CN103683685A - 集成伺服马达 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集成伺服马达，伺服马达（1）通过冷却装置与伺服驱动器连接，该冷却装置包括冷却套，伺服马达（1）套接在冷却套内，伺服驱动器的机壳（2）与冷却套连接，且冷却套的壁体内具有冷却通道；伺服驱动器的机壳（2）为金属导热材料制成的内部为密闭空腔的壳体，其内部安装有风扇（11）；电气接线盒（16）位于冷却套内，且编码器（17）连接在伺服马达（1）的中心轴靠近电气接线盒（16）的一端；伺服驱动器内具有用来保护安装在其内的电子元件（12）的防震装置。采用这种结构后，散热效果好，冷却效果更好，维修方便。

Description

集成伺服马达

技术领域

本发明涉及马达技术领域，具体讲是一种集伺服马达与伺服驱动器于一体的集成伺服马达。 

背景技术

目前，电机、马达等技术领域中，伺服马达和伺服驱动器是相互分离的独立结构单元，在实际应用中，这两个独立单元必须通过信号电缆和动力电缆连接起来，通过电缆将伺服马达的位置、速度信息传递给伺服驱动器并且将伺服驱动器的控制信号输送给伺服马达。由于电缆走线复杂、维护困难等缺陷，通常会将伺服马达和伺服驱动器做成一体式结构。如中国专利网站上公开的公开号为CN1877970A、名称为“集成电机”的发明专利，它通过将伺服驱动器安装在伺服电机的散热器上，将伺服驱动器和伺服电机集成为一个统一的整体，从而抛掉了既长又复杂的通信电缆和动力电缆，使工业应用现场安装方便、维护简单。 

但是，上述这种结构的集成伺服电机存在以下的缺点： 

1）由于伺服驱动器和伺服电机都是通过自然冷却的方式冷却的，因此，冷却效果差；而且伺服驱动器是安装在伺服电机的散热器上的，因此，与伺服驱动器连接的散热器连接处的热量并不能及时散去，导致散热器散热效果差； 

2）另外，伺服驱动器内安装有大功率的模块，其在工作时会产生大量的热量，因此，伺服驱动器必须经过冷却才能保证正常工作，但是，现有技术中的冷却通常只是采用自然冷却的方式，换句话说，伺服驱动器的机壳上具有也外界相通的风孔，这样，伺服驱动器内的电气元件是采用自然风冷的方式，因此，一方面伺服驱动器的冷却效果差，另一方面，伺服驱动器内会积聚灰尘等杂质，从而影响电气元件的使用性能；再一方面，由于伺服驱动器与外界相通，空气中的湿气也会影响电气元件的使用，当电气元件有火花产生时，会引起***的安全隐患； 

3）此外，由于编码器是与伺服驱动器连接在一起的，因此，当伺服驱动器进行维修或定期检测时，需要同时将编码器也拆下，因此，一方面会破坏编码器原有的数据，另一方面维修也非常不方便。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种集伺服马达和伺服驱动器于一体的、冷却效果 更好、维修方便及防尘防水防爆的集成伺服马达。 

为解决上述技术问题，本发明提供的集成伺服马达，包括电气接线盒、编码器、连接一起的伺服马达和伺服驱动器，所述的伺服马达通过冷却装置与伺服驱动器连接，该冷却装置包括冷却套，伺服马达套接在冷却套内，伺服驱动器的机壳与冷却套连接，且冷却套的壁体内具有冷却通道；所述的伺服驱动器的机壳为金属导热材料制成的内部为密闭空腔的壳体，其内部安装有风扇；所述的电气接线盒位于冷却套内，且编码器连接在伺服马达的中心轴靠近电气接线盒的一端；所述的伺服驱动器内具有用来保护安装在其内的电子元件的防震装置。 

作为第一种冷却结构，所述的冷却通道为水冷通道，冷却套包括通过螺钉连接在一起的下冷却套和上冷却套，下冷却套的两侧分别具有支撑脚，并且两个支撑脚的上端与下冷却套连接，伺服驱动器的机壳的下端边缘与上冷却套连接；水冷通道设置在上冷却套和下冷却套的圆周壁内，并且上冷却套在长度方向上的同一侧两端分别连接有进水接头和出水接头，所述的进水接头和出水接头均与水冷通道相通。 

作为第二种冷却结构，所述的冷却通道为风冷通道，所述的风冷通道轴向贯通连接套，并且伺服马达两端的封盖和风扇端盖分别连接在连接套的两端，封盖和风扇端盖上均具有与风冷通道相通的通风孔。 

所述的伺服驱动器还包括集成线路板和盖板，所述的电子元件安装在集成线路板上，集成线路板连接在伺服驱动器的机壳内的底部；所述的盖板连接在伺服驱动器的机壳的顶端，所述的防震装置安装在集成线路板和伺服驱动器的机壳之间。 

作为第一种结构的防震装置，所述的防震装置包括橡胶柱和连接螺钉，所述的连接螺钉为两个，且连接螺钉的头部分别嵌接在橡胶柱的两端；其中一个连接螺钉连接在伺服驱动器的机壳的底部，另外一个连接螺钉通过螺母连接在集成线路板上。 

作为第二种结构的防震装置，所述的防震装置包括橡胶条和固定压块，所述的橡胶条的一端与集成线路板嵌接，另一端通过固定压块与伺服驱动器的机壳固定连接。 

所述的下冷却套和上冷却套的外圆壁上均具有多圈沿长度方向均布的平行排列的散热环。 

所述的伺服驱动器中的制动电阻连接在上冷却套上相对于进水接头的另一侧。 

采用以上结构后，本发明与现有技术相比，具有以下优点： 

1）由于伺服驱动器的机壳和伺服马达的冷却套是连接一起的，且冷却套的壁体内具有冷却通道，能及时将伺服马达产生的热量带走，因此，散热效果好；同时，也带走了伺服驱动器内的部分热量，也使伺服驱动器的冷却效果更好； 

2）冷却套可以适用不同功率的伺服马达，根据伺服马达在连接套内的长度来设计不同长 度的电气接线盒，不用另外开模，因此，通用性好，成本低； 

3）在伺服驱动器内安装风扇后，同时将伺服驱动器的机壳内形成相对封闭的壳体，这样，一方面通过风扇强制风冷的方式，使伺服驱动器的机壳内的空气得到强制流通，具有热量的空气在碰到金属导热材料的壁体后，瞬间得到冷却，从而使伺服驱动器内的电气元件得到更好的冷却，另一方面，也避免了在伺服驱动器内积聚灰尘等杂质，从而保证电气元件的使用性能； 

4）编码器安装在冷却套内，而伺服驱动器则安装在冷却套外，这样，伺服驱动器与编码器是相对独立的，当进行维修时，只需将伺服驱动器拆下即可，无需同时将编码器也拆下，从而既不会破坏编码器原有的数据，维修也非常方便； 

5）将伺服驱动器中的制动电阻连接在上水套后，一方面方便用户安装，另一方面省去了信号线电缆，因此，方便操作、节省成本； 

6）在集成线路板和伺服驱动器的机壳之间设置了防震装置后，使伺服马达在使用过程中产生的震动能得到缓冲，因此，能更加保护伺服驱动器的电子元件的使用性能。 

附图说明

图1是本发明集成伺服马达的结构示意图。 

图2是本发明集成伺服马达的结构示意图。 

图3是本发明中水冷方式时的轴向剖视的局部结构示意图。 

图4是本发明中水冷方式时的径向剖视的局部结构示意图。 

图5是本发明中风冷方式时的轴向剖视的结构示意图。 

图6是图3的A部的放大结构示意图。 

图7是本发明中第二种防震装置的结构示意图。 

其中：1、伺服马达；2、伺服驱动器的机壳；3、通风孔；4、散热环；5、上水套；6、出水接头；7、下水套；8、支撑脚；9、进水接头；10、制动电阻；11、风扇；12、电子元件；13、集成线路板；14、水冷通道；15、盖板；16、电气接线盒；17、编码器；18、风冷通道；19、封盖；20、风扇端盖；21、通风孔；22、橡胶柱；23、连接螺钉；24、螺母；25、橡胶条；26、固定压块。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。 

由图1～图4和图6所示的本发明集成伺服马达的结构示意图可知，它包括电气接线盒16、编码器17、连接一起的伺服马达1和伺服驱动器。所述的伺服马达1通过冷却装置与伺服驱动器连接，该冷却装置包括冷却套，伺服马达1套接在冷却套内，伺服驱动器的机壳2与冷却套连接，且冷却套的壁体内具有冷却通道。所述的伺服驱动器的机壳2为金属导热材 料制成的内部为密闭空腔的壳体，其内部安装有风扇11。所述的电气接线盒16位于冷却套内，且编码器17连接在伺服马达1的中心轴靠近电气接线盒16的一端。所述的伺服驱动器内具有用来保护安装在其内的电子元件12的防震装置。本实施例中，金属导热材料为铝合金，也可以是铜或其他金属导热材料。 

作为第一种冷却方式，所述的冷却通道为水冷通道14，冷却套包括通过螺钉连接在一起的下冷却套7和上冷却套5，下冷却套7的两侧分别具有支撑脚8，并且两个支撑脚8的上端与下冷却套7连接，伺服驱动器的机壳2的下端边缘与上冷却套5连接。水冷通道14设置在上冷却套5和下冷却套7的圆周壁内，并且上冷却套5在长度方向上的同一侧两端分别连接有进水接头9和出水接头6，所述的进水接头9和出水接头6均与水冷通道14相通。本实施例中，所述的水冷通道14为沿着冷却套的壁体呈螺旋状分布。 

所述的伺服驱动器还包括集成线路板13和盖板15，所述的电子元件12安装在集成线路板13上，集成线路板13连接在伺服驱动器的机壳2内的底部。所述的盖板15连接在伺服驱动器的机壳2的顶端，所述的防震装置安装在集成线路板13和伺服驱动器的机壳2之间。 

作为第一种结构的防震装置，所述的防震装置包括橡胶柱22和连接螺钉23，所述的连接螺钉23为两个，且连接螺钉23的头部分别嵌接在橡胶柱22的两端。其中一个连接螺钉23连接在伺服驱动器的机壳2的底部，另外一个连接螺钉23通过螺母24连接在集成线路板13上。 

作为第二种结构的防震装置，如图7所示，所述的防震装置包括橡胶条25和固定压块26，所述的橡胶条25的一端与集成线路板13嵌接，另一端通过固定压块26与伺服驱动器的机壳2固定连接。这样，利用橡胶条25的弹性，使集成线路板13能浮动连接在伺服驱动器的机壳2上，使集成线路板13及安装在其上的电子元件12在马达的工作过程中得到减震的作用。 

所述的下冷却套7和上冷却套5的外圆壁上均具有多圈沿长度方向均布的平行排列的散热环4。 

所述的伺服驱动器中的制动电阻10连接在上冷却套5上相对于进水接头9的另一侧。 

作为第二种冷却方式，由图5所示可知，所述的冷却通道为风冷通道18，所述的风冷通道18轴向贯通连接套，并且伺服马达两端的封盖19和风扇端盖20分别连接在连接套的两端，封盖19和风扇端盖20上均具有与风冷通道18相通的通风孔21。 

本发明中，伺服驱动器的机壳2可以是和上冷却套5可拆式连接，也可以是和上冷却套5连成一个整体；同样，支撑脚8的上端可以是和下冷却套7可拆式连接，也可以是和下冷却套7连成一个整体。 

本发明中，水冷通道14是围绕上冷却套5和下冷却套7的壁体呈螺旋状的结构存在，此外，水冷通道14也可以是轴向的直通道。 

本发明中，伺服驱动器的电线穿线孔3设置在伺服驱动器的机壳2的端面上，也可以是设置在伺服驱动器的机壳2的底部。 

本发明中，伺服驱动器的盖板15可以是可拆连接在伺服驱动器的机壳2顶部，也可以是和伺服驱动器的机壳2连成一个整体。 

以上这些变化均落入本发明的保护范围之内。 

Claims (8)

1.一种集成伺服马达，包括电气接线盒（16）、编码器（17）、连接一起的伺服马达（1）和伺服驱动器，其特征在于：所述的伺服马达（1）通过冷却装置与伺服驱动器连接，该冷却装置包括冷却套，伺服马达（1）套接在冷却套内，伺服驱动器的机壳（2）与冷却套连接，且冷却套的壁体内具有冷却通道；所述的伺服驱动器的机壳（2）为金属导热材料制成的内部为密闭空腔的壳体，其内部安装有风扇（11）；所述的电气接线盒（16）位于冷却套内，且编码器（17）连接在伺服马达（1）的中心轴靠近电气接线盒（16）的一端；所述的伺服驱动器内具有用来保护安装在其内的电子元件（12）的防震装置。

2.根据权利要求1所述的集成伺服马达，其特征在于：所述的冷却通道为水冷通道（14），冷却套包括通过螺钉连接在一起的下冷却套（7）和上冷却套（5），下冷却套（7）的两侧分别具有支撑脚（8），并且两个支撑脚（8）的上端与下冷却套（7）连接，伺服驱动器的机壳（2）的下端边缘与上冷却套（5）连接；水冷通道（14）设置在上冷却套（5）和下冷却套（7）的圆周壁内，并且上冷却套（5）在长度方向上的同一侧两端分别连接有进水接头（9）和出水接头（6），所述的进水接头（9）和出水接头（6）均与水冷通道（14）相通。

3.根据权利要求2所述的集成伺服马达，其特征在于：所述的冷却通道为风冷通道（18），所述的风冷通道（18）轴向贯通连接套，并且伺服马达两端的封盖（19）和风扇端盖（20）分别连接在连接套的两端，封盖（19）和风扇端盖（20）上均具有与风冷通道（18）相通的通风孔（21）。

4.根据权利要求1所述的集成伺服马达，其特征在于：所述的伺服驱动器还包括集成线路板（13）和盖板（15），所述的电子元件（12）安装在集成线路板（13）上，集成线路板（13）连接在伺服驱动器的机壳（2）内的底部；所述的盖板（15）连接在伺服驱动器的机壳（2）的顶端，所述的防震装置安装在集成线路板（13）和伺服驱动器的机壳（2）之间。

5.根据权利要求4所述的集成伺服马达，其特征在于：所述的防震装置包括设置在集成线路板（13）四个边角处的橡胶柱（22）和连接螺钉（23），每个边角处的连接螺钉（23）为两个，且连接螺钉（23）的头部分别嵌接在橡胶柱（22）的两端；其中一个连接螺钉（23）连接在伺服驱动器的机壳（2）的底部，另外一个连接螺钉（23）通过螺母（24）连接在集成线路板（13）上。

6.根据权利要求4所述的集成伺服马达，其特征在于：所述的防震装置包括橡胶条（25）和固定压块（26），所述的橡胶条（25）的一端与集成线路板（13）嵌接，另一端通过固定压块（26）与伺服驱动器的机壳（2）固定连接。

7.根据权利要求2所述的集成伺服马达，其特征在于：所述的下冷却套（7）和上冷却套（5）的外圆壁上均具有多圈沿长度方向均布的平行排列的散热环（4）。

8.根据权利要求2所述的集成伺服马达，其特征在于：所述的伺服驱动器中的制动电阻（10）连接在上冷却套（5）上相对于进水接头（9）的另一侧。

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