一种水冷一体化小体积永磁智能驱动系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种水冷一体化小体积永磁智能驱动系统，包括低速大扭矩永磁电动机、减速机、大功率永磁同步电动机驱动器和上位机，电动机机壳与减速机机壳连接成一体，电动机机壳上设有接线盒，上位机、驱动器、接线盒通过导线连接在一起，固定在电动机机壳上声的驱动器内的冷却装置设有进水口和出水口，电动机机壳与减速机机壳连接成为一体，所述电动机机壳和减速机机壳的壳体壁内设有按水流方向依次首尾相连接的冷却水道，所述冷却水道与冷却装置串联成一个循环冷却系统，本实用新型专利技术将永磁电动机、减速装置和驱动器的水冷系统集成到一个整体驱动系统在上位机的控制下运行，高效节能、小体积、控制方便、振动小、使用寿命长、维护成本低。

A water cooling integrated small volume permanent magnet intelligent drive system

【技术实现步骤摘要】
一种水冷一体化小体积永磁智能驱动系统
本技术属于永磁电机
中的隔磁技术范畴，尤其涉及应用于永磁电动机的一种水冷一体化小体积永磁智能驱动系统。
技术介绍
现有的驱动系统是分体式结构，变频器加异步电动机加液力耦合器加减速器；新改进的驱动系统，是智能控制加永磁电机驱动系统。异步电动机驱动系统运行，体积大，占用空间大，振动噪声大，维护周期短成本高，新改进的驱动系统，变频器与永磁电机之间距离受限制；此外，从50年代后期开始，电动机的冷却方式开始采用水冷，在定子铁心的外层轴向通风孔中插入铜管，再用U型连接管与铜管焊接构成冷却水路，这种结构的效果不佳：1.插入铜管与铁芯接触不紧密，影响冷却效能；2.长时间使用后，U型管焊接部位发现开裂漏水，影响电动机的安全运行。60年代初，出现水套式冷却结构，将电动机机壳做成夹层水套、定子铁芯外径紧靠水套内壁、定子铁芯损耗和定子绕组槽部铜耗的热量，由定子铁芯传至水套内壁，由水冷却这种水套式冷却结构，新制成时冷却效果很好，但是运行较长时间后，就暴露出不少缺点：1.水套内水流速度很慢，容易产生沉淀和水垢，影响冷却效果；2.水套内存水量很大，停机时这些水不能完全排出，当环境温度降至0℃以下时，容易造成冻裂事故；3.水套内长期存水，电机运行时水温又适宜于藻类、菌类和水生动物的繁殖，因而造成水道阻塞，并加速对水套壁的腐蚀；4.水套内清洗不方便，防锈处理也不方便。近期又出现了一种新的水冷结构，在铸铁机壳内浇入钢管作为冷却水管，用来冷却定子铁芯和绕组槽内部分，通过机内循环气流，将转子损耗及定绕组端部损耗的热量带至机壳内水冷，该技术对水套式水冷结构做出了改进解决了大部分水套式水冷结构的缺陷。但是，通过上述电动机的应用和电动机的水冷结构的发展简述可以看出电动机的应用中冷却机构是电动机和减速机分开冷却，现有的驱动系统是分体式结构，变频器加异步电动机加液力耦合器加减速器；新改进的驱动系统，体积大，占用空间大，振动噪声大，维护周期短成本高，在此基础上加上水冷系统将使整个驱动系统更加庞大，占用空间更大。综上所述，为了解决上述问题，迫切需要一种水冷一体化小体积永磁智能驱动系统来实现提高永磁电动机系统的磁通量利用率。
技术实现思路
为克服上述现有技术缺陷，本技术提供一种水冷一体化小体积永磁智能驱动系统。本技术所采用的具体技术方案为：一种水冷一体化小体积永磁智能驱动系统，包括低速大扭矩永磁电动机、连接在低速大扭矩永磁电动机输出轴的减速机、大功率永磁同步电动机驱动器和上位机，所述电动机机壳与减速机机壳连接成为一体，所述电动机机壳上设有接线盒，所述上位机、驱动器和接线盒依次通过导线连接在一起，所述驱动器额定功率≥55KW，所述固定在电动机机壳上的驱动器内设有冷却装置，所述冷却装置设有上进水口和上出水口，所述电动机机壳与减速机机壳连接成一体，所述电动机机壳和减速机机壳的壳体壁内设有按水流方向依次首尾相连接的冷却水道，所述冷却水道与冷却装置串联成一个循环冷却系统，采用这样的设计：将低速大扭矩永磁电动机，连接在低速大扭矩永磁电动机输出轴的减速机、大功率永磁同步电动机驱动器和上位机组成一个整体驱动系统结构，以永磁电机为主体，大功率、大扭矩永磁电机加智能控制加减速装置一体机总成结构，减速机附着电机，成为扭矩输出部分，变频控制附着电机形成控制驱动一体机，整体驱动系统结构使用一个水冷系统，在智能控制内按冷却需求建立环形水路连接散热装置的散热体系，与永磁电机水冷水路系统串联，针对需要水冷的减速装置进行水冷系统串联连接，形成智能控制永磁电机减速驱动装置一体的水冷散热系统，水道可以是在电动机或减速机的机壳在铸造即可使浇入冷却钢水管，也可以是在机壳铸造完成后采用深孔加工完成的管状水道，由于水道完全在壳体的内部，有效水冷面积为整个水道的圆柱面，水道密布整机壳，因此有效水冷面积得到了充分利用，同时这种水道内部水流速度高，能够更快的完成热循环，同时可以冲刷水道内部的沉淀物、水藻等杂质，这样水道内部不易产生沉淀，因此对冷却水的质量要求不高，降低了设备的维护费用，间接的节省了设备的运行成本，此外由于铸造和深孔加工技术已经较为成熟，因此这种结构在实际生产中生产成本较低，而传统的焊接水套式的机壳加工对于焊接技术要求较高，且机壳要求不能漏水，因此普通的焊接不能满足生产要求，还需要进行校正去应力等多道工艺才能完成，相对于铸造的机壳，采用焊接生产的机壳成本更高；因此，利用现有的分解式集中绕组永磁电机，结合新式减速装置连体结构，把整体驱动系统做到：高效节能、小体积、小空间、控制方便、振动小、噪声低、使用寿命长、维护成本低、运行环境好，做成智能控制、永磁驱动、减速装置一体机，方便控制系统衔接适合于空间受限的环境运行，有利于空间受限的重型装备新产品的开发。作为本技术的进一步改进，所述电动机机壳内的冷却水道首尾相连，并在电动机机壳外设有中进水口和中出水接口，所述减速机机壳内的冷却水道首尾相连，并在减速机机壳外设有下进水接口和下出水接口，所述减速机机壳的下出水口与电动机机壳的中进水口相连，所述减速机机壳的下进水口与电动机机壳的中出水口相连，采用这样的设计：电动机机壳内的冷却水道首尾相连，并在电动机机壳外设有进水口和出水口，所述减速机机壳内的冷却水道首尾相连，并在减速机机壳外设有进水口和出水口，这样的设计使得电动机机壳和减速机机壳的水道各自独立形成一个水道，仅在接口处连接在一起，这样设计的水道能够实现对水道的单独冲洗，便于维护。作为本技术的又一步改进，所述减速机机壳内的冷却水道与电动机机壳内的冷却水道一一对应，且相对应的减速机机壳内的冷却水道和电动机机壳内的冷却水道串联成一条长冷却水道，所述长冷却水道按水流方向一次首尾相接形成机壳冷却器，机壳冷却器设有前进水口和后出水口，机壳冷却器的前进水口与驱动器的上出水口相连接，机壳冷却器的后出水口与驱动器的上进水口相连接，采用这样的设计：减速机机壳和电动机机壳的水道串联在一起，在减速机机壳和电动机机壳内成蛇形布置，每节水道均贯穿减速机机壳和电动机机壳，并在拐弯处与下一节水道连接在一起，这样就减少了水道在减速机机壳和电动机机壳内的拐弯数量，利于冷却水的流动，能够有效减少冷却水中的杂质在水道内沉积，减少水道的维护。作为本技术的更一步改进，所述一一对应的减速机机壳内的冷却水道与电动机机壳内的冷却水道连接处采用紫铜垫圈密封，采用紫铜垫圈密封是因为：紫铜垫片属于金属包覆垫片的一种，无磁性、导电、导热性能、耐腐蚀性非常好，因此在热交换器、压力容器等高温高压密封部位使用广泛，可以有效防止垫片的散架、介质的侵蚀，紫铜密封垫一般采用带螺纹的地方密封，它的密封原理是两个结合面将紫铜垫挤压变形，使得紫铜垫的两个表面与两个结合面紧密贴合没有丝毫缝隙，从而得到密封效果，为达到密封效果，一般在使用前进行退火处理，其目的是让紫铜密封圈变软，以达到更好的密封效果，而且还能有效防止垫片的散架、介质的侵蚀，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水冷一体化小体积永磁智能驱动系统，包括低速大扭矩永磁电动机、连接在低速大扭矩永磁电动机输出轴的减速机、大功率永磁同步电动机驱动器和上位机，所述电动机机壳与减速机机壳连接成为一体，所述电动机机壳上设有接线盒，所述上位机、驱动器和接线盒依次通过导线连接在一起，所述驱动器额定功率≥55KW，其特征在于，所述固定在电动机机壳上的驱动器内设有冷却装置，所述冷却装置设有上进水口和上出水口，所述电动机机壳与减速机机壳连接成一体，所述电动机机壳和减速机机壳的壳体壁内设有按水流方向依次首尾相连接的冷却水道，所述冷却水道与冷却装置串联成一个循环冷却系统。/n

【技术特征摘要】
1.一种水冷一体化小体积永磁智能驱动系统，包括低速大扭矩永磁电动机、连接在低速大扭矩永磁电动机输出轴的减速机、大功率永磁同步电动机驱动器和上位机，所述电动机机壳与减速机机壳连接成为一体，所述电动机机壳上设有接线盒，所述上位机、驱动器和接线盒依次通过导线连接在一起，所述驱动器额定功率≥55KW，其特征在于，所述固定在电动机机壳上的驱动器内设有冷却装置，所述冷却装置设有上进水口和上出水口，所述电动机机壳与减速机机壳连接成一体，所述电动机机壳和减速机机壳的壳体壁内设有按水流方向依次首尾相连接的冷却水道，所述冷却水道与冷却装置串联成一个循环冷却系统。


2.根据权利要求1所述一种水冷一体化小体积永磁智能驱动系统，其特征在于，所述电动机机壳内的冷却水道首尾相连，并在电动机机壳外设有中进水口和中出水接口，所述减速机机壳内的冷却水道首尾相连，并在减速机机壳外设有下进水接口和下出水接口，所述减速机机壳的下出水口与电动机机壳的中进水口相连，所述减速机机壳的下进水口与电动机机壳的中出水口相连。


3.根据权利要求1所述一种水...

【专利技术属性】
技术研发人员：张可程，张建华，
申请(专利权)人：日照东方电机有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37