CN116073740A - 一种高速电机控制方法及控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于高速电机冷却技术领域，特别是涉及一种高速电机控制方法及控制系统，一种高速电机控制系统，其包括：冷却组件，冷却组件冷却设置在高速电机上的第一壳体；检测组件，能够检测第一目标区域的温度和第二目标区域内的温度，以调整冷却组件的状态；一种高速电机控制方法能够通过检测第一目标区域和第二目标区域的温度，进而实施第一冷却程序、第二冷却程序和第三冷却程序；高速电机的温度在第一目标范围内时，通过设置N条流道，相邻流道的冷却液流动方向不同，能够兼顾冷却效率和节能，且使高速电机均匀散热，预防高速电机局部过热；高速电机的温度在第二目标范围内时，通过单条流道，以加快冷却液的流动速度，提升冷却效率。

Description

一种高速电机控制方法及控制系统

技术领域

本发明属于高速电机冷却技术领域，特别是涉及一种高速电机控制方法及控制系统。

背景技术

高速电机能够高速转动，高速电机在高速转动的会产生大量的热量，需要对高速电机进行散热冷却处理。现有技术中，如中国专利CN207926305U公开了一种高速电机冷却系统，其通过风冷的方式对高速电机进行冷却散热，但是空气的比热容较低，散热效率低。

发明内容

基于此，有必要针对目前的高速电机冷却系统所存在的散热效率低的问题，提供一种高速电机控制方法及控制系统。

上述目的通过下述技术方案实现：

一种高速电机控制系统，用于控制高速电机的温度，

其包括：

外壳，所述外壳包括第一壳体，所述第一壳体设置在高速电机上。

冷却组件，所述冷却组件设置在所述第一壳体上，所述冷却组件通过降低所述第一壳体的温度以冷却高速电机，所述冷却组件包括冷却通道，冷却液在所述冷却通道内流动。

所述冷却组件具有第一冷却状态和第二冷却状态。

当所述冷却组件在所述第一冷却状态时，所述冷却通道分隔出N条流道，其中N≥2，相邻流道内冷却液的流动方向相反。

当所述冷却组件在所述第二冷却状态时，分隔出N条所述流道合为冷却通道，流动方向可变。

检测组件，所述第一壳体具有第一目标区域和第二目标区域，所述检测组件能够检测第一目标区域的温度T1和第二目标区域的温度T2。

当T1或T2在第一目标范围内时，所述冷却组件在所述第一冷却状态。

当T1或T2在第二目标范围内，且T1≥T2时，所述冷却组件在所述第二冷却状态，且所述冷却通道中的冷却液的流动方向为第一方向，当T1或T2在第二目标范围内，且T1＜T2时，所述冷却组件在所述第二冷却状态，且所述冷却通道中的冷却液的流动方向为第二方向，所述第一方向为第一目标区域指向第二目标区域的方向，所述第二方向与所述第一方向相反。

进一步地，其还包括第二壳体，所述冷却组件设置在所述第一壳体与所述第二壳体之间，所述第一壳体设置在所述第二壳体内部。

所述第二壳体能够相对于所述第一壳体转动。

进一步地，所述冷却组件包括第一板体和第二板体。

所述第一板体固接在所述第一壳体上，所述第二板体固接在所述第二壳体上，所述第二壳体转动能够带动所述第二板体移动，所述第二壳体相对于所述第一壳体具有第一相对位置和第二相对位置，转动所述第二壳体，使所述第二壳体切换到所述第一相对位置或者所述第二相对位置，在所述第一相对位置时，所述第一板体与所述第二板体接触形成第一流道、第二流道…和第N流道，在所述第二相对位置时，所述第一板体与所述第二板体脱离接触并形成冷却通道。

进一步地，所述第一板体与输出轴的轴线的夹角大小为第一预设角度。

所述第二板体与输出轴的轴线的夹角大小为第二预设角度，所述第一预设角度和所述第二预设角度相等。

进一步地，所述第一壳体与所述第二壳体能够同步转动，使所述冷却通道中的冷却液加速流动。

进一步地，所述第一板体与输出轴的轴线平行设置，所述第二板体与输出轴的轴线平行设置。

进一步地，所述第一板体具有第一接触段，所述第二板体具有第二接触段，所述第一接触段与所述第二接触段接触设置。

所述第一接触段与所述第二接触段上设置有橡胶密封件，使N条所述流道之间密封设置。

进一步地，所述第一板体具有第一接触段，所述第二板体具有第二接触段，所述第一接触段与所述第二接触段接触设置。

所述第一接触段为楔形结构，所述第二接触段设置为楔形结构，以降低第一板体与所述第二板体转动时的阻力。

进一步地，所述冷却组件包括前密封板和后密封板。

所述前密封板上设置有第一冷却液进出口，所述后密封板上设置有第二冷却液进出口，冷却液能够通过所述第一冷却液进出口或所述第二冷却液进出口进出，所述第一冷却液进出口和所述第二冷却液进出口的设置数量相等，且与所述冷却通道分隔出的流道的数量相等。

一种高速电机控制方法，其通过上述任意一项所述的高速电机控制系统实现，其步骤包括：

S010：检测第一目标区域的温度T1和第二目标区域的温度T2。

S020：当T1和T2在第一目标范围内时，执行第一冷却程序。

S030：当T1和T2在第二目标范围内时，比较T1和T2的大小。

S040：当T1≥T2时，执行第二冷却程序。

S050：当T1＜T2时，执行第三冷却程序。

本发明的有益效果是：

1.高速电机的温度在第一目标范围内时，通过设置的N条流道，相邻流道的冷却液流动方向不同，能够兼顾冷却效率和节能，且使高速电机均匀散热，预防高速电机局部过热；高速电机的温度在第二目标范围内时，通过单条流道，以加快冷却液的流动速度，提升冷却效率。

2.第一壳体和第二壳体同步转动，带动第一板体和第二板体转动，第一板体和第二板体与输出轴的轴线的夹角为预设角度，使第一板体和第二板体能够在转动的同时带动冷却液加速流动，增加冷却液的流动速度，以提高冷却效率。

3.本发明的高速电机控制方法，通过划分高速电机的升温情况，不同的温度范围利用不同的冷却程序，降低能耗，提高冷却效率。

附图说明

图1为本发明的高速电机控制系统的实施例的结构示意图；

图2为本发明的高速电机控制系统的其中一个实施例的结构示意图，图中隐去了第二壳体；

图3为本发明的高速电机控制系统的其中一个实施例的俯视图；

图4为本发明的高速电机控制系统的其中一个实施例的另一个工作状态的俯视图；

图5为本发明的高速电机控制系统的其中一个实施例的另一个工作状态的其他视角的结构示意图；

图6为本发明的高速电机控制系统的其中一个实施例的第一壳体和第一板体的结构示意图；

图7为本发明的高速电机控制系统的其中一个实施例的第二壳体和第二板体的结构示意图；

图8为本发明的高速电机控制系统的另一个实施例的结构示意图；

图9为本发明的高速电机控制系统的其中一个实施例的结构示意图，图中包括第一冷却液进出口和第二冷却液进出口；

图10为本发明的高速电机控制方法的流程示意图；

其中：

100、外壳；110、第一壳体；120、第二壳体；200、冷却通道；210、第一流道；220、第二流道；300、第一板体；400、第二板体；500、前密封板；600、后密封板；700、输出轴；800、第一冷却液进出口；900、第二冷却液进出口。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本文中为组件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面参照图1到图10描述本发明实施例提供的高速电机控制方法及控制系统。

如图1到图2所示，一种高速电机控制系统，用于控制高速电机的温度，其包括：外壳100，外壳100包括第一壳体110，第一壳体110设置在高速电机上。冷却组件，冷却组件设置在第一壳体110上，冷却组件通过降低第一壳体110的温度以冷却高速电机，冷却组件包括冷却通道200，冷却组件内设置有冷却液，通过冷却液能够吸收第一壳体110的热量，冷却液在冷却通道200内流动。

冷却组件具有第一冷却状态和第二冷却状态。

当冷却组件在第一冷却状态时，冷却通道200分隔出N条流道，其中N≥2，相邻流道内冷却液的流动方向相反。当冷却组件在第二冷却状态时，分隔出N条流道合为冷却通道200，冷却液的流动方向可变。

检测组件，第一壳体110具有第一目标区域和第二目标区域，检测组件能够检测第一目标区域的温度T1和第二目标区域的温度T2。

当T1或T2在第一目标范围内时，冷却组件在第一冷却状态。

当T1或T2在第二目标范围内，且T1≥T2时，冷却组件在第二冷却状态，且冷却通道200中的冷却液的流动方向为第一方向，当T1或T2在第二目标范围内，且T1＜T2时，冷却组件在第二冷却状态，且冷却通道200中的冷却液的流动方向为第二方向，第一方向为第一目标区域指向第二目标区域的方向，第二方向与第一方向相反。

详细地，第一目标范围和第二目标范围为温度范围，第二目标范围的温度高于第一目标范围内的温度。例如，第一目标范围为[50℃-80℃]，第二目标范围为（80℃-150℃]，可以理解的是，此例并不代表对本发明保护范围的限制；实际第一目标范围和第二目标范围可以根据实际的工程需要来确定。

冷却通道200分隔出的N条流道为分流道，为方便理解和简洁描述，可以将分割出的N条分流道分别命名为第一流道210、第二流道220…和第N流道。

检测组件能够检测第一壳体110上第一目标区域和第二目标区域的温度，具体地，检测组件包括第一温度传感器和第二温度传感器，第一温度传感器设置在第一目标区域，第二温度传感器设置在第二目标区域中，第一目标区域位于第一壳体110靠近高速电机输出轴700位置的部分，第二目标区域位于第一壳体110靠近高速电机机尾位置的部分。

第一壳体110设置有内腔，高速电机的定子设置在内腔中，高速电机发热并通过第一壳体110散热，冷却组件设置在第一壳体110上，用以吸收高速电机辐射到第一壳体110的热量。外部设置有冷却液增压供应设备，为冷却液进出冷却组件提供动力。

可以理解的是，当T1或T2在第一目标范围内时，冷却组件在第一冷却状态，冷却液在冷却通道200分割出的N条流道中流动，冷却液由第一目标区域流动到第二目标区域，流动的过程中，不断吸热，冷却液的温度逐渐升高，吸热速度逐渐下降，此时冷却液在第二目标区域内的冷却效率降低，为保持冷却效率，再通入由第二目标区域流动到第一目标区域的冷却液，以提高第二目标区域的冷却效率，故设置N条流道，即能够节能又保证冷却效率。当T1或T2在第二目标范围内，冷却组件处于第二冷却状态，N条流道的宽度小于冷却通道200，N条流道合为冷却通道200，能够进一步提高冷却液的流动速度，进一步提高冷却效率。

高速电机的温度在第一目标范围内时，通过设置N条流道，相邻流道的冷却液流动方向不同，能够兼顾冷却效率和节能，且使高速电机均匀散热，预防高速电机局部过热；高速电机的温度在第二目标范围内时，通过单条流道，以加快冷却液的流动速度，提升冷却效率。

进一步地，如图1到图3所示，其还包括第二壳体120，冷却组件设置在第一壳体110与第二壳体120之间，第一壳体110设置在第二壳体120内部。

第二壳体120能够相对于第一壳体110转动。

具体地，冷却通道200设置在第一壳体110与第二壳体120之间，冷却液在第一壳体110和第二壳体120之间流动，以吸收第一壳体110的热量，进而实现对高速电机的冷却。

进一步地，如图1到图7所示，冷却组件包括第一板体300和第二板体400。

第一板体300固接在第一壳体110上，第二板体400固接在第二壳体120上，第二壳体120转动能够带动第二板体400移动，第二壳体120相对于第一壳体110具有第一相对位置和第二相对位置，转动第二壳体120，使第二壳体120切换到第一相对位置或者第二相对位置，在第一相对位置时，第一板体300与第二板体400接触形成第一流道210、第二流道220…和第N流道，在第二相对位置时，第一板体300与第二板体400脱离接触并形成冷却通道200。

第二壳体120转动到第一相对位置，第二壳体120带动第二板体400相对于第一板体300移动，第一板体300与第二板体400接触形成相对密封的第一流道210、第二流道220…和第N流道，相邻流道的冷却液流动方向不同；第二壳体120转动到第二相对位置，第二壳体120带动第二板体400相对于第一板体300移动，使第二板体400与第一板体300脱离接触，使第一流道210、第二流道220…和第N流道合为冷却通道200，冷却通道200中的冷却液的流速较大，使冷却效率更大。

进一步地，如图1到图7所示，第一板体300与输出轴700的轴线的夹角大小为第一预设角度。

第二板体400与输出轴700的轴线的夹角大小为第二预设角度，第一预设角度等于第二预设角度。

具体地，第一预设角度和第二预设角度小于90°。第一板体300相对于高速电机输出轴700的轴线的夹角等于第二板体400相对于高速电机输出轴700的轴线的夹角，当冷却通道200分割出第一流道210、第二流道220…和第N流道时，以使第一流道210、第二流道220…和第N流道的宽度相同，降低冷却液的流动阻力。第一板体300和第二板体400相对于输出轴700的轴线的夹角越大，第一流道210、第二流道220…和第N流道的长度越大，冷却液在第一流道210、第二流道220…和第N流道中流动的时间越长。

在其中一个实施例中，如图1到图7所示，冷却组件在第一冷却状态时，冷却组件分隔出两条流道，为方便理解和简洁描述，将分割出的两条流道分别命名为第一流道210和第二流道220，第一流道210和第二流道220为双螺旋流道，第一流道210和第二流道220设置在第一外壳100上，冷却液在第一流道210和第二流道220内流动，且第一流道210和第二流道220内冷却液的流动方向不同，以提高冷却效率，当T1或T2在第二目标范围内且T1≥T2时，冷却组件在第二冷却状态，第一流道210和第二流道220合为冷却通道200，冷却液在冷却通道200中的流动方向为第一方向，当T1或T2在第二目标范围内且T1＜T2时，冷却组件在第二冷却状态，第一流道210和第二流道220合为冷却通道200，冷却液在冷却通道200中的流动方向为第二方向。

进一步地，如图1到图7所示，第一壳体110与第二壳体120能够同步转动，使冷却通道200中的冷却液加速流动。

具体地，在冷却组件在第二冷却状态时，第一流道210、第二流道220…和第N流道合为冷却通道200，第一壳体110和第二壳体120同步转动，带动第一板体300和第二板体400转动，第一板体300和第二板体400与输出轴700的轴线的夹角为预设角度，使第一板体300和第二板体400能够在转动的同时带动冷却液加速流动，增加冷却液的流动速度，以提高冷却效率。

进一步地，第一板体300具有第一接触段，第二板体400具有第二接触段，第一接触段与第二接触段接触设置。

第一接触段与第二接触段上设置有橡胶密封件，使N条流道之间密封设置，避免各个分流道中不同温度的冷却液混合而导致冷却效率降低。

进一步地，如图1到图9所示，冷却组件包括前密封板500和后密封板600。

前密封板500上设置有第一冷却液进出口800，后密封板600上设置有第二冷却液进出口900，冷却液能够通过第一冷却液进出口800或第二冷却液进出口900进出，第一冷却液进出口800和第二冷却液进出口900的设置数量相等，且与冷却通道200分隔出的流道的数量相等。

详细地，冷却通道200能够分隔为第一流道210、第二流道220…和第N流道等分流道。

冷却液能够通过第一冷却液进出口800进入到冷却通道200或者各个分流道，冷却液能够通过第二冷却液进出口900排出到冷却通道200或各个分流道，同样的，冷却液能够通过第二冷却液进出口900进入到冷却通道200或各个分流道，冷却液能够通过第一冷却液进出口800排出到冷却通道200或各个分流道。

当冷却通道200分割为第一流道210和第二流道220时，第一冷却液进出口800的数量为两个，第二冷却液进出口900的数量为两个，一个第一冷却液进出口800对应一个第二冷却液进出口900，另一个第一冷却液进出口800对应另一个第二冷却液进出口900。第一流道210和第二流道220中冷却液的流动方向相反。当第一流道210和第二流道220合为冷却通道200，且冷却液的流动方向为第一方向时，两个第一冷却液进出口800为冷却液的进入口，两个第二冷却液进出口900为冷却液的排出口，当冷却液的流动方向为第二方向时，两个第二冷却液进出口900为冷却液的进入口，两个第一冷却液进出口800为冷却液的排出口。

在其中一个实施例中，第一板体300具有第一接触段，第二板体400具有第二接触段，第一接触段与第二接触段接触设置。

第一接触段为楔形结构，第二接触段设置为楔形结构，以降低第一板体300与第二板体400转动时的阻力。

在其中一个实施例中，如图8所示，第一板体300与输出轴700的轴线设置，第二板体400与输出轴700的轴线平行设置。

一种高速电机控制方法，如图1到图10所示，其通过上述任意一种高速电机控制系统实现，其步骤包括：

S010：检测第一目标区域的温度T1和第二目标区域的温度T2。

通过上述高速电机控制系统中的检测组件实现检测第一目标区域的温度T1和第二目标区域的温度T2。

S020：当T1或T2在第一目标范围内时，执行第一冷却程序。

通过上述高速电机控制系统中的冷却组件实现执行第一冷却程序，第一冷却程序为：将冷却通道200分割出N条分流道，具体地，转动第二壳体120到第一相对位置，第二壳体120转动带动第二板体400转动，使冷却通道200分割出N条分流道。

S030：当T1或T2在第二目标范围内时，比较T1和T2的大小。

通过上述高速电机控制系统中的检测组件实现当T1和T2在第二目标范围内时，比较T1和T2的大小。

S040：当T1≥T2时，执行第二冷却程序。

通过上述高速电机控制系统中的冷却组件实现当T1≥T2时，执行第二冷却程序，第二冷却程序为：将N条分流道合为冷却通道200，使冷却液的流动方向调整为第一方向。

S050：当T1＜T2时，执行第三冷却程序。

通过上述高速电机控制系统中的冷却组件实现当T1＜T2时，执行第三冷却程序，第三冷却程序为：将N条分流道合为冷却通道200，使冷却液的流动方向调整为二方向。

通过划分高速电机的升温情况，不同的温度范围利用不同的冷却程序，降低能耗，提高冷却效率。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种高速电机控制系统，用于控制高速电机的温度，其特征在于，其包括：

外壳，所述外壳包括第一壳体，所述第一壳体设置在高速电机上；

冷却组件，所述冷却组件设置在所述第一壳体上，所述冷却组件通过降低所述第一壳体的温度以冷却高速电机，所述冷却组件包括冷却通道，冷却液在所述冷却通道内流动；

所述冷却组件具有第一冷却状态和第二冷却状态；

当所述冷却组件在所述第一冷却状态时，所述冷却通道分隔出N条流道，其中N≥2，相邻流道内冷却液的流动方向相反；

当所述冷却组件在所述第二冷却状态时，分隔出N条所述流道合为冷却通道，流动方向可变；

检测组件，所述第一壳体具有第一目标区域和第二目标区域，所述检测组件能够检测第一目标区域的温度T1和第二目标区域的温度T2；

当T1或T2在第一目标范围内时，所述冷却组件在所述第一冷却状态；

当T1或T2在第二目标范围内，且T1≥T2时，所述冷却组件在所述第二冷却状态，且所述冷却通道中的冷却液的流动方向为第一方向，当T1或T2在第二目标范围内，且T1＜T2时，所述冷却组件在所述第二冷却状态，且所述冷却通道中的冷却液的流动方向为第二方向，所述第一方向为第一目标区域指向第二目标区域的方向，所述第二方向与所述第一方向相反。

2.根据权利要求1所述的高速电机控制系统，其特征在于，其还包括第二壳体，所述冷却组件设置在所述第一壳体与所述第二壳体之间，所述第一壳体设置在所述第二壳体内部；

所述第二壳体能够相对于所述第一壳体转动。

3.根据权利要求2所述的高速电机控制系统，其特征在于，所述冷却组件包括第一板体和第二板体；

所述第一板体固接在所述第一壳体上，所述第二板体固接在所述第二壳体上，所述第二壳体转动能够带动所述第二板体移动，所述第二壳体相对于所述第一壳体具有第一相对位置和第二相对位置，转动所述第二壳体，使所述第二壳体切换到所述第一相对位置或者所述第二相对位置，在所述第一相对位置时，所述第一板体与所述第二板体接触形成第一流道、第二流道…和第N流道，在所述第二相对位置时，所述第一板体与所述第二板体脱离接触并形成冷却通道。

4.根据权利要求3所述的高速电机控制系统，其特征在于，所述第一板体与输出轴的轴线的夹角大小为第一预设角度；

所述第二板体与输出轴的轴线的夹角大小为第二预设角度，所述第一预设角度等于所述第二预设角度。

5.根据权利要求4所述的高速电机控制系统，其特征在于，所述第一壳体与所述第二壳体能够同步转动，使所述冷却通道中的冷却液加速流动。

6.根据权利要求3所述的高速电机控制系统，其特征在于，所述第一板体与输出轴的轴线平行设置，所述第二板体与输出轴的轴线平行设置。

7.根据权利要求3所述的高速电机控制系统，其特征在于，所述第一板体具有第一接触段，所述第二板体具有第二接触段，所述第一接触段与所述第二接触段接触设置；

所述第一接触段与所述第二接触段上设置有橡胶密封件，使N条所述流道之间密封设置。

8.根据权利要求3所述的高速电机控制系统，其特征在于，所述第一板体具有第一接触段，所述第二板体具有第二接触段，所述第一接触段与所述第二接触段接触设置；

所述第一接触段为楔形结构，所述第二接触段设置为楔形结构，以降低第一板体与所述第二板体转动时的阻力。

9.根据权利要求1所述的高速电机控制系统，其特征在于，所述冷却组件包括前密封板和后密封板；

所述前密封板上设置有第一冷却液进出口，所述后密封板上设置有第二冷却液进出口，冷却液能够通过所述第一冷却液进出口或所述第二冷却液进出口进出，所述第一冷却液进出口和所述第二冷却液进出口的设置数量相等，且与所述冷却通道分隔出的流道的数量相等。

10.一种高速电机控制方法，其特征在于，其通过上述权利要求1-9任意一项所述的高速电机控制系统实现，其步骤包括：

S010：检测第一目标区域的温度T1和第二目标区域的温度T2；

S020：当T1和T2在第一目标范围内时，执行第一冷却程序；

S030：当T1和T2在第二目标范围内时，比较T1和T2的大小；

S040：当T1≥T2时，执行第二冷却程序；

S050：当T1＜T2时，执行第三冷却程序。

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