CN206977252U - 一种电机冷却系统 - Google Patents

Abstract

一种电机冷却系统，其包括：冷却风机；变频器，其与冷却风机连接；电机状态检测电路，其与电机连接，用于检测电机的运行状态；控制器，其与变频器和电机状态检测电路连接，用于根据电机的运行状态对变频器进行控制，进而调节冷却风机的转速。本系统能根据电机的输出功率和/或温度实时调整冷却风机的转速，从而实现对冷却风机的转速的闭环调节。同时，在满足大功率电机冷却的条件下，由于冷却风机并不会像现有技术那样一直处于全速运转状态而是处于无级调节模块，因此相较于现有的电机冷却系统，本系统能够有效降低整个系统所耗费的能源以及产生的噪声，从而起到节能、降噪和环保的作用。

Description

一种电机冷却系统

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，具体地说，涉及一种电机冷却系统。

背景技术

目前，在大功率交流传动试验平台中，电机的冷却方式通常采用的是强迫风冷模式。采用强迫风冷模式的大功率电机，为了满足电机的温升要求，需要以电机最大功率运行条件下的散热量来选取冷却风机。冷却风机的容量很大，然而在大部分情况下电机在最大功率条件下运行的时间并不多，这样冷却风机也就会造成资源浪费，并且还存在噪声量大的缺陷，这样也就使得整个电机系统在环保和节能方面均存在欠缺。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种电机冷却系统，所述系统包括：

冷却风机；

变频器，其与所述冷却风机连接；

电机状态检测电路，其与电机连接，用于检测所述电机的运行状态并生成相应的运行状态信号；

控制器，其与所述变频器和电机状态检测电路连接，用于接收所述运行状态信号并调节所述变频器的输出信号的频率，进而调节所述冷却风机的转速。

根据本实用新型的一个实施例，所述电机状态检测电路包括：

电机功率检测单元，其与所述电机连接，用于检测所述电机的输出功率，并将得到的输出功率信号传输至所述控制器。

根据本实用新型的一个实施例，所述控制器配置为根据所述电机的输出功率信号确定电机实时功率，并根据所述电机实时功率进行风机频率匹配，得到对应的给定风机转速，根据所述给定风机转速控制所述变频器，以实现对所述冷却风机的转速的调节。

根据本实用新型的一个实施例，所述电机状态检测电路包括：

温度传感器，其设置在所述电机中，用于检测所述电机的温度，并将得到的电机温度信号传输至所述控制器。

根据本实用新型的一个实施例，所述控制器配置为根据所述电机温度信号确定电机实时温度，并基于PI控制算法根据所述电机实时温度对所述变频器进行调节。

根据本实用新型的一个实施例，所述系统还包括：

风机状态检测电路，其与所述冷却风机连接，用于检测所述冷却风机的运行状态。

根据本实用新型的一个实施例，所述风机状态检测电路包括风压检测电路。

本实用新型所提供的电机冷却系统能根据其冷却对象(例如大功率电机)的输出功率和/或温度实时调整冷却风机的转速，从而实现对冷却风机的转速的闭环调节。同时，在满足大功率电机冷却的条件下，由于冷却风机并不会像现有技术那样一直处于全速运转状态而是处于无级调节模块，因此相较于现有的电机冷却系统，本系统能够有效降低整个系统所耗费的能源以及产生的噪声，从而起到节能、降噪和环保的作用。此外，该系统还能够实时监控整个系统以及电机的设备状态，这样也就能够有效保证试验的安全性，从而降低了设备人员巡检和故障诊断工作。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图做简单的介绍：

图1和图2是现有电机控制系统的结构示意图；

图3是根据本实用新型一个实施例的电机冷却系统的结构示意图；

图4是根据本实用新型一个实施例的电机冷却系统的工作流程图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本实用新型的实施方式，借此对本实用新型如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本实用新型中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本实用新型的保护范围之内。

同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本实用新型实施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本实用新型可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。

由于冷却风机大部分情况下在最大功率条件下运行的时间并不多，因此为了避免噪声过大以及资源浪费，现有技术中存在一种采用星形和三角形转换的控制方法来实现冷却风机的高低速变速的目的。

其中，当冷却风机的绕组为如图1所示的星形接法时，冷却风机为低速档运行；而当冷却风机的绕组为图2所示的三角形接法时，冷却风机则为高速档运行。这样冷却风机也就可以在电机在较大功率运行时采用高速档运行，在电机在较小功率运行时采用低速挡运行。

上述冷却风机的接线方式的转换通过相应的接触器来实现，而接触器的控制指令则由辅助逆变器的控制单元给出，控制单元能够根据检测到的电压和电流信号来计算出电机的负载容量，并根据该负载容量来控制冷却风机的接线方式，从而达到风机变速的目的。

然而，这种冷却风机的控制方式主要应用于辅助变流器，其控制单元为变流器的门控单元DCU，其并不具备通用化的特性。同时，这种控制方式只能够实现对冷却风机的两档控制，冷却风机的转速切换方式过于单一，并不具备实时无级调节的功能。

针对现有技术中所存在的上述问题，本实用新型提供了一种新的电机冷却系统，该系统利用控制器实现对冷却风机转速的无级调控。图3示出了本实施例中该电机冷却系统的结构示意图。

如图1所示，本实施例中，该电机冷却系统优选地包括：冷却风机101、变频器102、控制器103、电机状态检测电路104以及风机状态检测电路105。冷却风机101为变频风机，其用于对电机100进行风冷散热。

变频器102与冷却风机101和控制器103连接，其能够在控制器103的控制下改变自身输出信号的频率，从而实现对冷却风机101的转速进行无级调节，这样也就可以控制电机100的进风量，从而调节对电机100的散热效果。

电机状态检测电路104与电机100连接，其能够检测电机100的运行状态并生成相应的运行状态信号。具体地，本实施例中，电机状态检测电路104优选地包括电机功率检测单元和温度传感器。其中，电机功率检测单元与电机100连接，其能够检测电机100的输出功率，并将得到的输出功率信号传输至与之连接的控制器103。温度传感器在设置在电机100中，其能够检测电机100的温度，并将得到的电机温度信号传输至与之连接的控制器103。

本实施例中，控制器103能够根据上述输出功率信号和/或电机温度信号来控制变频器102，从而实现对冷却风机的转速的调节。具体地，本实施例中，控制器103能够根据电机的输出功率信号确定电机实时功率，并根据电机实时功率进行风机频率匹配以得到对应的给定风机频率。

其中，控制器103优选地以理论散热量来根据电机的输出功率信号进行风机频率匹配，从而确定出此时冷却风机需要采用的频率(即此时冷却风机需要达到的频率)。当确定出给定风机频率后，控制器103则会根据该给定风机频率来控制变频器102，进而实现对冷却风机101的速度的控制，使得冷却风机101能够达到或接近理论散热量，从而实现对电机100的有效散热。

同时，本实施例中，控制器103还可以根据温度传感器所传输来的电机温度信号确定电机实时温度，并基于PI控制算法来根据上述电机实时温度来对变频器103进行调节。本实施例中，控制器103优选地采用PLC来实现，当然，在本实用新型的其他实施例中，控制器103还可以采用其他合理的器件来实现，本实用新型不限于此。

图4示出了本实施例所提供的电机冷却系统的运行流程图。

如图4所示，本实施例中，该电机冷却系统首先在步骤S401进行初始化，在完成初始化后在步骤S402中对冷却风机101进行低频启动。随后，在步骤S403中，控制器会根据电机的实时功率确定出给定风机转速，并在步骤S404中根据上述给定风机转速来控制变频器，以使得冷却风机的转速达到或接近上述给定风机转速。

同时，本实施例中，控制器还能够根据温度传感器来实现对冷却风机的变频调节。具体地，本实施例中，控制器会根据温度传感器所传输来的电机温度信号确定电机实时温度，并结合已知的电机温升要求，来采用预设闭环控制算法根据上述电机实时温度对变频器进行调节。

具体地，本实施例中，该方法在步骤S405中判断电机实时温度是否处于合理温度区间。如果此时的电机实时温度处于合理温度区间，那么控制器将不会对步骤S404中所进行的变频器控制进行改变；而如果此时的电机实时温度不处于合理温度区间，那么控制器将会返回步骤S404中来进一步调节变频器的运行状态。其中，本实施例中，控制器优选地采用PI控制算法来对温度等滞后变量进行闭环控制。

需要指出的是，在本实用新型的其他实施例中，根据实际需要，电机状态检测装置既可以仅包含电机功率检测单元或温度传感器，也可以包含其他未列出的其他合理检测器件或电路，本实用新型不限于此。

再次如图3所示，本实施例所提供的电机冷却系统还包括风机状态检测电路105。其中，风机状态检测电路105连接在冷却风机101与控制器103之间，其能够检测冷却风机101的运行状态，并将生成的风机状态信息传输至控制器103，以由控制器103根据上述风机状态信息对变频器102进行控制，进而调节冷却风机101的转速。具体地，本实施例中，风机状态检测电路105优选地包括风压检测电路，其中，风压检测电路的风压器安装在冷却风机101的出风口处。当然，在本实用新型的其他实施例中，风机状态检测电路104还可以采用其他合理的电路或器件来实现，本实用新型不限于此。

需要指出的是，根据实际需要，控制器103还可以根据风机状态检测电路104和/或电机状态检测电路103所传输来的相关状态信号来对电机冷却系统和/或电机的运行状态进行监测，并对电机冷却系统和/或电机的故障进行指示和/或存储。

从上述描述中可以看出，本实用新型所提供的电机冷却系统能根据其冷却对象(例如大功率电机)的输出功率和/或温度实时调整冷却风机的转速，从而实现对冷却风机的转速的闭环调节。同时，在满足大功率电机冷却的条件下，由于冷却风机并不会像现有技术那样一直处于全速运转状态而是处于无级调节模块，因此相较于现有的电机冷却系统，本系统能够有效降低整个系统所耗费的能源以及产生的噪声，从而起到节能、降噪和环保的作用。此外，该系统还能够实时监控整个系统以及电机的设备状态，这样也就能够有效保证试验的安全性，从而降低了设备人员巡检和故障诊断工作。

应该理解的是，本实用新型所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构或处理步骤，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。

说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本实用新型的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。

虽然上述示例用于说明本实用新型在一个或多个应用中的原理，但对于本领域的技术人员来说，在不背离本实用新型的原理和思想的情况下，明显可以在形式上、用法及实施的细节上作各种修改而不用付出创造性劳动。因此，本实用新型由所附的权利要求书来限定。

Claims (7)

1.一种电机冷却系统，其特征在于，所述系统包括：

冷却风机；

变频器，其与所述冷却风机连接；

电机状态检测电路，其与电机连接，用于检测所述电机的运行状态并生成相应的运行状态信号；

控制器，其与所述变频器和电机状态检测电路连接，用于接收所述运行状态信号并调节所述变频器的输出信号的频率，进而调节所述冷却风机的转速。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电机状态检测电路包括：

电机功率检测单元，其与所述电机连接，用于检测所述电机的输出功率，并将得到的输出功率信号传输至所述控制器。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制器配置为根据所述电机的输出功率信号确定电机实时功率，并根据所述电机实时功率进行风机频率匹配，得到对应的给定风机转速，根据所述给定风机转速控制所述变频器，以实现对所述冷却风机的转速的调节。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电机状态检测电路包括：

温度传感器，其设置在所述电机中，用于检测所述电机的温度，并将得到的电机温度信号传输至所述控制器。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述控制器配置为根据所述电机温度信号确定电机实时温度，并基于PI控制算法根据所述电机实时温度对所述变频器进行调节。

6.如权利要求1～5中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

风机状态检测电路，其与所述冷却风机连接，用于检测所述冷却风机的运行状态。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述风机状态检测电路包括风压检测电路。