一體式變頻電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種變頻電機(jī)，尤其為一體式變頻電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]用于風(fēng)機(jī)水泵的電機(jī)一般采用通用電機(jī)技術(shù)方案，運(yùn)行效率較低，采用通用型的高效率電機(jī)進(jìn)行替換匹配使用，既無法發(fā)揮出電機(jī)高效率運(yùn)行特性，也不能提高系統(tǒng)運(yùn)行的高效率，系統(tǒng)工況適應(yīng)性差；如傳統(tǒng)的變頻電機(jī)和變頻驅(qū)動(dòng)器分離式系統(tǒng)，由于電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器組合對(duì)象的不確定性，因此在驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)上一般考慮較多用戶參數(shù)設(shè)置，諸如電機(jī)參數(shù)設(shè)置、低速電壓提升等，對(duì)用戶而言，要使用好變頻系統(tǒng)，發(fā)揮好變頻系統(tǒng)最佳的運(yùn)行性能，進(jìn)行如此的專業(yè)但又必不可少的參數(shù)設(shè)置工作顯然是困難的，由于變頻驅(qū)動(dòng)器輸出的高頻脈沖電源，是非理想的正弦波電源，脈沖電源在電纜傳輸中的電壓反射疊加效應(yīng)，使電機(jī)極易承受2倍甚至更高的端電壓，容易引起電機(jī)絕緣失效；由于電機(jī)與變頻驅(qū)動(dòng)器均為功率型器件，其自身的損耗發(fā)熱、較大的結(jié)構(gòu)體積、冷卻散熱等問題是成為電機(jī)與變頻驅(qū)動(dòng)器一體化設(shè)計(jì)的技術(shù)難點(diǎn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題和提出的技術(shù)任務(wù)是對(duì)現(xiàn)有技術(shù)方案進(jìn)行完善與改進(jìn)，提供一體式變頻電機(jī)，以達(dá)到運(yùn)行穩(wěn)定、安裝維護(hù)方便、降低成本的目的。為此，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案。
[0004]一體式變頻電機(jī)，包括電機(jī)、變頻器，其特征在于:所述的變頻器置于電機(jī)后端，變頻器與電機(jī)之間為無電纜連接的一體化結(jié)構(gòu)，所述的變頻器緊固在電機(jī)后端蓋，三相交流電通過電源連接線與變頻器相連，上位機(jī)通過上位機(jī)連接線與變頻器相連，為變頻器提供上位機(jī)指令。電機(jī)與變頻控制一體化，完整解決電機(jī)和變頻器的損耗產(chǎn)品問題，系統(tǒng)可靠性高，系統(tǒng)還具有整體體積較小，對(duì)于維護(hù)和安裝都提供了一定的便利。
[0005]作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步完善和補(bǔ)充，本實(shí)用新型還包括以下附加技術(shù)特征。
[0006]變頻器包括變頻器外罩、設(shè)于變頻器外罩內(nèi)的主控模塊、上位機(jī)速度指令模塊、電源指示燈、故障指示燈、電源模塊、逆變器模塊和電流采樣模塊，所述的變頻器外罩通過螺母固定于電機(jī)的尾部端蓋上，變頻器的逆變器模塊通過螺釘緊固在電機(jī)的后端蓋，電機(jī)輸出軸外伸于電機(jī)的前端。逆變器模塊通過緊固件緊貼于電機(jī)的后端蓋，逆變器的熱量直接通過后端蓋傳導(dǎo)出去，提高變頻器的工作穩(wěn)定性。
[0007]所述的電機(jī)是永磁同步電機(jī)，所述的電機(jī)轉(zhuǎn)子采用稀土永磁材料，所述的電機(jī)的定子采用定子斜槽結(jié)構(gòu)。提升了電機(jī)效率，有效減小了齒槽效應(yīng)轉(zhuǎn)矩。
[0008]所述的主控模塊采用DSP或者M(jìn)CU。
[0009]所述的電流采樣模塊采用差分采樣電路，所述的差分采樣電路包括采樣電阻。替代傳感器，降低了成本，且能夠保證較低電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的波動(dòng)率，提高電機(jī)運(yùn)行的平穩(wěn)性。
[0010]所述的故障指示燈為L(zhǎng)ED燈。LED燈工作可靠，且顯示明顯，使用者易于發(fā)現(xiàn)故障指示燈的變化。
[0011]所述的電機(jī)的后端蓋材料為鑄鋁。鑄鋁后端蓋加快散熱效率。
[0012]所述的故障指示燈包括高壓報(bào)警燈、欠壓報(bào)警燈、過流報(bào)警燈、啟動(dòng)失敗燈、輸入缺相報(bào)警燈。
[0013]主控模塊與逆變器模塊通過光耦隔離器相連，主控模塊與電流采樣模塊通過差分采樣電路相連，主控模塊根據(jù)電流采樣模塊提供的電流信號(hào)進(jìn)行電流環(huán)閉環(huán)控制，主控模塊發(fā)出的SVPWM信號(hào)通過光耦隔離器與逆變器模塊相連。
[0014]有益效果:電機(jī)與變頻器的一體化設(shè)計(jì)，減少了電纜連接，改善了絕緣影響，變頻器可以借助電機(jī)后端蓋部分散熱，整機(jī)系統(tǒng)體積最小，便于安裝維護(hù)，提高電機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性，降低成本。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖2是本實(shí)用新型連接關(guān)系以及指示圖。
[0017]圖3是本實(shí)用新型系統(tǒng)控制框圖。
[0018]圖中:1-變頻器；2-電機(jī)；3-電機(jī)軸；4-變頻器外罩；5-上位機(jī)連接線；6_電源連接線；7_系統(tǒng)電源指示燈；8-系統(tǒng)故障指示燈；9-電源模塊；10-上位機(jī)速度指令模塊；11-主控模塊；12_逆變器模塊；13-電流采樣模塊；14-負(fù)載。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合說明書附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0020]如圖1所示，本實(shí)用新型包含變頻器I和電機(jī)2，變頻器I通過螺母固定于電機(jī)2的尾部端蓋上。其中，變頻器2的逆變器模塊12通過螺釘緊固在電機(jī)2后端蓋，利用電機(jī)2后端蓋部分進(jìn)行散熱。電機(jī)輸出軸3外伸于電機(jī)的前端，用于連接15負(fù)載。
[0021]如圖1、2、3所示，系統(tǒng)輸入采用連接電源連接線6將三相交流電源輸入到變頻器I內(nèi)部。然后通過變頻器I的電源模塊9將通過電源連接線6輸入的三相交流電轉(zhuǎn)換為各種直流電壓，以供變頻器I正常運(yùn)行。
[0022]如圖2、3所示，上位機(jī)連接線5通過變頻器I內(nèi)部連接到系統(tǒng)主控模塊11，上位機(jī)速度指令模塊10采用模擬電壓信號(hào)，連接到主控模塊11的模擬端口，經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換后作為內(nèi)部速度指令進(jìn)行速度閉環(huán)控制。主控模塊11有電源模塊9進(jìn)行電壓供電。上電正常后，電源指示燈7點(diǎn)亮，指示系統(tǒng)電壓正常供電。連接到主控模塊11的故障指示燈8在系統(tǒng)檢測(cè)到故障信號(hào)后，主控模塊11發(fā)出故障指示指令，使故障指示燈8閃爍。主控模塊11與逆變器模塊12通過光耦隔離器相連，主控模塊11與電流采樣模塊14通過差分采樣電路相連，主控模塊11根據(jù)電流采樣模塊14提供的電流信號(hào)進(jìn)行電流環(huán)閉環(huán)控制，主控模塊11發(fā)出的SVPWM信號(hào)通過光耦隔離器與逆變器模塊12相連。逆變器模塊12與電機(jī)13相連，主控模塊11輸出的SVPWM信號(hào)通過逆變器12控制電機(jī)13的速度調(diào)節(jié)。電機(jī)13通過電機(jī)軸3與負(fù)載15相連，帶動(dòng)負(fù)載15運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0023]為提升了電機(jī)部分的效率及有效減小了齒槽效應(yīng)轉(zhuǎn)矩，電機(jī)2是永磁同步電機(jī)，電機(jī)2轉(zhuǎn)子采用稀土永磁材料，電機(jī)2的定子采用定子傾斜半個(gè)齒槽的結(jié)構(gòu)。
[0024]在保證采樣精度的前提下，為了進(jìn)一步降低成本。電流采樣模塊13采用高精度采樣電阻，采取差分采樣的方法來代替價(jià)格較貴的電流傳感器。主控模塊11采用DSP或者M(jìn)CU0
[0025]為了提高工作的可靠性，及使用者能及時(shí)發(fā)現(xiàn)指示燈的異常，故障指示燈8采用LED燈，變頻器當(dāng)出現(xiàn)高壓、欠壓、過流、啟動(dòng)失敗或輸入缺相時(shí)，變頻器封鎖系統(tǒng)輸出，并采用相應(yīng)LED燈閃爍方式通知用戶系統(tǒng)存在故障。
[0026]以上圖1-3所示的一體式變頻電機(jī)是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，已經(jīng)體現(xiàn)出本實(shí)用新型實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和進(jìn)步，可根據(jù)實(shí)際的使用需要，在本實(shí)用新型的啟示下，對(duì)其進(jìn)行形狀、結(jié)構(gòu)等方面的等同修改，均在本方案的保護(hù)范圍之列。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一體式變頻電機(jī)，包括電機(jī)(2)、變頻器(1)，其特征在于:所述的變頻器(I)置于電機(jī)(2)后端，變頻器(I)與電機(jī)(2)之間為無電纜連接的一體化結(jié)構(gòu)，所述的變頻器緊固在電機(jī)(2)后端蓋，三相交流電通過電源連接線(6)與變頻器(I)相連，上位機(jī)通過上位機(jī)連接線(5)與變頻器(I)相連，為變頻器(I)提供上位機(jī)指令。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式變頻電機(jī)，其特征在于:變頻器(I)包括變頻器外罩(4)、設(shè)于變頻器外罩(4)內(nèi)的主控模塊(11)、上位機(jī)速度指令模塊(10)、電源指示燈(7)、故障指示燈(8)、電源模塊(9)、逆變器模塊(12)和電流采樣模塊(13)，所述的變頻器外罩(4)通過螺母固定于電機(jī)(2)的尾部端蓋上，變頻器(2)的逆變器模塊(12)通過螺釘緊固在電機(jī)(2 )的后端蓋，電機(jī)輸出軸(3 )外伸于電機(jī)的前端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式變頻電機(jī)，其特征在于:所述的電機(jī)(2)是永磁同步電機(jī)，所述的電機(jī)(2)轉(zhuǎn)子采用稀土永磁材料，所述的電機(jī)(2)的定子采用定子斜槽結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一體式變頻電機(jī)，其特征在于:所述的主控模塊(11)采用DSP 或者 MCU。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一體式變頻電機(jī)，其特征在于:所述的電流采樣模塊(13)采用差分采樣電路，所述的差分采樣電路包括采樣電阻。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一體式變頻電機(jī)，其特征在于:所述的故障指示燈(8)為L(zhǎng)ED燈。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一體式變頻電機(jī)，其特征在于:所述的電機(jī)(2)的后端蓋材料為鑄鋁。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一體式變頻電機(jī)，其特征在于:所述的故障指示燈(8)包括高壓報(bào)警燈、欠壓報(bào)警燈、過流報(bào)警燈、啟動(dòng)失敗燈、輸入缺相報(bào)警燈。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一體式變頻電機(jī)，其特征在于:主控模塊(11)與逆變器模塊(12)通過光耦隔離器相連，主控模塊(11)與電流采樣模塊(14)通過差分采樣電路相連，主控模塊(11)根據(jù)電流采樣模塊(14)提供的電流信號(hào)進(jìn)行電流環(huán)閉環(huán)控制，主控模塊(11)發(fā)出的SVPWM信號(hào)通過光耦隔離器與逆變器模塊(12)相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一體式變頻電機(jī)，其特征在于:逆變器模塊(12)與電機(jī)(13)相連，主控模塊(11)輸出的SVPWM信號(hào)通過逆變器(12)控制電機(jī)(13)的速度調(diào)節(jié)。
【專利摘要】一體式變頻電機(jī)，涉及一種變頻電機(jī)。目前傳統(tǒng)的變頻電機(jī)和變頻驅(qū)動(dòng)器分離式系統(tǒng)，由于電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器組合對(duì)象的不確定性，在驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)上一般考慮較多用戶參數(shù)設(shè)置，設(shè)置復(fù)雜，且變頻器散熱面積有限，散熱不佳。本實(shí)用新型包括電機(jī)、變頻器，其特征在于：所述的變頻器置于電機(jī)后端，變頻器與電機(jī)之間為無電纜連接的一體化結(jié)構(gòu),所述的變頻器緊固在電機(jī)后端蓋，三相交流電通過電源連接線與變頻器相連，上位機(jī)通過上位機(jī)連接線與變頻器相連，為變頻器提供上位機(jī)指令。本技術(shù)方案電機(jī)與變頻控制一體化，完整解決電機(jī)和變頻器的損耗產(chǎn)品問題，系統(tǒng)可靠性高，系統(tǒng)還具有整體體積較小，對(duì)于維護(hù)和安裝都提供了一定的便利。
【IPC分類】H02P21-00, H02K11-00
【公開號(hào)】CN204334231
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420725887
【發(fā)明人】姜澤, 廉晨龍, 嚴(yán)偉燦, 俞益鋒
【申請(qǐng)人】臥龍電氣集團(tuán)股份有限公司, 臥龍電氣集團(tuán)杭州研究院有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2014年11月28日