一种双用途永磁同步电机的制作方法

[0001]
本实用新型涉及电机技术领域，具体涉及一种双用途永磁同步电机。


背景技术：

[0002]
为响应国家“智慧船舶，绿色海洋”方针政策，海工产品逐渐趋于智能化，高效，环保等，船舶电力推进装置系统由原来常规动力系统集成模式演变成混合动力推进系统集成模式，其中会运用到可逆式轴带混合推进系统作为节能的有效手段，而现有的永磁同步电机无法实现电机既可作为发电机又可作为电动机模式，为船舶供电或提供动力，此外，现有的永磁电机无法对电机定子绕组温度过高进行降温，从而导致的电机运转效率的降低。


技术实现要素：

[0003]
为解决现有技术问题，本实用新型通过铂热电阻传感器监测定子绕组温度，实时监测电机绕组温度，采用水套机壳通入冷却介质冷却保证电机温度不过高，同时控制系统使得电机既可以当发电机，也可以当电动机运行，适合混合海洋船舶并联应用的电动机或发电机。
[0004]
为达到上述技术效果，本实用新型具体采用以下技术方案：
[0005]
一种双用途永磁同步电机，包括电机、电机传动控制系统以及对所述电机进行冷却的冷却系统；
[0006]
所述电机包括定子绕组和定子铁心，所述定子绕组均布在所述定子铁心中，所述定子铁心压装在水套机壳中，所述水套机壳的两端分别与前端盖和后端盖固定相连，所述冷却系统的冷却介质通入所述水套机壳对所述电机进行冷却；
[0007]
所述电机传动控制系统控制所述电机在发电机模式和电动机模式直接切换。
[0008]
进一步的方案是，所述冷却系统包括铂热电阻传感器、水箱、控制模块以及水泵，所述铂热电阻传感器用于检测所述定子绕组的温度，所述水套机壳的两端分别设置有进水口和出水口，所述水泵的进水端通过管道与所述水箱的出水端相连，所述水泵的出水端通过管道与所述进水口相连，所述出水口通过管道与所述水箱的进水端相连通，所述水泵与所述控制模块电连接。
[0009]
进一步的方案是，所述冷却系统还包括流量计，所述流量计设置在所述水泵和所述进水口相连接的管道上，所述流量计的信号输出端与所述控制模块电连接。
[0010]
进一步的方案是，所述水泵进水端与所述水箱出水端相连的管道上设置有控制阀。
[0011]
进一步的方案是，所述电机传动控制系统包括igbt整流电路，igbt逆变电路以及igbt控制回路，所述电机的电压输出端与所述igbt整流电路的输入端电连接，所述igbt整流电路的电压输出端与直流母线供电输入端电连接，所述直流母线与所述igbt逆变电路电连接，所述igbt控制回路控制所述电机的供电方式的切换，所述igbt逆变电路与备用发电机组电连接。
[0012]
进一步的方案是，还包括正弦滤波器，所述igbt逆变电路的输出端与所述正弦滤波器电连接。
[0013]
进一步的方案是，所述电机还包括定子铁心和永磁体，所述永磁体镶嵌在转子铁心中，所述永磁体通过永磁体挡板密封。
[0014]
进一步的方案是，所述电机还包括转子转轴，所述转子转轴的两端分别设置有前轴承和后轴承。
[0015]
进一步的方案是，所述前轴承和所述后轴承分别通过前轴承盖、后轴承盖固定。
[0016]
进一步的方案是，所述前轴承盖、所述后轴承盖内均设置有密封圈。
[0017]
本实用新型的有益效果：
[0018]
本实用新型通过铂热电阻传感器监测定子绕组温度，实时监测电机绕组温度，采用水套机壳通入冷却介质冷却保证电机温度不过高，同时电机传动控制系统使得电机既可以当发电机，也可以当电动机运行，适合混合海洋船舶并联应用的电动机或发电机。
附图说明
[0019]
图1为本实用新型实施例一种双用途永磁同步电机的结构示意图；
[0020]
图2为本实用新型实施例中冷却系统的结构示意图；
[0021]
图3为本实用新型实施例中电机传动控制系统的结构原理图；
[0022]
图4为本实用新型实施例中电机的主视图；
[0023]
图5为本实用新型实施例中电机的拓扑图；
[0024]
图6为本实用新型实施例中带绕组铁心的示意图；
[0025]
附图标注：1-电机传动控制系统；10-转子转轴；11-水套机壳；12-前端盖；13-后端盖；14-前轴承盖；15-后轴承盖；16-密封圈；17-永磁体挡板；2-电机；3-冷却系统；4-转子铁心；41-铂热电阻传感器；5-定子铁心；51-水箱；52-控制阀；53-控制模块；54-水泵；55-流量计；56-进水口；57-出水口；6-永磁体；61-igbt整流电路；62-igbt逆变电路；63-igbt控制回路；7-定子绕组；8-前轴承；9-后轴承。
具体实施方式
[0026]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0027]
如图1-6所示，本实用新型的一个实施例公开了一种双用途永磁同步电机，包括电机2、电机传动控制系统1以及对电机2进行冷却的冷却系统3；
[0028]
电机2包括定子绕组7和定子铁心5，定子绕组7均布在定子铁心5中，定子铁心5压装在水套机壳11中，水套机壳11的两端分别与前端盖12和后端盖13固定相连，冷却系统3的冷却介质通入水套机壳11对电机2进行冷却；
[0029]
电机传动控制系统1控制电机2在发电机模式和电动机模式直接切换。
[0030]
在本实施例中，冷却系统3包括铂热电阻传感器41、水箱51、控制模块53以及水泵54，铂热电阻传感器41用于检测定子绕组7的温度，水套机壳11的两端分别设置有进水口56和出水口57，水泵54的进水端通过管道与水箱51的出水端相连，水泵54的出水端通过管道与进水口56相连，出水口57通过管道与水箱51的进水端相连通，水泵54与控制模块53电连
接。
[0031]
在本实施例中，冷却系统3还包括流量计55，流量计55设置在水泵54和进水口56相连接的管道上，流量计55的信号输出端与控制模块53电连接。通过流量计监测冷却液的流量并发出信号给控制模块。
[0032]
在本实施例中，水泵54进水端与水箱51出水端相连的管道上设置有控制阀52。通过控制阀控制冷却介质的流量。
[0033]
在本实施例中，电机传动控制系统1包括igbt整流电路61，igbt逆变电路62以及igbt控制回路63，电机2的电压输出端与igbt整流电路61的输入端电连接，igbt整流电路61的电压输出端与直流母线供电输入端电连接，直流母线与igbt逆变电路62电连接，igbt控制回路63控制电机的供电方式的切换，igbt逆变电路62与备用发电机组电连接。igbt整流电路61，igbt逆变电路62以及igbt控制回路63均为现有技术。
[0034]
在本实施例中，电机传动控制系统1还包括正弦滤波器，igbt逆变电路62的输出端与正弦滤波器电连接。正弦滤波器可将三相交流电转化为纯净的三相交流电。
[0035]
在本实施例中，电机2还包括定子铁心5和永磁体6，永磁体6镶嵌在转子铁心4中，永磁体6通过永磁体挡板17密封。
[0036]
在本实施例中，电机2还包括转子转轴10，转子转轴10的两端分别设置有前轴承8和后轴承9。用于支撑整个转子铁心的重量。
[0037]
在本实施例中，前轴承8和后轴承9分别通过前轴承盖14、后轴承盖15固定。
[0038]
在本实施例中，前轴承盖14、后轴承盖15内均设置有密封圈16。
[0039]
本实用新型具体实施过程：电机2工作时，控制阀52处于打开，铂热电阻传感器41检测定子绕组温度，超过了设定值，控制模块53调节水泵54压力，使冷却液流量增大，冷却液从水箱51流出，通过水泵54后进入电机进水口56，经过水套机壳11，从电机出水口57流回水箱51，达到冷却定子绕组目的，当铂热电阻传感器41检测定子绕组温度低于设定值，控制模块53调节水泵54压力，使冷却液流量变小，始终保持电机发出的热量与冷却液带走的热量处于热平衡状态，保证电机的温度不过高而影响电机的运转效率。
[0040]
双用途永磁同步电机当发电机运行时，输出的电压经过igbt整流电路61，整流成直流母线电压并上升至设定值后，igbt控制回路63将电池供电切换为直流母线电压供电。igbt逆变电路62将母线直流电压再逆变成三相交流电后输出，该交流电通过正弦滤波器转化为纯净的三相交流电后直接给负载供电。当双用途永磁同步电机当电动机运行时，备用发电机组开始运转供电，此时，备用发电机组发出的电输出的电压经过igbt整流电路61进行整流，整流成直流母线电压并上升至设定值后，igbt逆变电路62将母线直流电压再逆变成三相交流电后输出并给电机进行双用途永磁同步电机供电，双用途永磁同步电机由发电机变成电动机运转带动主机继续运转。电机传动控制系统使得电机既可以当发电机，也可以当电动机运行，适合混合海洋船舶并联应用的电动机或发电机。
[0041]
最后说明的是，以上仅对本实用新型具体实施例进行详细描述说明。但本实用新型并不限制于以上描述具体实施例。本领域的技术人员对本实用新型进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都涵盖在本实用新型范围内。