液力軟啟動電動的制造方法
【專利摘要】一種液力軟啟動電動機，在電機殼體內(nèi)安裝有電機定子、電機轉(zhuǎn)子、前輔室殼體、泵輪、蝸輪、后輔室殼體和輸出軸，電機轉(zhuǎn)子、聯(lián)接盤、前輔室殼體、聯(lián)接板、泵輪依次連接傳動，泵輪又與后輔室殼體連接固定，蝸輪與輸出軸連接固定；泵輪與蝸輪構(gòu)成軟啟動工作腔，蝸輪與后輔室殼體構(gòu)成后輔室，前輔室殼體與泵輪之間構(gòu)成前輔室，前輔室通過導(dǎo)管與工作腔連通，導(dǎo)管上端安裝節(jié)流閥，后輔室與工作腔連通，上述工作腔、前輔室和后輔室內(nèi)充有工作液。本實用新型啟動平穩(wěn)輕快、啟動時間短、電流低、對電網(wǎng)沖擊小、節(jié)能降耗，并且具有均衡負荷、過載保護功能。
【專利說明】液力軟啟動電動機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電動機【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種具有液力傳動功能的新型電動機一液力軟啟動電動機，具有啟動平穩(wěn)輕快、啟動時間短、啟動電流低、對電網(wǎng)沖擊小、過載保護和均衡負荷的優(yōu)點。
【背景技術(shù)】
[0002]I)異步電動機，尤其是鼠籠式電動機，雖然結(jié)構(gòu)簡單、耐用、價格便宜且特性好，但它的啟動性能較差，主要表現(xiàn)在兩個方面:①啟動轉(zhuǎn)矩較低，一般標(biāo)準(zhǔn)鼠籠式電動機(普通Y系列電動機)起動轉(zhuǎn)矩約為額定轉(zhuǎn)矩的1.3…1.8倍；②起動電流沖擊較大(普通Y系列電動機起啟電流約為額定電流的6.5…6.7倍)，容易造成電機絕緣過早失效，引起電網(wǎng)電壓下降；特別是在大慣量設(shè)備使用上，不得不選用更大功率的電動機，造成了無功功率的損失。
[0003]2)隨著我國工業(yè)的發(fā)展，大慣量設(shè)備在鋼鐵冶金、港口機械、電力機械、礦山機械、工程機械、運輸機械等領(lǐng)域的廣泛使用，電動機動力占動力機應(yīng)用中80%以上，同時其能源消耗也占絕大部分。為了降低能耗，我國對能源消耗較大的大慣量設(shè)備制定了降低能源消耗的設(shè)計要求。再者，大慣量設(shè)備啟動困難、運行不平穩(wěn)、過載現(xiàn)象頻繁。為了解決上述問題，我國大慣量設(shè)備在設(shè)計中已開始在動力機和工作機之間使用液力傳動元件和變頻裝置。近20年液力傳動元件和變頻裝置等產(chǎn)品在國內(nèi)發(fā)展迅速，但在使用中存在以下情況:①在電動機和工作機之間加載液力元件或變頻裝置，安裝困難、維修麻煩，而且成本較高，尤其是維修后，調(diào)試無法達到原設(shè)計要求，客戶在使用中感到不便，有的甚至又取消液力產(chǎn)品和變頻裝置。②有許多設(shè)計者，在為大慣量設(shè)備配用電動機時，仍采用“大馬拉小車”的原則選用電動機；選用功率偏大，造成無功功率損失，浪費能源。
[0004]3)在動力機與工作機之間添加液力元件或變頻裝置，以達到節(jié)能、平穩(wěn)啟動和過載保護的目的，這是機械設(shè)備在設(shè)計中的大趨勢和要求。但實際情況是，有許多設(shè)計者或制造商為避免麻煩仍采用動力機與工作機直聯(lián)方式，使得國家的節(jié)能降耗的要求無法得到貫徹執(zhí)行。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是:解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，而提供一種液力軟啟動電動機，使機械設(shè)備，尤其是大慣量設(shè)備平穩(wěn)輕快啟動、啟動時間短、啟動電流低、對電網(wǎng)沖擊小，并且具有均衡負荷、過載保護以及結(jié)構(gòu)緊湊、節(jié)省成本、減少安裝調(diào)試難度、節(jié)能降耗的功效，促進我國各類機械設(shè)備的技術(shù)進步。
[0006]本實用新型采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種液力軟啟 動電動機，在電機殼體內(nèi)安裝有電機定子、電機轉(zhuǎn)子、前輔室殼體、泵輪、蝸輪、后輔室殼體和輸出軸，電機轉(zhuǎn)子通過聯(lián)接盤與前輔室殼體連接固定，前輔室殼體通過聯(lián)接板與泵輪連接固定，泵輪又與后輔室殼體連接固定，蝸輪與輸出軸連接固定；泵輪與蝸輪構(gòu)成軟啟動工作腔，蝸輪與后輔室殼體構(gòu)成后輔室，前輔室殼體與泵輪之間構(gòu)成前輔室，前輔室通過導(dǎo)管與軟啟動工作腔連通，導(dǎo)管上端安裝節(jié)流閥，后輔室與軟啟動工作腔連通，上述軟啟動工作腔、前輔室和后輔室內(nèi)充有工作液。
[0008]上述技術(shù)方案中，在泵輪或蝸輪上安裝有內(nèi)置易熔塞。
[0009]上述技術(shù)方案中，所述的工作液為液壓油。
[0010]工作原理:
[0011]當(dāng)液力軟啟動電動機未啟動時，初始有的工作充液液位低于轉(zhuǎn)子主軸中心線，那么工作腔的充液率相當(dāng)?shù)?，這為該電動機在低啟動力矩下起動提供了條件。當(dāng)該液力軟啟動電動機啟動時，由于工作腔充液量較少，使之在較低的啟動力矩下起動，啟動電流低。在啟動過程中，工作液通過導(dǎo)管由前輔室經(jīng)節(jié)流閥進入工作腔，以工作液及從后輔室逐漸進入工作腔，使得電動機平穩(wěn)進入正常工作狀態(tài)。調(diào)節(jié)節(jié)流閥的開度，可調(diào)控該電動機軟啟動工作腔的充液時間，也就是調(diào)控該電動機啟動后達到額定轉(zhuǎn)矩的時間。當(dāng)運轉(zhuǎn)穩(wěn)定后，前、后輔室的工作液全部進入工作腔，液力軟啟動電動機在額定工況下正常工作。
[0012]根據(jù)液力軟啟動電動機額定功率的不同，其主動部分和軟啟動部分的結(jié)構(gòu)大小也不同，其規(guī)格可以設(shè)計成與普通電動機的規(guī)格相對應(yīng)，當(dāng)然其軟啟動的工作腔、前輔室、后輔室也相應(yīng)不同，還有輸出殼體與工作機聯(lián)接形式也可采用不同形式，這樣可以延伸出一系列規(guī)格、型號、聯(lián)接不同的“液力軟啟動電動機”。
[0013]顯著效果:
[0014]本實用新型“液力軟啟動電動機”啟動力矩低于普通電動機額定轉(zhuǎn)矩的50%，顯著降低電動機啟動電流，緩解電動機啟動電流沖擊電網(wǎng)；具有使工作機延時啟動功能，非常好的隔離了工作機振動慣量的影響；可以使電動機制動力矩低于其額定轉(zhuǎn)矩，對機械系統(tǒng)有過載保護功能；設(shè)計有節(jié)流閥，可方便調(diào)控電動機進入額定工作狀況的時間，達到軟性啟動的功能；設(shè)計有內(nèi)置易熔塞，在工作機過載厲害時，內(nèi)置易熔塞過熱噴液，工作液從工作腔迅速進入后輔室，使泵輪與渦輪脫離作用，電動機負載迅速降低為零，避免了電動機在過載工況下工作，具有極強的自我過載保護功能；本實用新型還具有順序啟動和均衡載荷的功能，可直接使用該種電動機對工作機的順序啟動或多機驅(qū)動，不需要采用其他措施；在大慣量設(shè)備上，該種電動機可取代復(fù)雜價昂的繞線式電動機；由于設(shè)計有液力傳動部分，不存在穩(wěn)定工作區(qū)，所以該電動機穩(wěn)定運行范圍較普通電動機大；在電動機選用時，若選用該液力軟啟動電動機可按工作機額定功率選用，不需要像普通電動機選用時提高選用規(guī)格，避免了 “大馬拉小車”現(xiàn)象，具有明顯的節(jié)能效果。
[0015]使用范圍和發(fā)展前景:
[0016]液力軟啟動電動機由于存在上述優(yōu)良性能，克服了普通電動機存在的許多缺陷，所以它將會逐步取代普通電動機廣泛應(yīng)用于工程機械、礦山機械、電力機械、冶金機械、煤炭機械、石油化工機械、食品機械、港口機械、運輸機械等，具有廣泛的應(yīng)用前景。同時，由于其具有明顯的節(jié)能效果，在強調(diào)節(jié)能減排的今天，又有著極好的社會效益。當(dāng)然，隨著本實用新型“液力軟啟動電動機”的規(guī)格型號不斷完善，其優(yōu)越的性能將會使它不斷地在機械系統(tǒng)中廣泛替代原有的電動機，因此在國內(nèi)外電動機市場，前景廣闊，其經(jīng)濟效益將不可限量?？傊捎谝毫泦与妱訖C優(yōu)良性能、廣泛的用途及節(jié)能效果，將會有極好的發(fā)展前景。【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)半剖示意圖。
[0018]附圖標(biāo)注說明:
[0019]1-端蓋，2-前支撐板，3-電機轉(zhuǎn)子，4-電機轉(zhuǎn)子軸承，5-聯(lián)接盤，6-密封蓋，7-油封，8-前輔室殼體軸承，9-導(dǎo)管，10-后輔室殼體軸承，11-后輔室殼體油封，12-后支撐板軸承，13-輸出軸，14-傳動鍵，15-后支撐板，16-電機殼體，17-后輔室殼體，18-蝸輪，19-泵輪，20-內(nèi)置易熔塞，21-聯(lián)接板，22-節(jié)流閥，23-前輔室殼體，24-中支撐板，25-電機定子。
【具體實施方式】
[0020]參見圖1，本實用新型的液力軟啟動電動機，在電機殼體16內(nèi)安裝有電機定子25、電機轉(zhuǎn)子3、前輔室殼體23、泵輪19、蝸輪18、后輔室殼體17和輸出軸13，電機轉(zhuǎn)子3通過聯(lián)接盤5與前輔室殼體23連接固定，前輔室殼體23通過聯(lián)接板5與泵輪19連接固定，泵輪19又與后輔室殼體17連接固定，蝸輪18與輸出軸13連接固定；泵輪19與蝸輪18構(gòu)成軟啟動工作腔，蝸輪18與后輔室殼體17構(gòu)成后輔室，前輔室殼體23與泵輪19之間構(gòu)成前輔室，前輔室通過導(dǎo)管9與軟啟動工作腔連通，導(dǎo)管9上端安裝節(jié)流閥22，后輔室與軟啟動工作腔連通，上述軟啟動工作腔、前輔室和后輔室內(nèi)充有工作液。
[0021]上述的泵輪或蝸輪上安裝有內(nèi)置易熔塞20。
[0022]上述的工作液為液壓油。
[0023]下面結(jié)合附圖，對本實用新型作進一步說明:
[0024]液力軟啟動電動機啟動性能分析:
[0025]液力軟啟動電動機啟動時，過渡歷程比較復(fù)雜，但基本上可以分為三個階段:第一階段，是該電動機軟啟動腔室中的液體隨電動機迅速啟動而逐步加速，力矩也隨之增加，當(dāng)增加到稍大于工作機最大靜阻力矩時，工作機開始起動并緩慢運行；第二階段，該電動機軟啟動工作腔輸出部分逐步加大到最大轉(zhuǎn)矩點附近進行，工作機也隨之全面運行工作；第三階段，該電動機工作腔輸出端與電動機轉(zhuǎn)速一起升到穩(wěn)定額定運行點，至此機械系統(tǒng)啟動歷程全部完成。總之，液力軟啟動電動機由于設(shè)計有液力工作腔，直接負載是工作腔中的泵輪部分，而泵輪力矩與其轉(zhuǎn)速的平方成正比，且轉(zhuǎn)動慣量小，故該電動機近似等于空載啟動，啟動輕快平穩(wěn)，啟動時間短，啟動電流低，對電網(wǎng)沖擊小。
[0026]液力軟啟動電動機過載保護特性分析:
[0027]機械系統(tǒng)過載的原因不外乎這三種情況:①電動機運行中因電壓突然下降而使電動機外特性跌落，從而電動機的輸出轉(zhuǎn)矩低于額定工況的正常值工作機阻力負載超過額定工況工作機運行中因故障突然卡住而造成動力過載。當(dāng)普通電動機直接驅(qū)動時，若負載超過電動機的額定點，但低于尖峰轉(zhuǎn)矩點時，屬于正常負載，這種正常過載允許的時間根據(jù)電動機發(fā)熱條件決定，一般多采用熱繼電保護。當(dāng)負載繼續(xù)增大到高于電動機尖峰轉(zhuǎn)矩點時，電動機將與工作機一起失迷堵轉(zhuǎn)，電動機電流急速上升(約為額定電流5 - 7倍)，使電動機絕緣發(fā)熱和電網(wǎng)電壓降，甚至有燒毀危險。若運行中工作機突然被制動時，一方面電動機將迅速失速堵轉(zhuǎn)而產(chǎn)生很大電流沖擊，甚至馬上燒毀危險；另一方面，電動機和工作機被制動，造成機械系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障。[0028]若采用本實用新型“液力軟啟動電動機”驅(qū)動，當(dāng)正常過載時，負載雖有所增加，但絕不會超過該電動機的最大轉(zhuǎn)矩，所以該電動機轉(zhuǎn)速較額定工況有所降低，但仍然穩(wěn)定地運行。這種過載，其允許持續(xù)時間應(yīng)根據(jù)該電動機的軟啟動部分允許發(fā)熱條件決定。若負載轉(zhuǎn)矩大于該電動機最大轉(zhuǎn)矩以及工作機運行中突然制動時，這種非正常過載，使渦輪停止不動，而該電動機仍在最大轉(zhuǎn)矩點附近運行，不會發(fā)生失速堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象?？傊?，液力軟啟動電動機對超出電動機最大扭矩的過載，特別是動力過載有著有效的過載保護功能。
【權(quán)利要求】
1.一種液力軟啟動電動機,其特征在于,在電機殼體內(nèi)安裝有電機定子、電機轉(zhuǎn)子、前輔室殼體、泵輪、蝸輪、后輔室殼體和輸出軸，電機轉(zhuǎn)子通過聯(lián)接盤與前輔室殼體連接固定，前輔室殼體通過聯(lián)接板與泵輪連接固定，泵輪又與后輔室殼體連接固定，蝸輪與輸出軸連接固定；泵輪與蝸輪構(gòu)成軟啟動工作腔，蝸輪與后輔室殼體構(gòu)成后輔室，前輔室殼體與泵輪之間構(gòu)成前輔室，前輔室通過導(dǎo)管與工作腔連通，導(dǎo)管上端安裝節(jié)流閥，后輔室與工作腔連通，上述工作腔、前輔室和后輔室內(nèi)充有工作液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液力軟啟動電動機，其特征在于，所述的泵輪或蝸輪上安裝有內(nèi)置易熔。
【文檔編號】H02K7/118GK203589913SQ201320706902
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月11日
【發(fā)明者】潘志勇 申請人:姚蓉, 潘志勇