线圈具有两个引线端，在所述驱动电路板上设有多个用于夹持引线端的夹持件。所述转子组件包括转子铁芯、右端板、左端板、冷却液引导圈及冷却液喷管。本发明通过将定子绕组的引线端与冷却腔室连通，可以更好地冷却定子绕组，确保矿用刮板输送机用电驱动系统的电机与控制器均能得到可靠散热。同时，本发明不需要设置动密封结构，提高了转子冷却结构的可靠性。

Description

一种矿用刮板输送机用电驱动系统

技术领域

本发明属于电驱动系统技术领域，涉及一种矿用刮板输送机用电驱动系统。

背景技术

随着采煤机功率的不断提升，应用在采煤机系统中的刮板输送机的功率也在逐渐增加，相应的刮板输送机用电驱动系统的功率也在逐渐增加，刮板输送机用电驱动系统由驱动电机与控制器集成组成，由于功率的增加，对电驱动系统的散热也提出了更高的要求，要求电驱动系统在持续工作期间，确保驱动电机与控制器的可靠散热。

现有电驱动系统的散热方式为机壳上设置冷却水道，转轴上安装冷却风扇，但是此种冷却方式不能有效冷却驱动电机与控制器，导致电驱动系统长时间工作容易出现过热，甚至烧毁电驱动系统。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种矿用刮板输送机用电驱动系统。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种矿用刮板输送机用电驱动系统，包括电机与控制器，所述电机包括机壳、定子组件、转子组件、转轴，所述定子组件固定在机壳上，所述转子组件固定在转轴上，转轴沿轴向可旋转地安装在机壳上，转子组件置于定子组件内，所述定子组件包括定子铁芯与定子绕组，所述定子绕组包括多个线圈，每个所述线圈具有两个引线端，所述控制器包括散热板以及驱动电路板，所述散热板固定在机壳的右端，并且在所述散热板与机壳之间形成冷却腔室，所述驱动电路板固定在散热板右端，所有线圈的引线端分别依次贯穿机壳、冷却腔室、散热板及驱动电路板，在所述驱动电路板上设有多个用于夹持引线端的夹持件；

所述转子组件包括转子铁芯、右端板、左端板、冷却液引导圈及冷却液喷管，转子铁芯两侧分别固定有左端板与右端板，所述冷却液引导圈固定在左端板上，冷却液喷管自机壳的左端盖贯穿伸入机壳内，冷却液喷管向冷却液引导圈内喷射冷却液，冷却液经转子组件和转轴进入冷却腔室。

进一步地，在所述转子铁芯上沿轴向贯穿设置有轴向冷却通道，在所述左端板上与所述轴向冷却通道对应的位置设置有冷却液进入孔，在所述右端板上沿径向设置有径向冷却通道，所述径向冷却通道的顶端与所述轴向冷却通道相连通，所述转轴沿轴向依次贯穿左端板、转子铁芯及右端板，且所述转轴包括实心体段和空心体段，所述空心体段的左端与径向冷却通道的底端相连通，右端安装有单向导通阀，在所述机壳的左端盖和右端盖上分别设有用于转轴穿过的安装孔，转轴的两端分别通过轴承与安装孔连接。

进一步地，所述冷却液引导圈包括环形体，环形体的左端面向内延伸形成第一环形凸台，环形体的右端面固定在所述左端板上，所述冷却液引导圈与左端板之间形成一间隔区域，冷却液喷管的喷头伸入所述间隔区域内，向该间隔区域内喷射冷却液，冷却液自冷却液进入孔依次流向轴向冷却通道、径向冷却通道及转轴的空心体段，然后通过单向导通阀进入冷却腔室内。

进一步地，所述机壳的右端盖包括第一圆盘本体，在第一圆盘本体朝向控制器一侧的外缘向右侧延伸形成第二环形凸台，沿第二环形凸台向内周向均匀分布有多个第一U型凸筋，所述散热板包括第二圆盘本体，在第二圆盘本体朝向机壳一侧的外缘向左侧延伸形成第三环形凸台，沿第三环形凸台向内周向均匀分布有多个第二U型凸筋，所述第二U型凸筋的数量与第一U型凸筋的数量相同且位置对应，所述第二环形凸台与第三环形凸台相贴合并采用粘胶固定，每一对第一U型凸筋和第二U型凸筋端面相贴合并采用粘胶固定后内部的区域形成一个四周封闭的出液腔室，所有出液腔室外部的区域形成进液腔室，每个所述出液腔室与进液腔室均不相通，多个出液腔室与进液腔室共同形成冷却腔室；

在所述散热板上的每个出液腔室内沿径向上由外向内依次设有第一导液通孔和第一引线通孔，在两两出液腔室之间的进液腔室内沿径向上由外向内依次设有第二导液通孔和第二引线通孔；

在所述机壳的右端盖上对应每个第一引线通孔和每个第二引线通孔的位置分别设有第三引线通孔和第四引线通孔；

在所述散热板上的每个第一导液通孔和第二导液通孔的位置上分别设有嵌入凹槽，嵌入凹槽位于散热板与驱动电路板相固定的右侧端面上，在所述驱动电路板上对应每个嵌入凹槽的位置上分别设有方孔，对应每个第一引线通孔和每个第二引线通孔的位置分别设有圆孔；

定子绕组的每个线圈其中一个引线端依次穿过进液腔室中的第四引线通孔、第二引线通孔及驱动电路板上与第二引线通孔位置相对应的圆孔，另一个引线端依次穿过出液腔室中的第三引线通孔、第一引线通孔及驱动电路板上与第一引线通孔位置相对应的圆孔。

进一步地，在所述驱动电路板上的每个方孔内设有一个夹持件。

进一步地，所述夹持件包括固定座、连接导管及夹持臂，所述固定座为方形块体，在固定座的中心沿垂直方向设有中心孔，连接导管的一端沿垂直方向穿过中心孔并与中心孔固定，且连接导管的底端露出固定座，用于与第一导液通孔或第二导液通孔连通，在固定座的侧壁上固定有一对用于夹持引线端的夹持臂，连接导管的另一端弯曲并置于固定座设有夹持臂的一侧，用于与引线端连接；固定座、连接导管及夹持臂为一体成型结构；

在驱动电路板的每个方孔内分别放置有一个固定座，且固定座嵌入于散热板上的嵌入凹槽内，每个线圈中的一个引线端与一个位于进液腔室的固定座上的连接导管相连接，另一个引线端与一个位于出液腔室的固定座上的连接导管相连接；进液腔室中的冷却液自第二导液通孔进入连接导管，进而通过与该连接导管连接的引线端流入线圈内以冷却线圈，然后冷却液再从另一个位于出液腔室的引线端及连接导管，进而自与该连接导管相连接的第二导液通孔进入出液腔室，最后由位于出液腔室的出液口流出。

进一步地，在所述右端盖的进液腔室处边沿上设有进液口。

进一步地，在所述机壳的右端盖的第二环形凸台的圆周面上沿径向对应每个出液腔室处分别设有一个出液口。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本发明提供的矿用刮板输送机用电驱动系统，控制器包括散热板以及驱动电路板，散热板固定在机壳上，通过在散热板与机壳之间形成冷却腔室，可以同时冷却机壳与散热板，进而冷却定子与驱动电路板；通过在转子组件的转子铁芯上设置有轴向冷却通道，以及在所述右端板上沿径向设置有径向冷却通道，转轴的空心体段的左端与径向冷却通道的底端相连通，冷却液通过轴向冷却通道、径向冷却通道及转轴的空心体段可以冷却转子铁芯与转轴，通过将定子绕组的引线端与冷却腔室连通，可以更好地冷却定子绕组，确保矿用刮板输送机用电驱动系统的驱动电机与控制器均能得到可靠散热。

本发明的矿用刮板输送机用电驱动系统在安装时，通过倾斜安装使得电机的轴线与水平线呈一夹角设置且该轴线沿右上方延伸，当冷却液喷管向间隔区域内喷射冷却液时，冷却液在离心力的作用下沿轴向冷却通道进入转子铁芯，并从转轴空心体段内的通道流入冷却腔室。本发明不需要设置动密封结构，提高了转子冷却结构的可靠性。

附图说明

图1是本发明的矿用刮板输送机用电驱动系统的结构示意图；

图2是本发明的转子组件的结构示意图；

图3是夹持件的剖面结构示意图；

图4是夹持件中的固定座及夹持臂夹持引线端的示意图；

图5是机壳的右端盖的右端面结构示意图；

图6是图5中的A-A向剖面图；

图7是散热板的左端面的结构示意图；

图8是图7中的B-B向剖面图；

图9是控制器、夹持件及引线端的安装结构示意图；

图中：1、机壳；101、左端盖；102、右端盖；1021、第二环形凸台；1022、第一U型凸筋；1023、第三引线通孔；1024、第四引线通孔；1025、进液口；1026、出液口；2、定子铁芯；3、定子绕组；4、转子组件；41、转子铁芯；42、右端板；43、左端板；44、冷却液引导圈；441、环形体；442、第一环形凸台；45、冷却液进入孔；46、轴向冷却通道；47、径向冷却通道；48、间隔区域；49、冷却液喷管；5、转轴；51、实心体段；52、空心体段；6、散热板；61、第三环形凸台；62、第二U型凸筋；63、第一导液通孔；64、第一引线通孔；65、第二导液通孔；66、第二引线通孔；67、嵌入凹槽；7、驱动电路板；71、方孔；72、圆孔；8、夹持件；81、固定座；82、连接导管；83、夹持臂；9、引线端；10、单向导通阀；11、安装孔。

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1

参照图1-图9，一种矿用刮板输送机用电驱动系统，包括电机与控制器，所述电机包括机壳1、定子组件、转子组件4、转轴5，所述定子组件固定在机壳1上，所述转子组件4固定在转轴5上，转轴5沿轴向可旋转地安装在机壳上，转子组件4置于定子组件内，所述定子组件包括定子铁芯2与定子绕组3，所述定子绕组3包括多个线圈，每个所述线圈具有两个引线端9，所述控制器包括散热板6以及驱动电路板7，所述散热板6固定在机壳1的右端，并且在所述散热板6与机壳1之间形成冷却腔室，所述驱动电路板7固定在散热板6右端，所有线圈的引线端分别依次贯穿机壳1、冷却腔室、散热板6及驱动电路板7，在所述驱动电路板7上设有多个用于夹持引线端9的夹持件8；

参照图2，所述转子组件4包括转子铁芯41、右端板42、左端板43、冷却液引导圈44及冷却液喷管49，转子铁芯41两侧分别固定有左端板43与右端板42，所述冷却液引导圈44固定在左端板43上，冷却液喷管49自机壳1的左端盖101贯穿伸入机壳1内，冷却液喷管49向冷却液引导圈44内喷射冷却液，冷却液经转子组件4和转轴5进入冷却腔室。

在所述转子铁芯41上沿轴向贯穿设置有轴向冷却通道46，在所述左端板43上与所述轴向冷却通道46对应的位置设置有冷却液进入孔45，在所述右端板42上沿径向设置有径向冷却通道47，所述径向冷却通道47的顶端与所述轴向冷却通道46相连通，所述转轴沿轴向依次贯穿左端板43、转子铁芯41及右端板42，且所述转轴5包括实心体段51和空心体段52，所述空心体段52的左端与径向冷却通道47的底端相连通，右端安装有单向导通阀10，在所述机壳1的左端盖101和右端盖102上分别设有用于转轴5穿过的安装孔11，转轴5的两端分别通过轴承与安装孔11连接。

所述冷却液引导圈44包括环形体441，环形体441的左端面向内延伸形成第一环形凸台442，环形体441的右端面固定在所述左端板43上，并位于冷却液进入孔45的外部，所述冷却液引导圈44与左端板43之间形成一间隔区域48，冷却液喷管49的喷头伸入所述间隔区域48内，向该间隔区域48内喷射冷却液，冷却液自冷却液进入孔45依次流向轴向冷却通道46、径向冷却通道47及转轴5的空心体段52，然后通过单向导通阀10进入冷却腔室内，单向导通阀10使得冷却液只能从转轴5的空心体段52内的通道流入所述冷却腔室内。

参照图5-图8，所述机壳的右端盖102包括第一圆盘本体，在第一圆盘本体朝向控制器一侧的外缘向右侧延伸形成第二环形凸台1021，沿第二环形凸台1021向内周向均匀分布有多个第一U型凸筋1022，所述散热板6包括第二圆盘本体，在第二圆盘本体朝向机壳1一侧的外缘向左侧延伸形成第三环形凸台61，沿第三环形凸台61向内周向均匀分布有多个第二U型凸筋62，所述第二U型凸筋62的数量与第一U型凸筋1022的数量相同且位置对应，所述第二环形凸台1021与第三环形凸台61相贴合并采用粘胶固定，每一对第一U型凸筋1022和第二U型凸筋62端面相贴合并采用粘胶固定后内部的区域形成一个四周封闭的出液腔室，所有出液腔室外部的区域形成进液腔室，每个所述出液腔室与进液腔室均不相通，多个出液腔室与进液腔室共同形成冷却腔室。将出液腔室与进液腔室隔开，避免了进液腔室内的冷却液直接从出液腔室流出。

在所述散热板6上的每个出液腔室内沿径向上由外向内依次设有第一导液通孔63和第一引线通孔64，在两两出液腔室之间的进液腔室内沿径向上由外向内依次设有第二导液通孔65和第二引线通孔66；

在所述机壳1的右端盖102上对应每个第一引线通孔64和每个第二引线通孔66的位置分别设有第三引线通孔1023和第四引线通孔1024；

参照图9，在所述散热板6上的每个第一导液通孔63和第二导液通孔65的位置上分别设有嵌入凹槽67，嵌入凹槽67位于散热板6与驱动电路板7相固定的右侧端面上，在所述驱动电路板7上对应每个嵌入凹槽67的位置上分别设有方孔71，对应每个第一引线通孔64和每个第二引线通孔66的位置分别设有圆孔72；

定子绕组的每个线圈其中一个引线端9依次穿过进液腔室中的第四引线通孔1024、第二引线通孔66及驱动电路板7上与第二引线通孔66位置相对应的圆孔72，另一个引线端9依次穿过出液腔室中的第三引线通孔1023、第一引线通孔64及驱动电路板7上与第一引线通孔64位置相对应的圆孔72。

在驱动电路板7上的每个方孔71内设有一个夹持件8。

参照图1，图3-图4及图9，所述夹持件8包括固定座81、连接导管82及夹持臂83，所述固定座81为方形块体，在固定座81的中心沿垂直方向设有中心孔，连接导管82的一端沿垂直方向穿过中心孔并与中心孔固定，且连接导管82的底端露出固定座81，用于与出液腔室的第一导液通孔63或进液腔室的第二导液通孔65连通，在固定座81的侧壁上固定有一对用于夹持引线端9的夹持臂83，连接导管82的另一端弯曲并置于固定座81设有夹持臂83的一侧，用于与引线端9连接；固定座81、连接导管82及夹持臂83为一体成型结构。

在驱动电路板7的每个方孔71内分别放置有一个固定座81，且固定座81嵌入于散热板6上的嵌入凹槽67内，每个线圈中的一个引线端9与一个位于进液腔室的固定座81上的连接导管82相连接，另一个引线端9与一个位于出液腔室的固定座81上的连接导管82相连接；

参照图5，在机壳1的右端盖102的第二环形凸台1021的圆周面上沿径向对应每个出液腔室处分别设有一个出液口1026。

进液腔室中的冷却液自第二导液通孔65进入连接导管82，进而通过与该连接导管82连接的引线端9流入线圈内以冷却线圈，然后冷却液再从线圈另一端位于出液腔室的引线端9及与该引线端9相连接的连接导管82流出，进而自与该连接导管82相连接的第二导液通孔65进入出液腔室，最后由位于出液腔室的出液口1026流出。

在所述右端盖102的进液腔室处边沿上设有进液口1025。本发明的矿用刮板输送机用电驱动系统采用进液口1025与单向导通阀10共同向进液腔室输送冷却液的双进液模式，由于线圈的发热最为严重，双进液模式提高了冷却线圈的可靠性，避免线圈温度过高。

本发明的定子绕组为集中绕组，且单元电机的绕组采用A+A-C+C-B+B-的排布方式。

本发明的矿用刮板输送机用电驱动系统通过在散热板6与机壳1之间形成冷却腔室，可以同时冷却机壳1与散热板6，进而冷却定子组件与驱动电路板7，通过在转子组件4的转子铁芯41上设置有轴向冷却通道46，以及在所述右端板42上沿径向设置有径向冷却通道47，转轴5的空心体段52的左端与径向冷却通道47的底端相连通，冷却液通过轴向冷却通道46、径向冷却通道47及转轴5的空心体段52可以冷却转子铁芯41与转轴5，通过将定子绕组的引线端9与冷却腔室连通，可以更好地冷却定子绕组，确保矿用刮板输送机用电驱动系统的电机与控制器均能得到可靠散热。

本发明的矿用刮板输送机用电驱动系统在安装时，通过倾斜安装使得电机的轴线与水平线呈一夹角且该轴线沿右上方延伸，当冷却液喷管49向间隔区域48内喷射冷却液时，冷却液在离心力的作用下沿轴向冷却通道46进入转子铁芯41，并从转轴5的空心体段52内的通道流入冷却腔室。本发明不需要设置动密封结构，提高了转子冷却结构的可靠性。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种矿用刮板输送机用电驱动系统，其特征在于，包括电机与控制器，所述电机包括机壳、定子组件、转子组件、转轴，所述定子组件固定在机壳上，所述转子组件固定在转轴上，转轴沿轴向可旋转地安装在机壳上，转子组件置于定子组件内，所述定子组件包括定子铁芯与定子绕组，所述定子绕组包括多个线圈，每个所述线圈具有两个引线端，所述控制器包括散热板以及驱动电路板，所述散热板固定在机壳的右端，并且在所述散热板与机壳之间形成冷却腔室，所述驱动电路板固定在散热板右端，所有线圈的引线端分别依次贯穿机壳、冷却腔室、散热板及驱动电路板，在所述驱动电路板上设有多个用于夹持引线端的夹持件；

所述转子组件包括转子铁芯、右端板、左端板、冷却液引导圈及冷却液喷管，转子铁芯两侧分别固定有左端板与右端板，所述冷却液引导圈固定在左端板上，冷却液喷管自机壳的左端盖贯穿伸入机壳内，冷却液喷管向冷却液引导圈内喷射冷却液，冷却液经转子组件和转轴进入冷却腔室。

2.如权利要求1所述的一种矿用刮板输送机用电驱动系统，其特征在于，在所述转子铁芯上沿轴向贯穿设置有轴向冷却通道，在所述左端板上与所述轴向冷却通道对应的位置设置有冷却液进入孔，在所述右端板上沿径向设置有径向冷却通道，所述径向冷却通道的顶端与所述轴向冷却通道相连通，所述转轴沿轴向依次贯穿左端板、转子铁芯及右端板，且所述转轴包括实心体段和空心体段，所述空心体段的左端与径向冷却通道的底端相连通，右端安装有单向导通阀，在所述机壳的左端盖和右端盖上分别设有用于转轴穿过的安装孔，转轴的两端分别通过轴承与安装孔连接。

3.如权利要求2所述的一种矿用刮板输送机用电驱动系统，其特征在于，所述冷却液引导圈包括环形体，环形体的左端面向内延伸形成第一环形凸台，环形体的右端面固定在所述左端板上，所述冷却液引导圈与左端板之间形成一间隔区域，冷却液喷管的喷头伸入所述间隔区域内，向该间隔区域内喷射冷却液，冷却液自冷却液进入孔依次流向轴向冷却通道、径向冷却通道及转轴的空心体段，然后通过单向导通阀进入冷却腔室内。

4.如权利要求1所述的一种矿用刮板输送机用电驱动系统，其特征在于，所述机壳的右端盖包括第一圆盘本体，在第一圆盘本体朝向控制器一侧的外缘向右侧延伸形成第二环形凸台，沿第二环形凸台向内周向均匀分布有多个第一U型凸筋，所述散热板包括第二圆盘本体，在第二圆盘本体朝向机壳一侧的外缘向左侧延伸形成第三环形凸台，沿第三环形凸台向内周向均匀分布有多个第二U型凸筋，所述第二U型凸筋的数量与第一U型凸筋的数量相同且位置对应，所述第二环形凸台与第三环形凸台相贴合并采用粘胶固定，每一对第一U型凸筋和第二U型凸筋端面相贴合并采用粘胶固定后内部的区域形成一个四周封闭的出液腔室，所有出液腔室外部的区域形成进液腔室，每个所述出液腔室与进液腔室均不相通，多个出液腔室与进液腔室共同形成冷却腔室；

在所述散热板上的每个出液腔室内沿径向上由外向内依次设有第一导液通孔和第一引线通孔，在两两出液腔室之间的进液腔室内沿径向上由外向内依次设有第二导液通孔和第二引线通孔；

在所述机壳的右端盖上对应每个第一引线通孔和每个第二引线通孔的位置分别设有第三引线通孔和第四引线通孔；

在所述散热板上的每个第一导液通孔和第二导液通孔的位置上分别设有嵌入凹槽，嵌入凹槽位于散热板与驱动电路板相固定的右侧端面上，在所述驱动电路板上对应每个嵌入凹槽的位置上分别设有方孔，对应每个第一引线通孔和每个第二引线通孔的位置分别设有圆孔；

定子绕组的每个线圈其中一个引线端依次穿过进液腔室中的第四引线通孔、第二引线通孔及驱动电路板上与第二引线通孔位置相对应的圆孔，另一个引线端依次穿过出液腔室中的第三引线通孔、第一引线通孔及驱动电路板上与第一引线通孔位置相对应的圆孔。

5.如权利要求4所述的一种矿用刮板输送机用电驱动系统，其特征在于，在所述驱动电路板上的每个方孔内设有一个夹持件。

6.如权利要求4所述的一种矿用刮板输送机用电驱动系统，其特征在于，所述夹持件包括固定座、连接导管及夹持臂，所述固定座为方形块体，在固定座的中心沿垂直方向设有中心孔，连接导管的一端沿垂直方向穿过中心孔并与中心孔固定，且连接导管的底端露出固定座，用于与第一导液通孔或第二导液通孔连通，在固定座的侧壁上固定有一对用于夹持引线端的夹持臂，连接导管的另一端弯曲并置于固定座设有夹持臂的一侧，用于与引线端连接；固定座、连接导管及夹持臂为一体成型结构；

在驱动电路板的每个方孔内分别放置有一个固定座，且固定座嵌入于散热板上的嵌入凹槽内，每个线圈中的一个引线端与一个位于进液腔室的固定座上的连接导管相连接，另一个引线端与一个位于出液腔室的固定座上的连接导管相连接。

7.如权利要求4所述的一种矿用刮板输送机用电驱动系统，其特征在于，在所述右端盖的进液腔室处边沿上设有进液口。

8.如权利要求4所述的一种矿用刮板输送机用电驱动系统，其特征在于，在所述机壳的右端盖的第二环形凸台的圆周面上沿径向对应每个出液腔室处分别设有一个出液口。

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