一种变频一体机的制作方法

1.本实用新型涉及电机技术领域。更具体地，本实用新型涉及一种变频一体机。


背景技术：

2.目前电机主流的控制方式是在控制室布置变频器，并敷设控制电缆将变频器与电机连接，进而实现电机控制。这种控制方式占用空间大，控制电缆成本高且控制信号易受干扰。针对于该问题，部分厂家生产制造变频一体机，其结构如授权公告号为cn210273758u的实用新型专利中公开的变频一体机，将变频器直接与电机固定装配在一起，实现集成安装控制。此类集成布置变频器的变频一体机中，对应电机和变频器分别设置有散热风扇，实现独立散热。
3.上述针对电机和变频器分别独立布置散热风扇的结构中，针对变频器会单独布置散热风扇。由于体积限制，变频器的风冷散热结构通常不会很大，这就限制了散热风扇尺寸，进而会限制散热性能，使得这种结构更适合应用于小功率变频一体机上。如果变频一体机功率较大时，变频器内部的功能器件(例如igbt)发热量较高时，就不太适合继续采用这种变频器单独风冷散热的模式。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种变频一体机，以解决现有技术中针对变频器设置的带散热风扇的单独风冷散热结构不适合应用于大功率变频一体机的技术问题。
5.为解决上述问题，本实用新型提供了如下技术方案：一种变频一体机，包括：电机，其轴向沿前后方向延伸，所述电机的前端设有动力输出轴，后端设有用于向前吹风以对电机降温的第一风机，所述第一风机具有进风通道或者在所述电机的后端对应所述第一风机设有进风通道；变频器，其固设在所述电机上，所述变频器具有风冷散热通道和第二风机，该第二风机用于向所述风冷散热通道送风以对所述变频器降温；所述风冷散热通道的出风侧位于所述第一风机后侧，并与所述进风通道对接连通。
6.作为进一步地改进，所述风冷散热通道包括设置于所述变频器后端的风冷散热器，以及作为所述出风侧与所述进风通道对接连通的连接通道，所述第二风机位于所述风冷散热器中，所述风冷散热器的散热器出风口通过所述连接通道与所述进风通道连通。
7.作为进一步地改进，所述风冷散热器及所述连接通道均沿所述电机径向延伸，所述连接通道位于所述风冷散热器的朝向所述进风通道的一侧。
8.作为进一步地改进，所述风冷散热器具有沿所述电机径向延伸的冷却腔，该冷却腔具有远离所述连接通道的远端进风口和靠近所述连接通道的近端出风口，所述第二风机位于所述远端进风口处或靠近所述远端进风口布置，所述近端出风口形成所述风冷散热器的散热器出风口。
9.作为进一步地改进，所述风冷散热器的后端面、所述连接通道的后端面及所述进风通道的后端面对齐布置。
10.作为进一步地改进，所述风冷散热器具有朝前的器件安装面，所述变频器包括安装于所述器件安装面上以供所述风冷散热器冷却的功率器件。
11.作为进一步地改进，所述第一风机包括外壳，该外壳内设有用于向前吹风的轴流风扇，所述外壳形成所述进风通道，以使所述第一风机具有所述进风通道，所述外壳的后端设置进风口，所述外壳的前端设置出风口。
12.作为进一步地改进，所述电机的机壳具有前端盖和后端盖，所述前端盖和后端盖上分别设有与所述机壳的内腔连通的通风孔，所述外壳的前端与所述后端盖固定装配，并使所述外壳的出风口与所述后端盖上的通风口对接连通，以使所述第一风机吹出的冷却风经所述后端盖进入所述机壳中，并经所述前端盖排出；所述机壳内设有动力轴，该动力轴通过深沟球轴承与所述前端盖、后端盖转动装配，所述动力轴的向前传出所述前端盖的部分形成所述的动力输出轴。
13.作为进一步地改进，所述机壳的后端向后突出布置有上支架和下支架，所述第一风机的外壳固定安装在所述上支架和下支架之间。
14.作为进一步地改进，所述变频器在前后方向上靠后布置并固定安装在所述上支架上。
15.有益效果是：本实用新型所提供的变频一体机中，对于电机设置有第一风机，对于变频器设置有第二风机，并且，使变频器的风冷散热器通道的出风侧位于第一风机后侧而且与进风通道连通，在第一风机向前吹风时，会在出风侧处形成抽吸作用，进而可以利用第一风机对变频器进行散热。由于电机体积较大，可以设计采用较大体积的第一风机，而风冷散热器上的第二风机外形体积不会很大，采用第一风机同时对变频器进行冷却，可以有效降低对第二风机的散热功率需求，以在依然采用较小功率的第二风机时，可以满足较大功率变频一体机的散热需求。
16.而且，利用第一风机和第二风机协同配合的方式，对较大功率的变频一体机而言可以采用风冷模式，不需要再采用水冷模式，省去额外配置的水箱。第一风机和第二风机可直接借用现场的低压电源供电，灵活性高，机动性好，适应性强。
附图说明
17.通过参考附图阅读下文的详细描述，本实用新型示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本实用新型的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：
18.图1为本实用新型所提供的变频一体机的一种实施例的结构示意图；
19.图2为图1所示变频一体机的主视图(图中箭头所示为冷却风流动方向)；
20.图3为图2所示变频一体机的俯视图；
21.图4为图2中电机的半剖视图；
22.图5为图4中后端盖的结构示意图；
23.图6为图2中第一风机的结构示意图；
24.图7为图1中变频器的结构示意图；
25.图8为图7中a-a剖视图；
26.图9为图7中风冷散热器的另一角度的结构示意图。
27.附图标记说明：
28.1、电机；2、第一风机；3、连接通道；4、风冷散热器；5、第二风机；6、变频器；7、前端盖；8、动力输出轴；9、上支架；10、下支架；11、动力轴；12、转子；13、定子；14、后端盖；15、机壳；16、通风孔；17、外壳；18、轴流风扇；19、进风通道；20、igbt；21、近端出风口；22、器件安装面。
具体实施方式
29.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，本领域技术人员应知，下面所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做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。
30.现有变频一体机中，对应电机设有第一风机，由第一风机对电机进行风冷散热，对应变频器设有第二风机，由第二风机对变频器进行风冷散热，使得分别以独立风机对电机和变频器进行散热，这种结构在应用于小功率电机上时能够满足变频器冷却需求。但是对于大功率电机而言，变频器的尺寸不会设计的特别大，这就限制了第二风机的功率，导致仅依靠变频器上的第二风机往往不能不满足变频器冷却要求。
31.针对于该问题，本实用新型所提供的变频一体机中，将变频器上的风冷散热通道的出风侧与电机相应端的进风通道连接，在电机相应端的第一风机对电机进行吹风降温时，可以通过进风通道同时对风冷散热通道形成抽吸作用，能够形成对变频器的风冷散热。这种散热风湿与第二风机配合使用，可以有效改善变频器的风冷散热性能，以应对大功率电机的风冷散热需求。
32.在介绍了本实用新型的基本原理之后，下面具体介绍本实用新型的各种非限制性实施方式。附图中的任何元素数量均用于示例而非限制，以及任何命名都仅用于区分，而不具有任何限制含义。
33.下面参考本实用新型的若干代表性实施方式，详细阐释本实用新型的原理和精神。
34.本实用新型所提供的变频一体机的实施例1：
35.本实施例中的变频一体机的主要结构如图1至图9所示，变频一体机主要包括集成装配在一起在电机1和变频器6，变频器6用于控制电机1转速、功率等工作参数，以保证电机正常工作。
36.如图1至图4所示，电机1的轴向沿前后方向延伸，电机具有机壳15，机壳15内设置定子13、转子12及动力轴11，动力轴沿前后方向延伸，机壳15具有前端盖7和后端盖14，动力轴11通过深沟球轴承与前端盖7、后端盖14转动装配，动力轴11的前端向前传出前端盖7的部分形成动力输出轴8。就电机而言，定子13固设在机壳15中，转子12与动力轴11固定装配。在电机通电时，转子12驱使动力轴11转动，使得动力输出轴8输出驱动扭矩。
37.在本实施例中，对于动力轴采用深沟球轴承与前端盖、后端盖转动装配的方式，便于保证电机13000r/min的额定高转速使用要求，能够承受更大的径向载荷。
38.为改善电机性能，本实用新型采用风冷散热的方式进行降温。在电机1的后端设有第一风机2，该第一风机2用于向前吹风以对电机进行降温作业。需要特别说明的是，在本实
施例中，如2和图5所示，电机1的前端盖7和后端盖14上分别设有通风孔16，该通风孔16与机壳15的内腔连通，并且，在定子13和转子12上分别设有通风通道。在第一风机2向前吹风时，冷却风经后端盖14上的通风孔16进入机壳15的内腔，然后从前端盖7上的通风孔16排走，并将定子13、转子12及动力轴11上的热量带走，实现风冷降温。
39.如图1、图2及图4所示，在电机1的机壳15的后端向后突出布置有上支架9和下支架10，上支架9和下支架10上下间隔分布，此处的上下指的是图4中的上下方向，该上下方向沿电机的径向延伸。
40.在本实施例中，上支架9包括两个间隔布置的上侧支架板，两个上侧支架板可通过螺栓连接或焊接的方式固定安装在后端盖14上，以使得上支架9固定安装在机壳15的后端。对应地，下支架10包括两个间隔布置的下侧支架板，两个下侧支架板通过螺栓连接或焊接等方式固定安装在后端盖14上，以使得下支架10固定安装在机壳15的后端。
41.作为一种具体实施手段，上支架可包括分体式布置的两个上侧支架板，下支架可包括分体式布置的两个下侧支架板。在具体实施时，作为另一种实施手段，上支架和下支架均可采用整体式布置的支架结构，只要能够正常固定安装第一风机，并使上支架可靠支撑固定变频器即可。
42.如图1和图2所示，第一风机2固定安装在上支架9和下支架10之间，第一风机2具体包括外壳17，该外壳17固定安装在上支架9和下支架10之间。在外壳17内设有用于向前吹风的轴流风扇18，以使得第一风机2为轴流风机。上述的外壳17形成第一风机2的进风通道19，在外壳17的后端设置进风口，外壳17的前端设置出风口。另外，第一风机2的外壳17的前端与后端盖14固定装配，并使外壳17前端的出风口与后端盖14上的通风口对接连通。在轴流风扇18正向转动时，可以抽吸进风通道19中气体并将其向前输送以形成冷却风，冷却风经后端盖14进入机壳15中，最终经前端盖7排出。
43.如图1至图3和图7至图9所示，电机1上固设有变频器6，该变频器6内部设置功能器件(如igbt)，以满足变频一体机的变频器6的正常工作。
44.如图1和图2所示，变频器6固定安装在机壳15上，该变频器6在前后方向上变频器6在前后方向上靠后布置，变频器6的一部分与机壳15固定连接，并将变频器6的一部分固定安装在上支架9上。
45.在变频器6的后端设有风冷散热通道和第二风机5，此处的第二风机5用于向风冷散热通道送风以对变频器6进行风冷降温。如图1和图2所示，风冷散热通道的出风侧位于第一风机2后侧，并与进风通道19对接连通。在第一风机2工作而抽吸进风通道19中的气体时，可以形成对风冷散热通道中气体的抽吸作用，形成第一风机2和第二风机5协同起来对变频器6进行风冷降温的结构，可以有效改善变频器的散热性能。
46.在本实施例中，风冷散热通道包括风冷散热器4和连接通道3，风冷散热器4和连接通道3分别作为风冷散热器4通道的一部分使用，且风冷散热器4及连接通道3均沿电机1径向延伸，并且，连接通道3位于风冷散热器4的朝向所述进风通道19的一侧，连接通道3的一端与风冷散热器4对接连通，另一端与进风通道19对接连通，以实现风冷散热器4与进风通道19的连通。就风冷散热通道而言，上述第二风机5具体位于风冷散热器4中，风冷散热器4的散热器出风口通过连接通道3与进风通道19连通。
47.如图7和图8所示，风冷散热器4位于变频器6的后端，该风冷散热器4具有朝前的器
件安装面22，变频器6包括功率器件，具体如图8中的igbt20，功率器件安装于器件安装面22上以由风冷散热器4冷却。
48.如图2所示，风冷散热器4具体具有沿电机1径向延伸的冷却腔，该冷却腔具有远离连接通道3的远端进风口和靠近连接通道3的近端出风口21，如图1和图3所示，在远端进风口处布置有四个第二风机5，此处的第二风机可采用轴流风机，以将外部空气送入风冷散热器4的冷却腔中，形成风冷散热。
49.如图3所示，在风冷散热器上布置四个第二风机，在具体实施时，作为一种具体实施方式，可以根据实际需要布置两个以上的第二风机。作为另一种实施方式，还可仅布置一个第二风机，可以利用该第二风机与第一风机配合使用以保证能够实现变频器的可靠散热。
50.如图9所示，风冷散热器4的冷却腔的近端出风口21在风冷散热器4上布置有多个，近端出风口21形成风冷散热器4的散热器出风口，在连接通道3与风冷散热器4固定装配时，近端出风口21直接与连接通道3对接连通，使得整个风冷散热通道以封闭形成将气体引导入进风通道19中，有效提高第一风机的抽吸作用。
51.并且，如图2所示，在本实施例中，为有效利用整体空间，提高外形美观，在将变频器6靠后布置时，可以使风冷散热器4的后端面、连接通道3的后端面及进风通道19的后端面对齐布置。
52.本实用新型所提供的变频一体机中，利用连接通道形成的密封风道将风冷散热器与进风通道连通，在第一风机对电机冷却时，可以同时将变频器的热量抽吸走。如果使用环境温度较低时，可以仅开启第一风机，控制第二风机停止工作，由第一风机同时对电机和变频器进行冷却。如果环境温度较高，变频器散热需求较高时，可以根据实际需要开启相应数量的第二风机，以与第一风机配合使用，进而满足变频器的散热需求。
53.本实施例所提供的变频一体机中，利用轴流风扇直接向机壳内腔送风，便于布置合理封路，实现电机有后向前的风路贯通，散热效果较好，便于根据实际工况进行节能控制。
54.本实用新型所提供的变频一体机的实施例2：
55.其与实施例1的区别主要在于：
56.实施例1中，第一风机自身具有进风通道，第一风机的轴流风扇直接抽吸进风通道中的气体，对电机和变频器进行冷却。
57.在本实施例中，也可以另外在电机的后端重新设置进风通道，将第一风机整体安装布置在进风通道中，当第一风机出现故障时，可以打开进风通道，方便直接更换第一风机。
58.本实用新型所提供的变频一体机的实施例3：
59.其与实施例1的区别主要在于：
60.实施例1中，在风冷散热器的冷却腔的远端进风口处设置第二风机，在保证将气体送入冷却腔的基础上，方便安装检修。
61.在本实施例中，也可以在风冷散热器的冷却腔内部布置，例如靠近所述远端进风口布置，或者是靠近冷却腔的近端出风口布置，亦或者是直接安装在近端出风口，保证第二风机工作时，方便将外界气体送入冷却腔中以实现对变频器相应功率期间的冷却即可。
62.本实用新型所提供的变频一体机的实施例4：
63.其与实施例1的区别主要在于：
64.实施例1中，第一风机将冷却风直接送入电机的机壳内部，使得冷却风能够从电机内部由后向前地穿过电机，散热效率较高。这种风冷散热风湿可以应用于工况较好的环境中，不容易对电机内部器件造成损伤。
65.在本实施例中，第一风机也可采用授权公告号为cn210273758u的实用新型专利中的外部风道散热模式，一般而言，机壳的外周面上会设置散热片，以形成外部风道。这种结构的变频一体机由于电气隔爆性能较好，适合应用于对变频一体机的隔爆性能有较高要求的场所。
66.本实用新型所提供的变频一体机的实施例5：
67.其与实施例1的区别主要在于：
68.实施例1中，风冷散热器的连接通道位于风冷散热器的朝向进风通道的一侧。
69.在本实施例中，在风冷散热器的冷却腔的朝向进风通道的一端为进风口时，可以设置弧形弯折的连接通道，以将冷却腔的背离进风通道的一端排出的气体导引入进风通道中，此时连接通道的一部分可以位于风冷散热器的后侧。
70.本实用新型所提供的变频一体机的实施例6：
71.其与实施例1的区别主要在于：
72.在实施例1中，如图1所示，电机机壳的竖向截面呈矩形。
73.在本实施例中，电机机壳的竖向截面也可为圆形或类圆形，保证可以正常在电机后端安装第一风机即可。
74.在本实用新型中，由于电机体积较大，可以设计采用较大体积的第一风机，而风冷散热器上的第二风机外形体积不会很大，本实施例中采用第一风机同时对变频器进行冷却，可以有效降低对第二风机的散热功率需求，以在依然采用较小功率的第二风机时，可以满足较大功率变频一体机的散热需求。
75.而且，利用第一风机和第二风机协同配合的方式，对较大功率的变频一体机而言可以采用风冷模式，不需要再采用水冷模式，省去额外配置的水箱。第一风机和第二风机可直接借用现场的低压电源供电，灵活性高，机动性好，适应性强。
76.根据本说明书的上述描述，本领域技术人员还可以理解如下使用的术语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示方位或位置关系的术语是基于本说明书的附图所示的方位或位置关系的，其仅是为了便于阐述本实用新型的方案和简化描述的目的，而不是明示或暗示所涉及的装置或元件必须要具有所述特定的方位、以特定的方位来构造和进行操作，因此上述的方位或位置关系术语不能被理解或解释为对本实用新型方案的限制。
77.另外，本说明书中所使用的术语“第一”或“第二”等用于指代编号或序数的术语仅用于描述目的，而不能理解为明示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”或“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个或更多个等，除非另有明确具体地限定。
78.虽然本说明书已经示出和描述了本实用新型的多个实施例，但对于本领域技术人
员显而易见的是，这样的实施例只是以示例的方式提供的。本领域技术人员会在不偏离本实用新型思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本实用新型的过程中，可以采用本文所描述的本实用新型实施例的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本实用新型的保护范围，并因此覆盖这些权利要求保护范围内的模块组成、等同或替代方案。