一种电机智能水冷系统的制作方法

本实用新型涉及电机的技术领域，尤其是涉及一种电机智能水冷系统。

背景技术：

在工业生产过程中，电动机的使用频率非常之高，特别是在大型机械设备上，对电机的工作要求会随着自动化作业的普及会越来越高，为了保持电机能够长时间的处于最佳工作状态，电机的散热性能便是决定性的考量因素之一。

现有的电机散热方式多是采用尾部风冷散热方式，该方式散热效率低，特别是对于电机持续运转的情况下，其散热效果并不理想，尚有改进的空间。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种电机智能水冷系统,通过水冷的方式对电机进行散热，提高了电机的散热效果，提高了电机的使用寿命。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种电机智能水冷系统，包括用于盛放循环液的水箱、环绕于电机内且两端均与水箱连通的冷却管、连接于冷却管上且用于驱使循环液循环的水泵、设置于电机机壳上且用于检测机壳的温度并转换为机壳温度检测信号的机壳温度检测模块、耦接于机壳温度检测模块以接收机壳温度检测信号并输出控制信号至水泵的第一控制模块。

通过采用上述技术方案，机壳温度检测模块对机壳的温度进行检测，当机壳的温度过高时，通过水泵控制循环液在冷却管内循环，带走电机内的热量，以达到降温效果，散热效果好，提高了电机的使用寿命。

本实用新型进一步设置为：所述第一控制模块包括耦接于机壳温度检测模块以接收机壳温度检测信号并输出第一比较信号的第一比较电路、耦接于第一比较电路以为第一比较电路提供第一基准信号的第一基准电路、耦接于第一比较电路以接收第一比较信号并输出第一开关信号至水泵的第一开关电路；

当机壳温度检测信号大于基准信号时，所述水泵开启控制循环液循环；反之，所述水泵保持关闭。

通过采用上述技术方案，当机壳温度大于预设值时，水泵开启，控制循环液循环对机壳进行冷却降温，而无需人工干预，实现了水冷系统控制的自动化。

本实用新型进一步设置为：还包括设置于电机机壳上以检测机壳的温度并输出调速信号至水泵的调速模块。

通过采用上述技术方案，调速模块通过机壳的温度控制水泵的转速，温度越高水泵的转速越快，循环液的循环速度越快，冷却效果越好，以使水冷系统合理使用，节约了能耗，提高了水冷系统的使用寿命。

本实用新型进一步设置为：还包括设置于水箱底部的排水阀、设置于水箱底部以检测水箱底部压力并转换为压力检测信号的压力检测模块、耦接于压力检测模块以接收压力检测信号并输出第二控制信号的第二控制模块；

所述第二控制模块包括耦接于压力检测模块以接收压力检测信号并输出第二比较信号的第二比较电路、耦接于第二比较电路以为第二比较电路提供第二基准信号的第二基准电路、耦接于第二比较电路以接收第二比较信号并输出第二开关信号至排水阀的第二开关电路；

当压力检测信号大于第二基准信号时，所述排水阀开启；反之，所述排水阀保持关闭。

通过采用上述技术方案，压力检测模块对水箱内的压力值进行检测，当水箱内的压力值大于预设值时，排水阀开启，将水箱内的循环液排出，当水箱内的压力值小于预设值时，排水阀关闭，以使水箱不易因内部压力过大而损坏，提高了水箱的使用寿命。

本实用新型进一步设置为：还包括设置于水箱内以检测循环液温度并转化为循环液温度检测信号的循环液温度检测模块、耦接于循环液温度检测模块以接收循环液温度检测信号并输出第三控制信号的第三控制模块；

第三控制模块包括耦接于循环液温度检测模块以接收循环液温度检测信号并输出第三比较信号的第三比较电路、耦接于第三比较电路以为第三比较电路提供第三基准信号的第三基准电路、耦接于第三比较电路以接收第三比较信号比输出第三开关信号至排水阀的第三开关电路；

当循环液温度检测信号大于第三基准信号时，所述排水阀开启；反之，所述排水阀保持关闭。

通过采用上述技术方案，循环液温度检测模块对循环液的温度进行检测，当循环液的温度大于预设值时，排水阀开启，将水箱内的循环液排出，以方便用户对水箱内的循环液进行替换，以确保水冷系统的水冷效果，更加智能化。

本实用新型进一步设置为：还包括设置于水箱内以检测水箱内循环液液位并转换为液位检测信号的液位检测模块、耦接于液位检测模块以接收液位检测信号并输出第四控制信号的第四控制模块、耦接于第四控制模块以接收第四控制信号并响应于第四控制信号的提醒模块；

第四控制模块包括耦接于液位检测模块以接收液位检测信号并输出第四比较信号的第四比较电路、耦接于第四比较电路以为第四比较电路提供第四基准信号的第四基准电路、耦接于第四比较电路以接收第四比较信号并输出第四开关信号的第四开关电路；

所述提醒模块耦接于第四开关电路以接收第四开关信号并响应于第四开关信号；

当液位检测信号小于第四基准信号时，所述提醒模块开启；反之，所述提醒模块保持关闭。

通过采用上述技术方案，液位检测模块对水箱内的液位进行检测，当水箱内的液位小于预设值时，提醒模块启动对用户进行提醒，提醒用户加入循环液；当水箱内的液位大于预设值时，提醒模块关闭，提醒用户停止加入循环液。

本实用新型进一步设置为：还包括耦接于机壳温度检测模块、压力检测模块与循环液温度检测模块以显示机壳温度值、水箱底部压力值和循环液温度值的显示器。

通过采用上述技术方案，显示器的设置，使用户能够直观的了解到机壳温度值、水箱底部压力值和循环液温度值，更加直观方便。

本实用新型进一步设置为：所述水泵为转子泵。

通过采用上述技术方案，转子泵具有使用寿命长、耐用、少维护，使用方便，使用成本低。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

1.通过水冷的方式对电机进行散热，提高了电机的散热效果，提高了电机的使用寿命；

2.压力检测模块对水箱内的压力值进行检测，当水箱内的压力值大于预设值时，排水阀开启，排出循环液，以使水箱不易因内部压力过大而损坏，提高了水箱的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型的一种电机智能水冷系统的结构示意图。

图2是实施例一中机壳温度检测模块、第一控制模块、调速模块和水泵的电路图。

图3是实施例一中压力检测模块、第二比较电路、第二基准电路、第二开关电路、循环液温度检测模块、第三比较电路、第三基准电路、第三开关电路和水泵的电路图。

图4是实施例一中液位检测模块、第四比较电路、第四基准电路与提醒模块的电路图。

图5是实施例二中机壳温度检测模块、循环液温度检测模块、压力检测模块、液位检测模块、水泵、排水阀、显示器与plc可编程控制器的连接图。

图中，100、水箱；110、电机；120、冷却管；130、水泵；140、机壳温度检测模块；150、第一控制模块；151、第一比较电路；152、第一基准电路；153、开关电路；160、调速模块；170、排水阀；180、压力检测模块；190、第二控制模块；191、第二比较电路；192、第二基准电路；193、第二开关电路；200、循环液温度检测模块；210、第三控制模块；211、第三比较电路；212、第三基准电路；213、第三开关电路；220、液位检测模块；230、第四控制模块；231、第四比较电路；232、第四基准电路；233、第四开关电路；240、提醒模块；250、显示器；260、plc可编程控制器；270、盖板。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1，为本实用新型公开的一种电机110智能水冷系统，包括水箱100、冷却管120、水泵130、机壳温度检测模块140和第一控制模块150。

水箱100用于盛放循环液，冷却管120环绕于电机110内，冷却管120的两端均伸出电机110，冷却管120的两端均与水箱100连接，水泵130设于冷却管120的一端，水泵130用于驱使水箱100内的循环液在冷却管120内循环。

实施例一：

参照图2，第一控制模块150包括第一比较电路151、第一基准电路152、第一开关电路153；机壳温度检测模块140设于电机110机壳上且用于检测机壳的温度并转换为机壳温度检测信号，第一比较电路151耦接于机壳温度检测模块140以接收机壳温度检测信号并输出第一比较信号，第一基准电路152耦接于第一比较电路151以为第一比较电路151提供第一基准信号，第一开关电路153耦接于第一比较电路151以接收第一比较信号并输出第一开关信号至水泵130；当机壳温度检测信号大于基准信号时，所述水泵130开启控制循环液循环；反之，所述水泵130保持关闭。

参照图2，机壳温度检测模块140包括热敏电阻rt1、电阻r1，热敏电阻rt1为负温度系数热敏电阻，热敏电阻rt1的型号为mf5210k3950；电阻r1的阻值≥10kω，此外本实施例中电阻r1的阻值优选10kω；机壳温度检测模块140也可以为温度传感器。

电阻r1的一端与电源vcc连接，电阻r1的另一端与热敏电阻rt1的一端连接。

当机壳温度升高时，热敏电阻rt1的阻值减小，热敏电阻rt1的压降就降低，由于电源vcc为恒流源，电阻r1的分压不变，机壳温度检测信号增强；当机壳温度降低时，机壳温度检测信号减弱。

第一比较电路151为比较器n1，比较器n1的型号为lm393；第一基准电路152包括电阻r2、电容c1和电位器rw1，电阻r2的阻值为90kω，电位器rw1的型号为3296w，标称阻值范围为10ω-2mω，电容c1的电容值为400pf。

比较器n1的同相输入端与热敏电阻rt1的另一端连接，比较器n1的反相输入端分别与电阻r2的一端、电容c1的一端、电位器rw1的一端连接，电位器rw1的另一端与电源vcc连接，电阻r2的另一端与地gnd连接，电容c1的另一端与地gnd连接。

参照图2，第一开关电路153包括三极管q1、电阻r3、电阻r4、电磁继电器ka1和续流二极管d1；电阻r3的阻值为1.5kω；电阻r4的阻值为1kω，电磁继电器ka1的型号为gmy2n-j，续流二极管d1的型号为fr107；三极管q1为npn型的三极管且型号为2sc4019，其中三极管的导通阈值为0.7v。

三极管q1的基极分别与电阻r3的一端、电阻r4的一端连接，电阻r3的另一端与比较器n1的输出端连接，电阻r4的另一端分别与三极管q1的发射极、地gnd连接。电磁继电器ka1的一端与三极管q1的集电极连接，电磁继电器ka1的另一端与电源vcc连接，续流二极管d1与电磁继电器ka1并联，续流二极管d1的正极与三极管q1的集电极连接，续流二极管d1的负极与电源vcc连接。

调速模块160包括热敏电阻rt3和电阻r5，热敏电阻rt3为负温度系数热敏电阻，热敏电阻rt1的型号为mf5210k3950，电阻r5的阻值为1kω；水泵130为转子泵，型号为kcs-b16sa3a。

热敏电阻rt3的一端与电磁继电器ka1的常开触点ka1-1的一端连接，热敏电阻rt3的另一端与电阻r5的一端连接，电磁继电器ka1的常开触点ka1-1的另一端与12v电源连接，电阻r5的另一端与水泵130的一端连接，水泵130的另一端与地gnd连接。

机壳温度升高，热敏电阻rt3的阻值减小，电路电流增大，水泵130的功率增加，转速增加。

当机壳温度检测信号大于第一基准信号时，比较器n1输出高电平的比较信号，三极管q1导通，电磁继电器ka1得电，电磁继电器ka1的常开触点ka1-1闭合，水泵130开启；当机壳温度检测信号小于第一基准信号时，比较器n1输出低电平的比较信号，三极管q1不导通，电磁继电器ka1不得电，电磁继电器ka1的常开触点ka1-1保持断开，水泵130保持关闭。

参照图3，还包括排水阀170、压力检测模块180、第二控制模块190、循环液温度检测模块200和第三控制模块210；排水阀170设于水箱100的底部，以控制水箱100内循环液的排放；第二控制模块190包括第二比较电路191、第二基准电路192、第二开关电路193；第三控制模块210包括第三比较电路211、第三基准电路212和第三开关电路213。

压力检测模块180设于水箱100底部以检测水箱100底部压力并转换为压力检测信号，第二比较电路191耦接于压力检测模块180以接收压力检测信号并输出第二比较信号，第二基准电路192耦接于第二比较电路191以为第二比较电路191提供第二基准信号，第二开关电路193耦接于第二比较电路191以接收第二比较信号并输出第二开关信号至排水阀170。

参照图3，压力检测模块180为压力传感器，压力传感器的型号为sldyb-2088；第二比较电路191为比较器n2，比较器n2的型号为lm393；第二基准电路192包括电阻r6、电容c2和电位器rw2，电阻r2的阻值为120kω，电位器rw2的型号为3296w，标称阻值范围为10ω-2mω，电容c2的电容值为400pf。

压力传感器与比较器的n2的同向输入端连接，比较器n2的反相输入端分别与电阻r6的一端、电容c2的一端、电位器rw2的一端连接，电位器rw2的另一端与电源vcc连接，电阻r6的另一端与地gnd连接，电容c2的另一端与地gnd连接。

参照图3，第二开关电路193包括三极管q2、电阻r7、电阻r8、电磁继电器ka2和续流二极管d2；电阻r7的阻值为3kω；电阻r8的阻值为1.5kω，电磁继电器ka2的型号为gmy2n-j，续流二极管d2的型号为fr107；三极管q2为npn型的三极管且型号为2sc4019，其中三极管的导通阈值为0.7v。

三极管q2的基极分别与电阻r7的一端、电阻r8的一端连接，电阻r7的另一端与比较器n2的输出端连接，电阻r8的另一端分别与三极管q2的发射极、地gnd连接。电磁继电器ka2的一端与三极管q2的集电极连接，电磁继电器ka2的另一端与电源vcc连接，续流二极管d2与电磁继电器ka2并联，续流二极管d2的正极与三极管q2的集电极连接，续流二极管d2的负极与电源vcc连接。

参照图3，循环液温度检测模块200设于水箱100内以检测循环液温度并转化为循环液温度检测信号，第三比较电路211耦接于循环液温度检测模块200以接收循环液温度检测信号并输出第三比较信号，第三基准电路212耦接于第三比较电路211以为第三比较电路211提供第三基准信号，第三开关电路213耦接于第二比较电路191以接收第二比较信号并输出第二开关信号至排水阀170；当压力检测信号大于第二基准信号时，排水阀170开启；反之，排水阀170保持关闭。

循环液温度检测模块200包括电阻r10和热敏电阻rt2，热敏电阻rt2为负温度系数热敏电阻，热敏电阻rt2的型号为mf5210k3950；电阻r10的阻值≥10kω，此外本实施例中电阻r1的阻值优选15kω；循环液温度检测模块200也可以为温度传感器。

电阻r10的一端与电源vcc连接，电阻r10的另一端与热敏电阻rt2的一端连接。

当水箱100内循环液温度升高时，热敏电阻rt2的阻值减小，热敏电阻rt2的压降就降低，由于电源vcc为恒流源，电阻r10的分压不变，循环液温度检测信号增强；当水箱100内循环液温度降低时，循环液温度检测信号减弱。

第三比较电路211为比较器n3，比较器n3的型号为lm393；第三基准电路212包括电阻r11、电容c3和电位器rw3，电阻r11的阻值为75kω，电位器rw3的型号为3296w，标称阻值范围为10ω-2mω，电容c3的电容值为400pf。

比较器n3的同相输入端与热敏电阻rt2的另一端连接，比较器n3的反相输入端分别与电阻r11的一端、电容c3的一端、电位器rw3的一端连接，电位器rw3的另一端与电源vcc连接，电阻r11的另一端与地gnd连接，电容c3的另一端与地gnd连接。

第三开关电路213包括三极管q3、电阻r12、电阻r13、电磁继电器ka3和续流二极管d3；电阻r12的阻值为1.5kω；电阻r13的阻值为1kω，电磁继电器ka3的型号为gmy2n-j，续流二极管d3的型号为fr107；三极管q3为npn型的三极管且型号为2sc4019，其中三极管的导通阈值为0.7v。

三极管q3的基极分别与电阻r12的一端、电阻r13的一端连接，电阻r12的另一端与比较器n3的输出端连接，电阻r13的另一端分别与三极管q3的发射极、地gnd连接。电磁继电器ka3的一端与三极管q3的集电极连接，电磁继电器ka3的另一端与电源vcc连接，续流二极管d3与电磁继电器ka3并联，续流二极管d3的正极与三极管q3的集电极连接，续流二极管d3的负极与电源vcc连接。

排水阀170的一端与电磁继电器ka2的常开触点ka2-1的一端、电磁继电器ka3的常开触点ka3-1的一端连接，排水阀170的另一端与电阻r9的一端连接，电阻r9的另一端与地gnd连接，电磁继电器ka2的常开触点ka2-1的另一端与电磁继电器ka3的常开触点ka3-1的另一端均与电源vcc连接。

当压力检测信号大于第二基准信号时，比较器n2输出高电平的比较信号，三极管q2导通，电磁继电器ka2的常开触点ka2-1闭合，排水阀170开启；随着循环液的排出，水箱100内压力降低，当压力检测信号小于第二基准信号时，比较器n2输出低电平的比较信号，三极管q2不导通，电磁继电器ka2的常开触点ka2-1保持断开，排水阀170保持关闭。

当循环液温度检测信号大于第三基准信号时，比较器n3输出高电平的比较信号，三极管q3导通，电磁继电器ka3的常开触点ka3-1闭合，排水阀170开启，将循环液排出水箱100；当循环液温度检测信号小于第三基准信号时，比较器n3输出低电平的比较信号，三极管q3不导通，电磁继电器ka3的常开触点ka3-1保持断开，排水阀170保持关闭。

参照图4，还包括液位检测模块220、第四控制模块230和提醒模块240；第四控制模块230包括第四比较电路231和第四基准电路232。

液位检测模块220设于水箱100内以检测水箱100内循环液液位并转换为液位检测信号，第四比较电路231耦接于液位检测模块220以接收液位检测信号并输出第四比较信号，第四基准电路232耦接于第四比较电路231以为第四比较电路231提供第四基准信号，第四开关模块耦接于第四比较电路231以接收第四比较信号并输出第四开关信号，提醒模块240耦接于第四开关模块以接收第四开关信号并响应于第四开关信号；当液位检测信号小于第四基准信号时，提醒模块240开启；反之，提醒模块240保持关闭。

液位检测模块220为液位传感器，型号为mik-p260；第四比较电路231为比较器n4，比较器n4的型号为lm393；第四基准电路232包括电阻r14、电容c4和电位器rw4，电阻r14的阻值为100kω，电位器rw4的型号为3296w，标称阻值范围为10ω-2mω，电容c4的电容值为400pf。

液位传感器与比较器的n4的同向输入端连接，比较器n4的反相输入端分别与电阻r14的一端、电容c4的一端、电位器rw4的一端连接，电位器rw4的另一端与电源vcc连接，电阻r14的另一端与地gnd连接，电容c4的另一端与地gnd连接。

第四开关模块包括三极管q4、电阻r15、电阻r16、电磁继电器ka4和续流二极管d4；电阻r15的阻值为1.5kω；电阻r16的阻值为1kω，电磁继电器ka4的型号为gmy2n-j，续流二极管d4的型号为fr107；三极管q4为npn型的三极管且型号为2sc4019，其中三极管的导通阈值为0.7v。

三极管q4的基极分别与电阻r15的一端、电阻r16的一端连接，电阻r15的另一端与比较器n4的输出端连接，电阻r16的另一端分别与三极管q4的发射极、地gnd连接。电磁继电器ka4的一端与三极管q4的集电极连接，电磁继电器ka4的另一端与电源vcc连接，续流二极管d4与电磁继电器ka4并联，续流二极管d4的正极与三极管q4的集电极连接，续流二极管d4的负极与电源vcc连接。

提醒模块240包括发声器sp、电阻r17；发声器sp的一端与电磁继电器ka4的常闭触点ka4-1的一端连接，发声器sp的另一端与电阻r17的一端连接，电磁继电器ka4的常闭触点ka4-1的另一端与电源vcc连接，电阻r17的另一端与地gnd连接。

当液位检测信号小于第四基准信号时，比较器n4输出低电平的比较信号，三极管q4不导通，电磁继电器ka4的常闭触点ka4-1保持闭合，发声器sp工作，提醒用户往水箱100内加入新的循环液；当液位检测信号大于第四基准信号时，比较器n4输出高电平的比较信号，三极管q4导通，电磁继电器ka4的常闭触点ka4-1断开，发声器sp不工作，提醒用户停止往水箱100内加入循环液。

实施例二：

参照图5，与实施例一的不同之处在于，排水阀170与水泵130均可通过plc可编程控制器260进行控制，第一控制模块150、第二控制模块190、第三控制模块210和第四控制模块230均集成于plc可编程控制器260上，水泵130、排水阀170、机壳温度检测模块140、液位检测模块220、循环液温度检测模块200和压力检测模块180均与plc可编程控制器260连接，plc可编程控制器260还连接有显示器250，显示器250用于显示机壳温度值、水箱100底部压力值和循环液温度值。

工作原理：

系统通电后开始工作，机壳温度检测模块140开始检测电机110机壳的温度、循环液温度检测模块200开始检测水箱100内循环液的温度，压力检测模块180开始检测水箱100底部压强，之后将采集到的数据通过数字信号发送给plc可编程控制器260，plc可编程控制器260根据接收到的数字信号的不同输出指令给显示器250，显示器250模块显示电机110机壳温度、水箱100内循环液温度和水箱100底部压强。

循环液经水泵130开始在电机110机壳上的冷却管120与水箱100之间循环，根据机壳温度检测模块140所检测到的温度不同，plc可编程控制器260能够控制水泵130的转速，从而控制循环液的循环速度，速度越快则冷却效率越高，机壳的温度越高，水泵130的转速越快。

在系统运行过程中，当循环液温度检测模块200检测到水箱100内循环液温度超过可用阀值时，显示器250会显示更换提示，提醒用户更换循环液，并且plc可编程控制器260会控制排水阀170打开排出循环液，新循环液可人工从水箱100盖板270处加入，当加入循环液到达液位检测模块220位置时，显示器250会显示停止提示。

位于底部的液位检测模块220能够实时检测水箱100底部压强，当压强超过设定阀值时，则会立即发送数字信号给plc可编程控制器260，同时plc可编程控制器260发送信号给显示器250显示警告提示，并且立即控制排水阀170开启，排放循环液，防止水箱100底部因压力过大破裂，造成水箱100漏水。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。