一种伺服电机散热系统及其使用方法

本发明涉及伺服电机散热领域，特别涉及一种伺服电机散热系统及其使用方法。

背景技术：

1、伺服电机可以控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出；对于伺服电机的散热可以选择自然风冷散热、强制风冷散热、液体循环散热等方式。

2、常规的伺服电机散热系统多采用单一散热方式，但是各种单一散热方式各有优缺点，风冷散热系统结构简单但是对电机内部热量传递效率不高，液冷散热系统容易使得热量堆积在电机机壳表面。

3、本申请提供一种伺服电机散热系统及其使用方法，采用风冷和液冷结合方式组成散热系统。

技术实现思路

1、本申请的目的在于解决传统伺服电机单一散热系统方式存在的缺点，相比现有技术提供一种伺服电机散热系统及其使用方法，可以实现液冷提高内部热量向外传递的效率，风冷快速带离机壳附近的热量。

2、一种伺服电机散热系统，包括壳体，壳体内安装有定子，定子内侧转动连接有转子；壳体内壁设有与定子外壁抵接且内部填充有导热油的环形换热腔，壳体外壁固定连接有呈圆周分布且延伸至环形换热腔内的散热翅片，散热翅片左侧部分套设有与壳体外壁固定连接的导流环；壳体位于定子左侧的内部固定连接有隔板，隔板左侧设有与转子套接固定的风扇叶轮，壳体位于导流环左侧的外壁上开设有进气孔，壳体位于导流环右侧的外壁上开设有与导流环内腔连通的出气孔；

3、环形换热腔内嵌套有将其分隔为内环形腔和外环形腔的分割环，分割环左端开设有连通内环形腔和外环形腔的流通槽，分割环右侧开设有连通内环形腔和外环形腔的流通孔；内环形腔内嵌套有叶轮筒，叶轮筒右端套接有齿轮环，齿轮环啮合有驱动齿轮，驱动齿轮固定连接有延伸至环形换热腔外侧的第一传动轴，第一传动轴通过第一传动齿轮组连接有电磁离合器的输出轴，电磁离合器的输入轴连接有第二传动轴，第二传动轴通过第二传动齿轮组与转子连接传动；

4、定子内安装有温度传感器，温度传感器通过导线与外部的伺服控制器电性连接。

5、进一步的，伺服电机散热系统还包括循环机构，循环机构包括安装在壳体下方的抽液筒，抽液筒通过抽液管与环形换热腔下部腔体连通，抽液筒通过注液管与环形换热腔上部腔体连通；抽液筒内嵌套有活塞，活塞延伸至抽液筒外侧并固定连接有卡接框，卡接框卡接有偏心槽盘，偏心槽盘固定连接有延伸至壳体内的竖直轴，竖直轴通过第三传动齿轮组与第一传动轴连接传动。

6、优选的，散热翅片为s状散热片，散热翅片延伸至外环形腔内并与分割环外端面抵接，散热翅片将外环形腔分隔为呈圆周分布的多组呈s型的流通通道。

7、优选的，导流环的截面呈水平l形，导流环与壳体外壁焊接固定。

8、优选的，分割环右端与环形换热腔内壁固定连接，分割环内侧设有与其一体成型且与叶轮筒抵接滑动的挡板，齿轮环和驱动齿轮均安装在挡板的右侧。

9、优选的，叶轮筒为两端具有开口的圆筒且其左端固定连接有等距分布的叶片。

10、优选的，流通孔开设在叶片和挡板之间，分割环上开设有呈圆周等距分布的流通孔；流通槽为分割环和环形换热腔左侧内壁之间形成的环形间隙。

11、优选的，抽液管与环形换热腔连通处设有避免导热油从抽液管回流环形换热腔的第一单向阀，注液管与环形换热腔连通处设有避免导热油从环形换热腔回流注液管的第二单向阀。

12、优选的，抽液筒为水平圆筒且内部设有将其分隔为两个独立腔体的分割板，抽液管和注液管均与左侧腔体连通，活塞嵌套在左侧腔体内。

13、一种伺服电机散热系统的使用方法，包括如下步骤：步骤一，接通伺服电机电源，通过伺服控制器启动伺服电机和温度传感器，进行风冷和液冷的配合散热；步骤二，温度传感器对伺服电机内部的温度进行实时监测并将温度回传伺服控制器；步骤三，伺服控制器将回传的温度数据与设定的阈值进行比较，当回传的温度数据大于阈值时，启动电磁离合器，使得导热油在环形换热腔内进行内外循环；同时，抽液筒使得导热油进行上下循环。

14、相比于现有技术，本发明的优点在于：

15、(1)本发明通过安装在壳体内侧且填充有导热油的环形换热腔，将电机内部热量快速的向外侧机壳的散热翅片传递，同时利用风扇叶轮和导向环，使得气流与散热翅片高效接触换热，将热量快速带离机壳附近，二者配合使用提高换热效率；同时，通过设有温度传感器、将环形换热腔分割成端部连通的内环形腔和外环形腔以及设置在环形换热腔内的叶轮筒，通过监测伺服电机内部温度，适时启动叶轮筒，使得导热油在环形换热腔内实现内外循环，加速导热油内部流动，加速换热效率。

16、(2)本发明设有呈s型且从环形换热腔延伸至壳体外侧的散热翅片，提高了水平长度条件下散热翅片与外部气流接触的面积，同时呈s型的散热翅片将外环形腔分割成圆周分布的多个供导热油流动的s型通道，提高导热油与散热翅片的接触面积，进一步提高散热翅片对热量传递的效果。

17、(3)本发明通过安装在机壳下部且与环形换热腔上部和下部分别连通的抽液筒，实现环形换热腔内导热油的上下循环流动，使得导热油不仅进行内外循环还进行上下循环，进一步提高导热油的整体换热效率。

18、(4)本发明公开的伺服电机散热系统的使用方法，通过温度传感器实时监测电机内部温度，在低热量产出时，利用导热油和气流进行配合散热，在高热产出时，强制导热油进行内外循环和上下循环，自动根据产热状态进行散热方式调整。

技术特征：

1.一种伺服电机散热系统，其特征在于，包括壳体(1)，所述壳体(1)内安装有定子(3)，定子(3)内侧转动连接有转子(2)；所述壳体(1)内壁设有与定子(3)外壁抵接且内部填充有导热油的环形换热腔(101)，壳体(1)外壁固定连接有呈圆周分布且延伸至环形换热腔(101)内的散热翅片(4)，散热翅片(4)左侧部分套设有与壳体(1)外壁固定连接的导流环(7)；所述壳体(1)位于定子(3)左侧的内部固定连接有隔板(5)，隔板(5)左侧设有与转子(2)套接固定的风扇叶轮(6)，壳体(1)位于导流环(7)左侧的外壁上开设有进气孔(102)，壳体(1)位于导流环(7)右侧的外壁上开设有与导流环(7)内腔连通的出气孔(103)；

2.根据权利要求1所述的一种伺服电机散热系统，其特征在于，所述伺服电机散热系统还包括循环机构，循环机构包括安装在壳体(1)下方的抽液筒(17)，抽液筒(17)通过抽液管(18)与环形换热腔(101)下部腔体连通，抽液筒(17)通过注液管(19)与环形换热腔(101)上部腔体连通；所述抽液筒(17)内嵌套有活塞(20)，活塞(20)延伸至抽液筒(17)外侧并固定连接有卡接框(21)，卡接框(21)卡接有偏心槽盘(22)，偏心槽盘(22)固定连接有延伸至壳体(1)内的竖直轴(23)，竖直轴(23)通过第三传动齿轮组(24)与第一传动轴(12)连接传动。

3.根据权利要求1所述的一种伺服电机散热系统，其特征在于，所述散热翅片(4)为s状散热片，散热翅片(4)延伸至外环形腔内并与分割环(8)外端面抵接，散热翅片(4)将外环形腔分隔为呈圆周分布的多组呈s型的流通通道。

4.根据权利要求1所述的一种伺服电机散热系统，其特征在于，所述导流环(7)的截面呈水平l形，导流环(7)与壳体(1)外壁焊接固定。

5.根据权利要求1所述的一种伺服电机散热系统，其特征在于，所述分割环(8)右端与环形换热腔(101)内壁固定连接，分割环(8)内侧设有与其一体成型且与叶轮筒(9)抵接滑动的挡板(801)，齿轮环(10)和驱动齿轮(11)均安装在挡板(801)的右侧。

6.根据权利要求5所述的一种伺服电机散热系统，其特征在于，所述叶轮筒(9)为两端具有开口的圆筒且其左端固定连接有等距分布的叶片(901)。

7.根据权利要求6所述的一种伺服电机散热系统，其特征在于，所述流通孔(802)开设在叶片(901)和挡板(801)之间，分割环(8)上开设有呈圆周等距分布的流通孔(802)；所述流通槽(803)为分割环(8)和环形换热腔(101)左侧内壁之间形成的环形间隙。

8.根据权利要求2所述的一种伺服电机散热系统，其特征在于，所述抽液管(18)与环形换热腔(101)连通处设有避免导热油从抽液管(18)回流环形换热腔(101)的第一单向阀，注液管(19)与环形换热腔(101)连通处设有避免导热油从环形换热腔(101)回流注液管(19)的第二单向阀。

9.根据权利要求2所述的一种伺服电机散热系统，其特征在于，所述抽液筒(17)为水平圆筒且内部设有将其分隔为两个独立腔体的分割板，抽液管(18)和注液管(19)均与左侧腔体连通，活塞(20)嵌套在左侧腔体内。

10.根据权利要求2所述的一种伺服电机散热系统的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，接通伺服电机电源，通过伺服控制器(26)启动伺服电机和温度传感器(25)，进行风冷和液冷的配合散热；步骤二，温度传感器(25)对伺服电机内部的温度进行实时监测并将温度回传伺服控制器(26)；步骤三，伺服控制器(26)将回传的温度数据与设定的阈值进行比较，当回传的温度数据大于阈值时，启动电磁离合器(14)，使得导热油在环形换热腔(101)内进行内外循环；同时，抽液筒(17)使得导热油进行上下循环。

技术总结
本发明提供了伺服电机散热领域的一种伺服电机散热系统及其使用方法，通过安装在壳体内侧且填充有导热油的环形换热腔，将电机内部热量快速的向外侧机壳的散热翅片传递，同时利用风扇叶轮和导向环，使得气流与散热翅片高效接触换热，将热量快速带离机壳附近，二者配合使用提高换热效率，同时，通过设有温度传感器、将环形换热腔分割成端部连通的内环形腔和外环形腔以及设置在环形换热腔内的叶轮筒，通过监测伺服电机内部温度，适时启动叶轮筒，使得导热油在环形换热腔内实现内外循环，加速导热油内部流动，加速换热速度，通过抽液筒，实现导热油内外循环以及上下循环，进一步提高导热油的整体换热速度。

技术研发人员：汪伟,程宇,梅洁阳
受保护的技术使用者：江苏理工学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13