CN216564827U - 一种水泵交流电机水自冷散热*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水泵交流电机水自冷散热***，包括交流电机和水泵。其中，水泵与所述交流电机相连，交流电机工作能够到达水泵旋转，水泵包括水泵入水口和水泵出水口，交流电机内设置有散热装置，水泵出水口通过散热入水管道与散热装置入水口相连，散热装置出水口通过散热回水管道与水泵入水口相连。利用水泵出水口与入水口压力差驱动水流，水泵出水口流出的冷却水经散热入水管流入散热装置，在散热装置内循环，然后经散热出水管回流至水泵入水口，水流带走交流电机的热量，对交流电机进行散热，无需额外增加循环冷却设备，利用水泵出入口的压力差驱动水流，就可以达到交流电机需要的散热效果，减少了交流电机的体积，提高了交流电机的集成化程度。

Description

一种水泵交流电机水自冷散热***

技术领域

本实用新型涉及电机散热技术领域，尤其涉及一种水泵交流电机水自冷散热***。

背景技术

水泵被广泛应用于建筑供水、远程送水供水等应用场景。目前带动水泵运转的多采用交流电机，由于交流电机发热功率较高，工作环境相对封闭，热流密度较大，常导致内部温升过高，严重时会使定子绝缘失效、永磁材料退磁等，影响其运行性能、效率和寿命。为保障交流电机正常运行和控制精度，就必须对电机进行一定的散热处理。

而传统的散热方式是风冷，但风冷因为散热效率低、设备体积大的原因已经逐渐被液体冷却***替代。然而大多液体冷却***需要额外增加一套循环冷却设备，成本高，且不利于电机整体体积的缩小，不利于***集成化程度的提高。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本实用新型提供一种水泵交流电机水自冷散热***，解决了现有技术中需额外设置水循环设备对交流电机进行散热，导致交流电机体积大、成本高、集成化程度低的问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种水泵交流电机水自冷散热***，具体技术方案如下：

一种水泵交流电机水自冷散热***，包括：

交流电机，交流电机内设置有散热装置；

水泵，与交流电机相连，包括水泵入水口和水泵出水口；

水泵出水口通过散热入水管道与散热装置入水口相连，散热装置出水口通过散热回水管道与水泵入水口相连。

进一步，还包括变频器，变频器设于水泵外壁；

变频器与交流电机相连，用于控制交流电机的转速。

进一步，其特征在于，还包括压力传感器，与变频器通讯连接；

压力传感器设于水泵出水口侧，用于检测水泵出水口的压力信息，并将压力信息传输给变频器，变频器根据压力信息控制交流电机的转速。

进一步，还包括过滤装置，设于散热入水管道上，并位于水泵出水口和散热装置入水口之间。

进一步，散热装置包括多个散热管道，多个散热管道与交流电机的转子相平行；

多个散热管道内嵌于交流电机的机壳内，并沿机壳的周向均匀设置，多个散热管道一端与散热入水管道相连通，另一端与散热出水管道相连通。

进一步，散热装置为螺旋管道，内嵌于交流电机的机壳内；

螺旋管道一端与散热入水管道相连通，另一端与散热出水管道相连通。

进一步，散热装置置于交流电机的定子组件内；

定子组件内设置有多个磁极，多个磁极沿定子组件周向均匀设置。

进一步，散热装置包括平行设置的两个环形管道，两个环形管道通过多个直线管道相连通，多个直线管道与交流电机的转子相平行；

散热入水管道与其中一个环形管道相连通，散热出水管道与另一个环形管道相连通。

进一步，多个磁极的数量为多个直线管道数量的整数倍，多个直线管道分别置于相邻两个磁极之间。

进一步，水泵出水口设置有水泵出水管道；

散热入水管道设于水泵出水管道的侧壁上，并向水泵出水管道的出口侧倾斜设置。

(三)有益效果

采用本实用新型的水泵交流电机水自冷散热***，有效的解决了现有技术的不足。

本实用新型中，在原有供水***的基础上，通过在交流电机内部设置散热装置，在散热装置的两侧设置散热入水管和散热出水管，散热入水管与水泵的出水口相连，散热出水管与水泵入水口相连。利用水泵出水口与入水口压力差驱动水流，水泵出水口流出的冷却水经散热入水管流入散热装置，在散热装置内循环，然后经散热出水管回流至水泵入水口，水流带走交流电机的热量，对交流电机进行散热。相对于传统的外加循环冷却设备的交流电机冷却方式，本实用新型提供的水泵交流电机水自冷散热***不需要额外增加循环冷却设备，仅利用水泵出入口的压力差驱动水流，就可以达到交流电机需要的散热效果，大大减少了交流电机的体积，并且降低了成本，提高了交流电机的集成化程度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定，在附图中：

图1为具体实施方式中水泵交流电机水自冷散热***的结构示意图；

图2为具体实施方式中变频器的结构示意图；

图3为具体实施方式中变频器电气模块的结构示意图；

图4为具体实施方式中散热入水管道与水泵出水管道的安装示意图；

图5为具体实施方式中实施例一的散热装置的结构示意图；

图6为具体实施方式中实施例二的散热装置的结构示意图；

图7为具体实施方式中实施例二的散热装置的螺旋管道的结构示意图；

图8为具体实施方式中实施例三的定子及散热装置的结构示意图；

图9为具体实施方式中实施例三的散热装置的结构示意图；

图10为图8中A-A剖视图。

【附图标记说明】

1、水泵；

2、变频器；210、壳体；

220、电气模块；221、整流器；222、滤波器；223、逆变器；224、控制器；

230、基板；240、导热脂；

3、水泵入水口；4、散热出水管道；

5、交流电机；510、壳体；520、定子；530、磁极；540、转子；

6、散热装置；610、散热管道；620、螺旋管道；630、环形管道；640、直线管道；

7、散热入水管道；8、过滤装置；9、水泵出水口；10、压力传感器；11、水泵出水管道；12、水泵入水管道。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型的优选实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实施例保护范围的限制。

参见图1至图10，本实施例提供一种水泵交流电机水自冷散热***，包括水泵1和交流电机5。其中，交流电机5的内部设置有散热装置6，交流电机5的动力输出端与水泵1相连，交流电机5工作能够带动水泵1旋转。水泵1包括水泵入水口3和水泵出水口9，水泵入水口3通过水泵入水管道12直接与自来水管网或者地下井管道直接相连，水泵出水口9通过水泵出水管道11与供水需求端口相连。本实施例中，散热入水管道7和散热出水管道4优选为不锈钢管或胶皮管。散热入水管道7一端连接于水泵出水管道11的侧壁上，向水泵出水管道11的出口方向倾斜设置，散热入水管道7的倾角与实际应用时水泵出水管道11中水的流速和变频器2的散热需求有关。作为示例，本实施例中散热入水管道7倾角优选为0°至75°，以便于水泵出水管道11中水顺利流入散热入水管道7中。散热入水管道7的另一端与散热装置6入水口相连，散热装置6出水口通过散热出水管道4与水泵入水口3相连。

进一步，在散热入水管道7上还设置过滤装置8，过滤装置8置于水泵出水口9和散热装置6入水口之间，用于过滤冷却水中的杂质。作为示例，本实施例中的过滤装置8优选为滤网，主要用于过滤颗粒状杂质，以防止颗粒状杂质进入散热入水管道7、散热装置6及散热出水管道4造成堵塞，影响制冷效果。

进一步，还包括变频器2和压力传感器10。其中，变频器2设于水泵1的外壁上，利用水泵1中快速的流水迅速带走变频器2工作时产生的热量，对变频器2进行及时散热。变频器2与交流电机5通过导线电性连接，变频器2用于控制交流电机5的转速。压力传感器10设于水泵出水口9，与变频器2通讯连接，用于检测水泵出水口9的压力信息，变频器2根据接收到的压力信息控制交流电机5以不同的转速带动水泵1叶轮转动，从而改变水泵出水口9水流量的大小，以实现恒压供水。

具体地，参见图2，本实施例中的变频器2包括壳体210，及设于壳体210内的电气模块220。其中，壳体210为金属外壳，电气模块220设于基板230上，基板230通过导热脂240置于壳体210内，壳体210固定于水泵1的外壳上。电气模块220产生的热量经导热脂240、壳体210传递至水泵1上，水泵1中快速的流水吸收电气模块220产生的热量，对变频器2进行降温。

本实施例中，参见图3，电气模块220包括整流器221、滤波器222、逆变器223和控制器224。整流器221的输入端与外接电源电性连接，整流器221的输出端与滤波器222的输入端电性连接，滤波器222的输出端与逆变器223的输入端电性连接，逆变器223的输出端与交流电机5电性连接。其中，外接电源为220V/380V的单相或三相交流电，整流器221采用的是六只整流二极管组成的三相整流不控桥，用于将交流电整流为直流电。滤波器222可以对电源线中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除，得到一个特定频率的电源信号，或消除一个特定频率后的电源信号。逆变器223由六只IGBT管(绝缘栅双极晶体管)组成的三项逆变器223，用于将直流电转换为交流电，通过逆变器223可以获得不同频率的输出电压。控制器224的输入端与压力传感器10相连，输出端与逆变器223相连，控制器224用于接收压力传感器10检测到的水泵出水口9的压力信息，并根据压力信息控制逆变器223输出不同频率的输出电压，以驱动交流电机5以不同的转速带动水泵1叶轮转动，从而改变水泵出水口管道11水流量的大小，以实现恒压供水。

本实施例提供的水泵交流电机水自冷散热***对交流电机5进行散热冷却的原理为：利用水泵入水口3和水泵出水口9的水压差，水泵出水口9流出的水经散热入水管道7引入交流电机5的散热装置6内，使水在散热装置6中循环，将交流电机5产生的热量带走，然后经散热出水管道4回流至水泵入水口3内。同时将变频器2安装在水泵1外壁，利用水泵1中快速流动的水流迅速带走变频器2产生的热量，增强了变频器2的散热能力。本实施例在原有供水***的基础上，利用了水泵入水口3和水泵出水口9间的水压差形成水循环，对交流电机5和变频器2同时进行散热，简化了***整体的体积同时增强了散热效果，且无需额外设置制冷设备，降低了成本，可大大减小交流电机2的体积，提高了交流电机2的集成化程度。

实施例一

基于上述水泵交流电机水自冷散热***，本实施例具体提供了一种交流电机的散热装置6。

参见图5，散热装置6包括多个散热管道610，多个散热管道610一端与散热入水管道7相连，另一端与散热出水管道4相连，多个散热管道610内嵌于交流电机5的机壳510内，多个散热管道610位于同一圆周上，并沿圆周的周向均匀设置。本实施例中，散热管道610优选为铜管或胶皮管，机壳510上对应设置有多个通孔，多个散热管道610与多个通孔的数量相对应，多个散热管道610分别穿设于多个通孔内。

具体使用时，冷却水经散热入水管道7进入多个散热管道610内，并经散热出水管道4流出，冷却水在散热管道610内循环，吸收交流电机5产生的热量，对交流电机5进行冷却。

实施例二

参见图6及图7，本实施例提供的散热装置6与实施例一中散热装置6的结构及设置方式均不同。本实施例提供的散热装置6为螺旋管道620，内嵌于交流电机5的机壳510内。

具体地，本实施例中，机壳510采用铸造的方式加工而成，铸造时在机壳内部预留螺旋管道620的穿插孔，然后将螺旋管道620穿设于穿插孔内，螺旋管道620一端与散热入水管道7相连，另一端与散热出水管道4相连，螺旋管道620优选为铜管或胶皮管。

具体使用时，冷却水经散热入水管道7进入螺旋管道620内，在螺旋管道620内循环，然后经散热出水管道4流出，冷却水循环吸收交流电机5产生的热量，对交流电机5进行冷却。

实施例三

参见图8、图9及图10，本实施例提供的散热装置6与实施例一和实施例二提供的散热装置6的结构和设置位置均不同，本实施例提供的散热装置6置于交流电机5的定子520内。

具体地，散热装置6包括平行设置的两个环形管道630，两个环形管道630通过多个直线管道640相连通，直线管道640与转子540相平行。其中一个环形管道630与散热入水管道7相连通，另一个环形管道630与散热出水管道4相连通，定子520的内圈设置有多个磁极530，多个磁极530沿定子组件520的周向均匀设置。多个磁极530的数量是多个直线管道640数量的整数倍，直线管道640置于相邻两个磁极530之间。作为示例，本实施例中磁极530数量与直线管道640的数量比例为1:1，例如，磁极530的数量优选为8个，对应直线管道640的数量优选为8个，每隔1个磁极530设置一个直线管道640，直线管道640位于相邻两个磁极530之间。

具体使用时，冷却水经散热入水管道7经环形管道630流入直线管道640内，然后经另一个环形管道630流出，经散热出水管道4回流至水泵入水口3，冷却水在两个环形管道630及多个直线管道640内循环吸收交流电机5产生的热量，对交流电机5进行冷却。

以上为本实施例提供的水泵交流电机水自冷散热***的具体结构，通过在交流电机5内设置散热装置6，散热装置6与水泵出水口3和水泵入水口9相连，利用水泵出水口3和水泵入水口9的水压差、形成水循环，强化对交流电机5的散热效果，不需要额外增加一套水冷循环***即可满***流电机5的散热需求。将变频器2安装在水泵1外壁，利用水泵1中快速流动的水流迅速带走变频器2产生的热量，增强了变频器2的散热能力。整个散热***仅利用一个水泵1就可以同时完成交流电机5和变频器2的散热工作，简化了***整体的体积同时增强了散热效果。

以上所述，仅为本实用新型的较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种水泵交流电机水自冷散热***，其特征在于，包括：

交流电机(5)，所述交流电机(5)内设置有散热装置(6)；

水泵(1)，与所述交流电机(5)相连，包括水泵入水口(3)和水泵出水口(9)；

所述水泵出水口(9)通过散热入水管道(7)与所述散热装置(6)入水口相连，所述散热装置(6)出水口通过散热出水管道(4)与所述水泵入水口(3)相连。

2.根据权利要求1所述的水泵交流电机水自冷散热***，其特征在于，还包括变频器(2)，所述变频器(2)设于所述水泵(1)外壁；

所述变频器(2)与所述交流电机(5)相连，用于控制所述交流电机(5)的转速。

3.根据权利要求2所述的水泵交流电机水自冷散热***，其特征在于，还包括压力传感器(10)，与所述变频器(2)通讯连接；

所述压力传感器(10)设于所述水泵出水口(9)侧，用于检测所述水泵出水口(9)的压力信息，并将所述压力信息传输给所述变频器(2)，所述变频器(2)根据所述压力信息控制所述交流电机(5)的转速。

4.根据权利要求1所述的水泵交流电机水自冷散热***，其特征在于，还包括过滤装置(8)，设于所述散热入水管道(7)上，并位于所述水泵出水口(9)和所述散热装置(6)入水口之间。

5.根据权利要求1所述的水泵交流电机水自冷散热***，其特征在于，所述散热装置(6)包括多个散热管道(610)，多个所述散热管道(610)内嵌于所述交流电机(5)的机壳(510)内，并沿所述机壳(510)的周向均匀设置；

多个所述散热管道(610)一端与所述散热入水管道(7)相连通，另一端与所述散热出水管道(4)相连通。

6.根据权利要求1所述的水泵交流电机水自冷散热***，其特征在于，所述散热装置(6)为螺旋管道(620)，内嵌于所述交流电机(5)的机壳(510)内；

所述螺旋管道(620)一端与所述散热入水管道(7)相连通，另一端与所述散热出水管道(4)相连通。

7.根据权利要求1所述的水泵交流电机水自冷散热***，其特征在于，所述散热装置(6)置于所述交流电机(5)的定子(520)内；

所述定子(520)内圈设置有多个磁极(530)，多个所述磁极(530)沿所述定子(520)周向均匀设置。

8.根据权利要求7所述的水泵交流电机水自冷散热***，其特征在于，所述散热装置(6)包括平行设置的两个环形管道(630)，两个所述环形管道(630)通过多个直线管道(640)相连通，多个所述直线管道(640)与所述交流电机(5)的转子(540)相平行；

所述散热入水管道(7)与其中一个所述环形管道(630)相连通，所述散热出水管道(4)与另一个所述环形管道(630)相连通。

9.根据权利要求8所述的水泵交流电机水自冷散热***，其特征在于，多个所述磁极(530)的数量为多个所述直线管道(640)数量的整数倍，多个所述直线管道(640)分别置于相邻两个所述磁极(530)之间。

10.根据权利要求1所述的水泵交流电机水自冷散热***，其特征在于，所述水泵出水口(9)设置有水泵出水管道(11)；

所述散热入水管道(7)设于所述水泵出水管道(11)的侧壁上，并向所述水泵出水管道(11)的出口侧倾斜设置。

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