一种自调节液冷电机装置及其调节方法

1.本发明涉及电机技术领域，更具体地说，涉及一种自调节液冷电机装置及其调节方法。


背景技术：

2.随着电机应用场合要求越发严苛,电机功率密度亦不断提高,造成电机发热严重的问题,更多的电机采用外部冷却的方式,而对于现有的液冷电机,冷却结构固定,其冷却液流量固定。对于应用在机床等高精密场合的电机,要求电机温升稳定,而现有冷却液流量固定,造成电机低负载时温升较低,高负载温升较高,其带来的热变形影响了电机的运行精度和性能。现有的液冷电机，其冷却结构的冷却液流量固定，对于电机工作时速率变化产生的不同热量不能达到较好的散热效果。


技术实现要素：

3.针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种自调节液冷电机装置及其调节方法，根据电机电路中的电压变化实现自调节的冷却系统，使得冷却系统中的冷却液流量与电机工作转速变化相适应，以降低热变形影响了电机的运行精度和性能。
4.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
5.一种自调节液冷电机装置，包括电机本体和液冷组件，所述液冷组件包括冷却液管和水泵电机，所述冷却液管用于所述电机本体的散热，所述水泵电机用于控制所述冷却液管内冷却液的流量大小，包括电压检测单元、控制器以及变频器，所述电机本体与所述电压检测单元电连接，所述电压检测单元与所述控制器电连接，所述控制器与所述变频器电连接，所述变频器与所述水泵电机电连接；所述电压检测单元用于采集输入所述电机本体的电压信息，将所述电压信息传输至所述控制器，所述控制器用于将所述电压信息转换为电流信息，并将所述电流信息传输至所述变频器；所述变频器用于根据所述电流信息调节所述水泵电机的电源的频率和电压，进而调节所述水泵电机的转速，以控制所述冷却液管内冷却液的流量大小。
6.优选的，还包括压力检测器和第一继电器，所述压力检测器与所述控制器电连接，所述控制器与所述第一继电器电连接，所述第一继电器与所述电机本体电连接，所述压力检测器用于采集所述冷却液管内冷却液的压力信息，将所述压力信息传输至所述控制器，所述控制器还用于在检测到所述压力信息异常时，通过所述第一继电器控制所述电机本体处于停止状态。
7.优选的，还包括报警单元，所述报警单元与所述控制器电连接，所述控制器还用于在检测到所述压力信息异常时，通过所述报警单元发出提示信息。
8.优选的，所述控制器还用于在检测到所述电压信息异常时，通过所述报警单元发出提示信息。
9.优选的，还包括第二继电器，所述控制器与所述第二继电器电性连接，所述第二继
电器与所述变频器电性连接，所述控制器还用于在检测到所述电压信息正常时，通过所述第二继电器控制所述变频器处于运行状态。
10.一种自调节液冷电机装置的调节方法，应用于所述的自调节液冷电机装置，所述方法包括：所述电压检测单元采集输入所述电机本体的电压信息，将所述电压信息传输至所述控制器；所述变频器将所述电流信息与第一预设值进行比较，若所述电流信息的值大于所述第一预设值，则根据所述电流信息调节所述水泵电机的电源的频率和电压，进而调节所述水泵电机的转速，以控制所述冷却液管内冷却液的流量大小。
11.优选的，所述变频器根据所述电流信息调节所述水泵电机的电源的频率和电压的步骤包括：若所述电流信号增大，所述变频器将调节所述水泵电机的电源的频率和电压增大。
12.优选的，所述变频器根据所述电流信息调节所述水泵电机的电源的频率和电压的步骤包括：若所述电流信号减小，所述变频器将调节所述水泵电机的电源的频率和电压减小。
13.本发明的有益效果：本发明根据电压信息通过变频器调节水泵电机的电源的频率和电压，进而调节水泵电机的转速，以控制冷却液管内冷却液的流量大小，根据电机本体的高速运转或低速运转的不同状态使得冷却液管内冷却液的不同流量，最终达到液冷组件产生不同的散热效果，实现了电机装置内冷却液流量的自我调节；避免出现电机低速运转冷却液流量较大导致能源浪费或电机低负载时温升较低的情况，还可以避免出现电机高速运转时冷却液流量较小而达不到散热效果或电机高负载温升较高的情况。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明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使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1为本发明实施例提供的自调节液冷电机装置的结构框图。
16.图2为本发明实施例提供的自调节液冷电机装置的结构示意图。
17.图3为本发明实施例提供的自调节液冷电机装置的调节方法的流程示意图。
具体实施方式
18.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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
19.如图2所示，本发明实施例提供的自调节液冷电机装置的结构示意图，一种自调节液冷电机装置，包括电机本体100和液冷组件200，液冷组件200包括冷却液管210和水泵电机220，冷却液管210用于电机本体100的散热，水泵电机220用于控制冷却液管210内冷却液的流量大小，如图1所示，本发明实施例提供的自调节液冷电机装置的结构框图，包括电机本体100、电压检测单元310、控制器320以及变频器330，电机本体100与电压检测单元310电连接，电压检测单元310与控制器320电连接，控制器320与变频器330电连接，变频器330与
水泵电机220电连接；电压检测单元310用于采集输入电机本体100的电压信息，将电压信息传输至控制器320，控制器320用于将电压信息转换为电流信息，并将电流信息传输至变频器330；变频器330用于根据电流信息调节水泵电机220的电源的频率和电压，进而调节水泵电机220的转速，以控制冷却液管210内冷却液的流量大小。具体的，电压检测单元310可以采用电压检测器，控制器320可以采用单片机。电压信息的范围可以为12v-24v，电流信息的范围可以为10-20ma。
20.具体的，电机本体100的转速快慢由电路中的电流大小决定，电流大小由输入电压决定，输入电压是由pwm脉冲宽度调制决定。在液冷组件200中，水泵电机220工作带动冷却液管210内冷却液的流动，冷却液的流动带走电机本体100的热量，液冷组件200用于电机本体100的散热。
21.在本实施例中，电压检测单元310采集输入电机本体100的电压信息，将电压信息传输至控制器320，变频器330根据电流信息调节水泵电机220的电源的频率和电压，进而调节水泵电机220的转速，以控制冷却液管210内冷却液的流量大小，根据电机本体100的高速运转或低速运转的不同状态使得冷却液管210内冷却液的不同流量，最终达到液冷组件200产生不同的散热效果。可以避免出现电机低速运转冷却液流量较大导致能源浪费或电机低负载时温升较低的情况，还可以避免出现电机高速运转时冷却液流量较小而达不到散热效果或电机高负载温升较高的情况，使得电机温升均匀，提高了电机运行稳定性。
22.若电机低负载，电机低速运转，电压检测单元310采集输入电机本体100的电压信息减少，控制器320将电流信息减少，变频器330根据电流信息减少水泵电机220的电源的频率和电压，进而减少水泵电机220的转速，使得冷却液管210内冷却液的流量减少，最终减少散热效果；若电机高负载，电机高速运转，电压检测单元310采集输入电机本体100的电压信息增大，控制器320将电流信息增大，变频器330根据电流信息增大水泵电机220的电源的频率和电压，进而增大水泵电机220的转速，使得冷却液管210内冷却液的流量增大，最终增大散热效果。
23.如图1所示，还包括压力检测器340和第一继电器410，压力检测器340与控制器320电连接，控制器320与第一继电器410电连接，第一继电器410与电机本体100电连接，压力检测器340用于采集冷却液管210内冷却液的压力信息，将压力信息传输至控制器320，控制器320还用于在检测到压力信息异常时，通过第一继电器410控制电机本体100处于停止状态。在本实施例中，当冷却液管210内冷却液的压力信息异常时，冷却液管210内缺少冷却液，造成散热效果降低，此时，通过第一继电器410控制电机本体100处于停止状态，电机本体100继续工作产生热量，避免电机本体100产生其带来的热变形。具体的，压力检测器340可以采用水压检测器。
24.在本实施例中，还包括报警单元510，报警单元510与控制器320电连接，控制器320还用于在检测到压力信息异常时，通过报警单元510发出提示信息。具体的，当冷却液管210内冷却液的压力信息异常时，冷却液管210内缺少冷却液，造成散热效果降低，此时，报警单元510报警，提醒维修人员维修。进一步的，报警单元510可以采用蜂鸣器，其中提示信息可以为声音提示信息或灯光提示信息。
25.在本实施例中，控制器320还用于在检测到电压信息异常时，通过报警单元510发出提示信息，电压信息异常，电机本体100运转异常，报警单元510发出提示信息，提醒维修
人员维修。
26.在本实施例中，还包括第二继电器420，控制器320与第二继电器420电性连接，第二继电器420与变频器330电性连接，控制器320还用于在检测到电压信息正常时，通过第二继电器420控制变频器330处于运行状态，若控制器320检测到电压信息异常时，第二继电器420控制变频器330处于停止状态。
27.在本实施例中，还包括温度检测器，温度检测器用于检测环境温度，温度检测器将检测到的温度信息传至控制器320，若温度信息大于预设温度值，则，控制器320控制水泵电机220以最大功率工作，使得液冷组件200保护电机本体100，避免电机本体100温度过高。具体的，预设温度值为45℃。若温度信息大于45℃，则控制器320控制水泵电机220以最大功率工作，避免电机本体100温度过高。电机本体100在夏天环境温度较高时，避免电机本体100温度过高。
28.如图3所示，为本发明实施例提供的自调节液冷电机装置的调节方法的流程示意图，应用于所述的自调节液冷电机装置，方法包括：
29.s1：电压检测单元310采集输入电机本体100的电压信息，将电压信息传输至控制器320；在本实施例中，控制器320检测到电压信息正常时，通过第二继电器420控制变频器330处于运行状态，若控制器320检测到电压信息异常时，第二继电器420控制变频器330处于停止状态；
30.s2：变频器330将电流信息与第一预设值进行比较，若电流信息的值大于第一预设值，则根据电流信息调节水泵电机220的电源的频率和电压，进而调节水泵电机220的转速，以控制冷却液管210内冷却液的流量大小。在本实施例中，变频器330根据电流信息调节水泵电机220的电源的频率和电压的步骤包括：若电流信号增大，变频器330将调节水泵电机220的电源的频率和电压增大。
31.在本实施例中，变频器330根据电流信息调节水泵电机220的电源的频率和电压的步骤包括：若电流信号减小，变频器330将调节水泵电机220的电源的频率和电压减小。
32.具体的，第一预设值为10ma。若电流信息大于10ma，变频器330增大水泵电机220的电源的频率和电压，进而增大水泵电机220的转速，以增大冷却液管210内冷却液的流量，最终增大散热效果；若电流信息小于10ma，变频器330减小水泵电机220的电源的频率和电压，进而减小水泵电机220的转速，以减小冷却液管210内冷却液的流量，最终减小散热效果。
33.综上所述，本发明根据电压信息通过变频器调节水泵电机的电源的频率和电压，进而调节水泵电机的转速，以控制冷却液管内冷却液的流量大小，根据电机本体的高速运转或低速运转的不同状态使得冷却液管内冷却液的不同流量，最终达到液冷组件产生不同的散热效果，实现了电机装置内冷却液流量的自我调节；避免出现电机低速运转冷却液流量较大导致能源浪费或电机低负载时温升较低的情况，还可以避免出现电机高速运转时冷却液流量较小而达不到散热效果或电机高负载温升较高的情况，使得电机温升均匀，提高了电机运行稳定性。
34.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合
适的方式结合。
35.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

技术特征：
1.一种自调节液冷电机装置，包括电机本体和液冷组件，所述液冷组件包括冷却液管和水泵电机，所述冷却液管用于所述电机本体的散热，所述水泵电机用于控制所述冷却液管内冷却液的流量大小，其特征在于，包括电压检测单元、控制器以及变频器，所述电机本体与所述电压检测单元电连接，所述电压检测单元与所述控制器电连接，所述控制器与所述变频器电连接，所述变频器与所述水泵电机电连接；所述电压检测单元用于采集输入所述电机本体的电压信息，将所述电压信息传输至所述控制器，所述控制器用于将所述电压信息转换为电流信息，并将所述电流信息传输至所述变频器；所述变频器用于根据所述电流信息调节所述水泵电机的电源的频率和电压，进而调节所述水泵电机的转速，以控制所述冷却液管内冷却液的流量大小。2.根据权利要求1所述的一种自调节液冷电机装置，其特征在于，还包括压力检测器和第一继电器，所述压力检测器与所述控制器电连接，所述控制器与所述第一继电器电连接，所述第一继电器与所述电机本体电连接，所述压力检测器用于采集所述冷却液管内冷却液的压力信息，将所述压力信息传输至所述控制器，所述控制器还用于在检测到所述压力信息异常时，通过所述第一继电器控制所述电机本体处于停止状态。3.根据权利要求2所述的一种自调节液冷电机装置，其特征在于，还包括报警单元，所述报警单元与所述控制器电连接，所述控制器还用于在检测到所述压力信息异常时，通过所述报警单元发出提示信息。4.根据权利要求3所述的一种自调节液冷电机装置，其特征在于，所述控制器还用于在检测到所述电压信息异常时，通过所述报警单元发出提示信息。5.根据权利要求1所述的一种自调节液冷电机装置，其特征在于，还包括第二继电器，所述控制器与所述第二继电器电性连接，所述第二继电器与所述变频器电性连接，所述控制器还用于在检测到所述电压信息正常时，通过所述第二继电器控制所述变频器处于运行状态。6.一种自调节液冷电机装置的调节方法，其特征在于，应用于如权利要求1-5任一项所述的自调节液冷电机装置，所述方法包括：所述电压检测单元采集输入所述电机本体的电压信息，将所述电压信息传输至所述控制器；所述变频器将所述电流信息与第一预设值进行比较，若所述电流信息的值大于所述第一预设值，则根据所述电流信息调节所述水泵电机的电源的频率和电压，进而调节所述水泵电机的转速，以控制所述冷却液管内冷却液的流量大小。7.根据权利要求6所述的一种自调节液冷电机装置的调节方法，其特征在于，所述变频器根据所述电流信息调节所述水泵电机的电源的频率和电压的步骤包括：若所述电流信号增大，所述变频器将调节所述水泵电机的电源的频率和电压增大。8.根据权利要求6所述的一种自调节液冷电机装置的调节方法，其特征在于，所述变频器根据所述电流信息调节所述水泵电机的电源的频率和电压的步骤包括：若所述电流信号减小，所述变频器将调节所述水泵电机的电源的频率和电压减小。

技术总结
本发明公开了一种自调节液冷电机装置及其调节方法，属于电机技术领域，包括电机本体和液冷组件，液冷组件包括冷却液管和水泵电机，水泵电机用于控制冷却液管内冷却液的流量大小；电压检测单元用于采集输入电机本体的电压信息，将电压信息传输至控制器，控制器用于将电压信息转换为电流信息，并将电流信息传输至变频器；变频器用于根据电流信息调节水泵电机的电源的频率和电压，进而调节水泵电机的转速，以控制冷却液管内冷却液的流量大小；本方案避免出现电机低速运转冷却液流量较大导致能源浪费或电机低负载时温升较低的情况，还可以避免出现电机高速运转时冷却液流量较小而达不到散热效果或电机高负载温升较高的情况。达不到散热效果或电机高负载温升较高的情况。达不到散热效果或电机高负载温升较高的情况。


技术研发人员：张庆峰 陈彭智 陈孔浩 陆恒
受保护的技术使用者：温州大学瑞安研究生院
技术研发日：2023.04.11
技术公布日：2023/7/25