CN104505989B - 一种智能电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械领域的电气化应用设备技术领域，尤其涉及一种智能电机，包括转子、定子、转轴及电机外壳，定子固定于电机外壳的内壁，转轴穿过定子，转子位于定子内部，转轴的两端与电机外壳连接，其特征在于：还包括处理器和显示单元，所述主处理器连接有电机启动保护装置、电机转速调节装置。这种智能电机，具有减小电机启动时电流过大、工作过程中防止电机速度过大、发热过量、过载时烧坏线圈绕组的优点。

Description

一种智能电机

技术领域

本发明涉及机械领域的电气化应用设备技术领域，尤其涉及一种智能电机。

背景技术

电机是一种将电能转化成机械能的常用装置，作为机械的电气化设备。电机在启动时能产生很大的启动电流，为电机的额定电流的7-10倍，过大电流会对电机内绕组有发生位移和变形的影响。电机在工作中，由于电流经过线圈绕组时会产生大量的热能，不仅造成电机严重的热量损失，影响电机工作时的电能转换效率，缺陷比较明显。

此外，普通的电机不能根据电机负载的变化调节电机的输入电流，当电机的负载变大时，电机的转速就会降低，甚至可能停转，若此时仍然按额定电流输入，则输入的电能会全部被线圈绕组转化为热能，不仅造成电能的严重浪费，还非常容易烧坏电机的线圈绕组，从而造成电机报废，严重时甚至引发火灾，安全隐患比较严重。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种减小电机启动时电流过大、工作过程中防止电机速度过大发热过量、过载时烧坏线圈绕组的智能电机。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种智能电机，包括转子、定子、转轴及电机外壳，定子固定于电机外壳的内壁，转轴穿过定子，转子位于定子内部，转轴的两端与电机外壳连接，还包括处理器和显示单元，所述处理器连接有电机启动保护装置、电机转速调节装置。

其中，所述电机启动保护装置包括相互连接的电源和开关，所述电源和开关之间设有调压电路，调压电路依次连接有电流检测电路和驱动电路，驱动电路的一端连接在所述调节电路和开关之间，另一端连接处理器；所述电流检测电路包括电流检测装置，电流检测装置的输入端与所述电源的输入端连接，所述电流检测装置的输出端与所述处理器的输入端连接，所述处理器的输出端与所述驱动电路的输入端连接，所述驱动电路的输出端与所述的开关连接。

其中，所述电机转速调节装置，包括速度检测单元、信号转换单元、信号调节单元、整流逆变单元、执行机构，速度检测单元的输入端和执行机构输出端相连接，速度检测单元的输出端和信号转换单元的输入端相连接，信号转换单元的输出端和处理器的输入端相连接，处理器输出端和信号调节单元的输入端相连接，信号调节单元的输出端和整流逆变单元的输入端相连接，整流逆变单元的输出端和执行机构输入端相连接，显示单元的输入端和处理器的输出端相连接。

其中，所述电机外壳装设有骨架油封，转轴的左端穿过该骨架油封。

其中，所述转轴的右端设置有轴承座，轴承座的右端装设有风扇。

其中，所述电机外壳的右端设有风罩，所述风罩包裹着所述轴承座和所述风扇。

其中，在所述轴承座的内腔上设有一个通气孔，通气孔位于轴承座内润滑油液面以上，通气孔上连接有一个导管，导管的另一端伸出至所述风罩外。

其中，所述导管的另一端口的上方有通气盖。

其中，所述导管的另一端的端口与所述通气盖之间设有一蝶形板，蝶形板的外侧直径比所述通气盖的直径大，所述蝶形板的外侧边沿为向下倾斜。

其中，所述显示单元设于所述电机外壳的表面。

其中，所述显示单元连接有操作装置，所述操作装置与所述处理器电连接。

其中，所述处理器电连接有存储器。

本发明的重大创新之处在于还包括处理器和显示单元，处理器连接有电机启动保护装置、电机转速调节装置，这实现了电机的自我诊断和智能操控。而且，显示单元连接有操作装置，便于操作人员输入或修改电机内的设定信息，方便操控。处理器电连接有存储器，便于长期存储处理器的数据，进行数据的自我诊断和调适。另外，本发明相对于其他智能控制方法，其间的控制线路布局具有紧凑性，线路连接方式能够有效避免出现短路、烧毁等故障。

本发明的有益效果在于：提供了一种智能电机，通过电机启动装置，随时监测电机在启动时和工作时的电流电压情况，当发现供电电流或电压大于电机的额定电流电压时，通过处理器驱动驱动电路切断电源，防止因电流电压过大而烧坏电机。另外，通过电机转速调节装置，当电机的负载过大时，电机的转子及转轴的转速降低，线圈绕组的发热量增大，线圈绕组的电阻变大，电机的输入电流减小，检测装置检测到该信息之后反馈给处理器，处理器根据检测到的电流信息与设定的极限数据对比后得出控制信息，处理器将控制信息传递给驱动电路，通过降低或切断驱动电路的输出电流来避免电机过量发热，从而起到保护电机的作用。

附图说明

图1为本发明的剖面结构图。

图2为本发明的电路原理框图。

其中，1处理器；2显示单元；31电源；32检测电路；33驱动电路；34开关；41执行单元；42速度检测单元；43信号转换单元；44信号调节单元；45整流逆变单元；5存储器；6电机外壳；7转轴；8骨架油封；9轴承座；10风扇；11风罩；12导管；13通气盖；14蝶形板。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

如图1、图2所示，一种智能电机，包括转子、定子、转轴（7）及电机外壳（6），定子固定于电机外壳（6）的内壁，转轴（7）穿过定子，转子位于定子内部，转轴（7）的两端与电机外壳（6）连接，还包括处理器（1）和显示单元（2），所述处理器（1）连接有电机启动保护装置、电机转速调节装置；定子上的线圈绕组通电后产生磁力，转子在定子内转动，从而实现所述智能电机的电能及机械能的转换功能。

所述电机启动保护装置包括相互连接的电源（31）和开关（34），所述电源（31）和开关（34）之间设有调压电路，调压电路依次连接有电流的检测电路（32）和驱动电路（33），驱动电路（33）的一端连接在所述调压电路和开关（34）之间，另一端连接处理器（1）；检测电路（32）包括电流检测装置，电流检测装置的输入端与所述电源（31）的输入端连接，电流检测装置的输出端与所述处理器（1）的输入端连接，所述处理器（1）的输出端与所述驱动电路（33）的输入端连接，所述驱动电路（33）的输出端与开关（34）连接。

当所述智能电机的启动电流过大时，电流检测装置将检测信号通过电流检测电路（32）输送到处理器（1），处理器（1）经过信号处理，发出信号驱动驱动电路（33）切断开关（34），防止电机因电流过大而造成损坏。

同理，当电机的转子及转轴（7）的转速降低，线圈绕组的发热量增大，线圈绕组的电阻变大，所述智能电机的输入电流减小，即驱动电路（33）的输出电流减小，电流检测装置检测到该信息之后反馈给处理器（1），处理器（1）根据检测到的电流信息与设定的极限数据对比后得出控制信息，例如设定下限电流为10A，若检测到的电流小余10A，则处理器（1）将控制信息传递给驱动电路（33），通过降低或切断驱动电路（33）的输出电流来避免电机过量发热，从而起到保护电机和智能的作用。

所述电机转速调节装置，包括速度检测单元（42）、信号转换单元（43）、信号调节单元（44）、整流逆变单元（45）、执行机构（41），其中速度检测单元（42）的输入端和执行机构（41）输出端相连接，速度检测单元（42）的输出端和信号转换单元（43）的输入端相连接，信号转换单元（43）的输出端和处理器（1）的输入端相连接，处理器（1）输出端和信号调节单元（44）的输入端相连接，信号调节单元（44）的输出端和整流逆变单元（45）的输入端相连接，整流逆变单元（45）的输出端和执行机构（41）输入端相连接，显示单元（2）的输入端和处理器（1）的输出端相连接。

执行机构（41）是将定子和转子之间的相对转速，通过速度检测单元（42）随时检测其转速情况，速度检测单元（42）把速度信号通过信号转换单元（43）转换成数字信号，传送到处理器（1）进行对比分析，然后传送到信号调节单元（44），信号调节单元（44）通过整流逆变单元（45）的元器件，控制执行机构（41）的运作恢复到正常状态，同时，显示单元（2）会随时显示其检测结果和运作结果。

本实施例的所述电机外壳（6）装设有骨架油封（8），转轴（7）的左端穿过该骨架油封（8），智能电机与液压泵连接时，骨架油封（8）的设置可以在不影响转轴（7）转动的前提下，保证转轴（7）与电机外壳（6）之间的密封性能，防止液压油进入智能电机而影响智能电机的正常工作。

所述转轴（7）的右端设置有轴承座（9），轴承座（9）的右端装设有风扇（10），以增强智能电机的散热性能。

所述电机外壳（6）的右端设有风罩（11），所述风罩（11）包裹着所述轴承座（9）和所述风扇（10），以防止工作人员或其它部件碰到风扇（10）而造成危险，安全性能更高。

在所述轴承座（9）的内腔上设有一个通气孔，通气孔位于轴承座（9）内润滑油液面以上，通气孔上连接有一个导管（12），导管（12）的另一端伸出至所述风罩（11）外。采用导管（12）将轴承座（9）内腔与电机外侧的大气相通，电机内的风扇（10）在冷却电机时产生鼓风作用，使风罩（11）内的气压高于电机外侧的大气压，因轴承座（9）所有的***密封处的空气与风罩（11）内的空气相通，轴承座（9）***密封处的气压高于大气压，利用轴承座***的气压与转轴（7）、轴承座（9）内的气压之间的压差阻碍润滑油通过各密封面从轴承座（9）内部向外流动，从而长期有效避免风罩（11）内的滑动轴承或稀油润滑滚动轴承在密封圈有磨损的情况下出现漏油现象。

所述导管（12）的另一端口的上方有通气盖（13），具有防尘防雨作用，所述导管（12）的另一端的端口与所述通气盖（13）之间设有一蝶形板（14），蝶形板（14）的外侧直径比所述通气盖（13）的直径大，所述蝶形板（14）的外侧边沿为向下倾斜，可防止雨水通过通气盖（13）与导管（12）的接口进入轴承座（9）内，又可避免风罩（11）内的气流喷出导管（12）孔影响通气盖（13）附近的气压场。

所述显示单元（2）设于所述电机外壳（6）的表面。

所述显示单元（2）连接有操作装置，所述操作装置与所述处理器（1）电连接。该操作装置与处理器（1）电连接，便于操作人员输入或修改电机内的设定信息，方便操控。

所述处理器（1）电连接有存储器（5）。该存储器（5）长期存储处理器（1）的数据。

本实施例的所述显示单元（2）和处理器（1）电连接有操作装置，便于操作人员输入或修改智能电机内的设定信息，方便操控。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能电机，包括转子、定子、转轴及电机外壳，定子固定于电机外壳的内壁，转轴穿过定子，转子位于定子内部，转轴的两端与电机外壳连接，其特征在于：还包括处理器和显示单元，处理器连接有电机启动保护装置、电机转速调节装置；

电机启动保护装置包括相互连接的电源和开关，电源和开关之间设有调压电路，调压电路依次连接有电流的检测电路和驱动电路，检测电路包括电流检测装置，电流检测装置的输入端与电源的输入端连接，电流检测装置的输出端与处理器的输入端连接，处理器的输出端与驱动电路的输入端连接，驱动电路的输出端与开关连接；

电机转速调节装置，包括速度检测单元、信号转换单元、信号调节单元、整流逆变单元、执行机构，速度检测单元的输入端和执行机构的输出端相连接，速度检测单元的输出端和信号转换单元的输入端相连接，信号转换单元的输出端和处理器的输入端相连接，处理器输出端和信号调节单元的输入端相连接，信号调节单元的输出端和整流逆变单元的输入端相连接，整流逆变单元的输出端和执行机构输入端相连接，显示单元的输入端和处理器的输出端相连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能电机，其特征在于：所述电机外壳装设有骨架油封，转轴的左端穿过该骨架油封，转轴的右端设置有轴承座，轴承座的右端装设有风扇。

3.根据权利要求2所述的一种智能电机，其特征在于：所述电机外壳的右端设有风罩，风罩包裹着轴承座和风扇。

4.根据权利要求3所述的一种智能电机，其特征在于：所述轴承座的内腔上设有一个通气孔，通气孔位于轴承座内润滑油液面以上，通气孔上连接有一个导管，导管的另一端伸出至风罩外。

5.根据权利要求4所述的一种智能电机，其特征在于：所述导管的另一端口的上方有通气盖，端口与通气盖之间设有一蝶形板，蝶形板的外侧直径比通气盖的直径大，蝶形板的外侧边沿为向下倾斜。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的一种智能电机，其特征在于：所述显示单元设于电机外壳的表面，显示单元连接有操作装置，操作装置与处理器电连接。

7.根据权利要求6所述的一种智能电机，其特征在于：所述处理器电连接有存储器。

8.一种权利要求1所述智能电机的启动保护方法，其特征在于：在电源和开关之间设有调压电路，调压电路依次连接有包括电流检测装置的检测电路和驱动电路，当智能电机的启动电流过大时，电流检测装置将检测信号通过检测电路输送到处理器，处理器经过信号处理，发出信号驱动驱动电路切断开关。

9.一种权利要求1所述智能电机的启动保护方法，其特征在于：在电源和开关之间设有调压电路，调压电路依次连接有包括电流检测装置的检测电路和驱动电路，当电机的转子及转轴的转速降低，线圈绕组的发热量增大，驱动电路的输出电流减小，电流检测装置将检测的信息反馈给处理器，处理器根据检测信息与设定的极限数据对比得出控制信息，并将控制信息传递给驱动电路，通过降低或切断驱动电路的输出电流来避免电机过量发热。

10.一种权利要求1所述智能电机的转速调节方法，其特征在于：所述智能电机的执行机构将定子和转子之间的相对转速，通过速度检测单元随时检测其转速情况，速度检测单元把速度信号通过信号转换单元转换成数字信号，传送到处理器进行对比分析，然后传送到信号调节单元，信号调节单元通过整流逆变单元的元器件，控制执行机构的运作恢复到正常状态。