一种内部无轴承中空轴电机的制作方法

本发明涉及电机设备，尤其涉及一种内部无轴承中空轴电机。

背景技术：

1、轴电机作为一种直线运动执行器，通常由电机和螺杆组成，它具有高精度、高刚性和高可靠性的特点，其使用频率非常普遍且不断增加。随着工业自动化和机器人技术的发展，轴电机在各个领域的应用将会继续扩大，同时，随着技术的进步，轴电机的性能也在不断提升，以满足更高要求的应用需求。

2、中国专利申请公开号：cn114257039b公开了一种无刷电机耐磨轴承及其安装机构，包括内壳，所述内壳底端转动连接有底盘，所述内壳顶端开设有轴承孔，所述轴承孔侧壁固定连接有滑套桶，其中滑套桶为中空状态，所述滑套桶内部空腔转动连接有呈阵列分布的第一转动轴，所述第一转动轴表面固定连接有呈阵列分布的滑辊。该发明通过设置间歇注油机，电机轴和滑辊摩擦，使得滑辊转动，滑辊表面覆盖润滑油，降低对电机轴表面磨损的同时，多余的润滑油，会将电机轴表面的灰尘进行粘附，使其脱离电机轴表面，提高电机轴表面的光滑度，降低磨损，同时滑套桶的润滑油循环流动，增加了润滑油的流动性，保证润滑油温度的均匀性，更好的降低了电机轴表面温度。

3、但是，上述方法存在以下问题：无法实时检测轴电机的工作温度，造成轴电机处于过热工作温度时，无法及时作出应对措施，从而导致轴电机安全性降低的问题。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种内部无轴承中空轴电机，用以克服现有技术中无法实时检测轴电机的工作温度，造成轴电机处于过热工作温度时，无法及时作出应对措施，从而导致轴电机安全性降低的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种内部无轴承中空轴电机，包括：

3、外壳；

4、定子单元，其与所述外壳相连，包括定子铁芯以及第一绕组，用以接入电流并产生磁场；

5、转子单元，其设置在所述定子单元内部，与定子单元成对设置，包括中空永磁体以及第二绕组，用以输出机械能；

6、检测单元，其与所述定子单元相连，用以检测定子单元的工作温度；

7、判定单元，其与所述检测单元相连，用以根据所述工作温度与对应的标准值进行比较，以判定轴电机的工作状态；

8、冷却单元，其与所述判定单元相连以及所述定子单元相连，用以根据所述工作状态确定是否启用冷却调节策略以降低定子单元的工作温度；

9、制动单元，其与所述判定单元相连以及所述转子单元相连，用以根据所述工作状态确定是否中止转子单元的工作；

10、其中，所述第一绕组设置在所述定子铁芯的插槽内；

11、所述第二绕组设置在所述中空永磁体的插槽内。

12、进一步地，所述定子铁芯以及所述中空永磁体均为中空圆柱体，定子铁芯的外直径大于中空永磁体的外直径，且定子铁芯与中空永磁体共轴。

13、进一步地，所述中空永磁体通过所述定子铁芯上的悬浮磁极悬空套设在定子铁芯内部；

14、其中，所述中空永磁体与所述定子铁芯间设有预设高度的空隙层；

15、所述预设高度与所述悬浮磁极的悬浮能力有关。

16、进一步地，所述中空永磁体上设置有供外部传动轴插入的轴孔；

17、其中，所述外部传动轴通过所述轴孔与中空永磁体相连。

18、进一步地，所述检测单元通过包埋在所述第一绕组中的测温元件以预设间隔获取检测周期内所述定子单元的工作温度；

19、其中，所述工作温度包括：平均工作温度以及最高工作温度；

20、所述最高工作温度为在所述检测周期内所述定子单元工作温度的最大值。

21、进一步地，所述判定单元根据所述工作温度与对应的标准值进行比较，以判定轴电机的工作状态；

22、其中，若所述平均工作温度不大于标准平均工作温度且所述最高工作温度不大于标准最高工作温度，判定轴电机的工作状态为正常型轴电机；

23、若所述平均工作温度大于所述标准平均工作温度或所述最高工作温度大于所述标准最高工作温度，判定轴电机的工作状态为过热型轴电机；

24、若所述平均工作温度大于所述标准平均工作温度且所述最高工作温度大于所述标准最高工作温度，判定轴电机的工作状态为危险型轴电机。

25、进一步地，所述冷却单元对所述过热型轴电机启用冷却调节策略以降低其定子单元的工作温度；

26、其中，所述冷却调节策略包括鼓风制冷以及冷却液制冷；

27、所述冷却单元根据所述过热型轴电机的散热系数确定采用所述冷却调节策略的方式；

28、其中，所述散热系数α由下式确定：

29、   （1），

30、其中，t为平均工作温度，t0为标准平均工作温度，d0为定子单元的标准厚度，d为定子单元的厚度，β为定子单元的导热系数。

31、进一步地，所述冷却单元根据所述散热系数与标准散热系数进行比较，确定采用所述冷却调节策略的方式；

32、其中，若所述散热系数不小于所述标准散热系数，所述冷却单元采用所述鼓风制冷的方式降低所述过热型轴电机的工作温度；

33、若所述散热系数小于所述标准散热系数，所述冷却单元采用所述冷却液制冷的方式降低所述过热型轴电机的工作温度。

34、进一步地，所述制动单元通过电磁制动器对所述危险型轴电机的转子单元进行制动；

35、其中，所述电磁制动器设置在所述悬浮磁极上部，与所述悬浮磁极相连。

36、进一步地，当所述判定单元判定轴电机的工作状态为所述危险型轴电机时，所述制动单元启动所述电磁制动器对转子单元进行制动；

37、其中，制动方式为所述制动单元启动所述电磁制动器以改变所述悬浮磁极的磁性，所述中空永磁体与所述定子铁芯相互吸引，并停止所述危险型轴电机的工作。

38、与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过检测单元周期性检测定子单元的工作温度，可以实时获取内部无轴承中空轴电机的工作状态，并对工作温度高于标准值的轴电机进行及时对应处理，确保其正常运行，从而有效提高了轴电机的安全性。

39、进一步地，本发明通过冷却单元精确计算过热型轴电机的散热系数，确保冷却单元准确判断需启用鼓风制冷或者冷却液制冷方式，并进行及时的降温冷却，有效降低过热风险，减少由于过热引起的损坏，提高设备稳定工作的可靠性，从而进一步地提高了轴电机的安全性。

40、进一步地，本发明通过制动单元，通过设置电磁制动器的方式对危险型轴电机进行制动，通过减小空隙层的预设高度以增大定子单元和转子单元间的摩擦力，降低转子单元的旋转速度，可以迅速停止电机的运转，避免进一步危险情况加剧，保障设备安全，从而进一步地提高了轴电机的安全性。

技术特征：

1.一种内部无轴承中空轴电机，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的内部无轴承中空轴电机，其特征在于，所述定子铁芯以及所述中空永磁体均为中空圆柱体，定子铁芯的外直径大于中空永磁体的外直径，且定子铁芯与中空永磁体共轴。

3.根据权利要求2所述的内部无轴承中空轴电机，其特征在于，所述中空永磁体通过所述定子铁芯上的悬浮磁极悬空套设在定子铁芯内部；

4.根据权利要求3所述的内部无轴承中空轴电机，其特征在于，所述中空永磁体上设置有供外部传动轴插入的轴孔；

5.根据权利要求4所述的内部无轴承中空轴电机，其特征在于，所述检测单元通过包埋在所述第一绕组中的测温元件以预设间隔获取检测周期内所述定子单元的工作温度；

6.根据权利要求5所述的内部无轴承中空轴电机，其特征在于，所述判定单元根据所述工作温度与对应的标准值进行比较，以判定轴电机的工作状态；

7.根据权利要求6所述的内部无轴承中空轴电机，其特征在于，所述冷却单元对所述过热型轴电机启用冷却调节策略以降低其定子单元的工作温度；

8.根据权利要求7所述的内部无轴承中空轴电机，其特征在于，所述冷却单元根据所述散热系数与标准散热系数进行比较，确定采用所述冷却调节策略的方式；

9.根据权利要求8所述的内部无轴承中空轴电机，其特征在于，所述制动单元通过电磁制动器对所述危险型轴电机的转子单元进行制动；

10.根据权利要求9所述的内部无轴承中空轴电机，其特征在于，当所述判定单元判定轴电机的工作状态为所述危险型轴电机时，所述制动单元启动所述电磁制动器对转子单元进行制动；

技术总结
本发明涉及电机设备技术领域，尤其涉及一种内部无轴承中空轴电机，包括：外壳；定子单元，用以接入电流并产生磁场；转子单元，用以输出机械能；检测单元，用以检测定子单元的工作温度；判定单元，用以根据工作温度与对应的标准值进行比较，以判定轴电机的工作状态；冷却单元，用以根据工作状态确定是否启用冷却调节策略以降低定子单元的工作温度；制动单元，用以根据工作状态确定是否中止转子单元的工作；本发明通过检测单元周期性检测定子单元的工作温度，可以实时获取内部无轴承中空轴电机的工作状态，并对工作温度高于标准值的轴电机进行及时对应处理，从而有效提高了内部无轴承中空轴电机的安全性。

技术研发人员：夏状,许滨林,夏传昕
受保护的技术使用者：沈阳洪立电机科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/6/5