專利名稱：變頻調(diào)速式離心脫水機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及織物洗染設備的領域，具體涉及一種用于織物洗染后的離心式脫水機。
背景技術：
在織物洗染設備行業(yè)，傳統(tǒng)的離心式脫水機長期使用兩種過載保護和手動剎車裝置，即1、三爪離心摩擦啟動/剎車盤；2、液力偶合啟動/剎車器，它們的優(yōu)缺點分述如下一.三爪離心摩擦啟動盤其機理是由電機帶動三爪摩擦片轉動，產(chǎn)生的離心力使三爪摩擦片張開后對芯盤又產(chǎn)生摩擦力，借助摩擦力來驅(qū)動主動輪的芯盤，可在約1～3分鐘內(nèi)緩慢帶動主軸旋轉來實現(xiàn)離心脫水。該結構的主要優(yōu)點是啟動平穩(wěn)，對電機、主軸無陡顫，過載時有良好的保護；摩擦盤材料為普通耐磨鑄鐵，摩擦片為石棉剎車帶，兩零件為干式摩擦，散熱性較好，成本較低。但其具有顯著的缺點是結構較復雜、零件較多，特別是摩擦盤與芯軸內(nèi)外軸承間的同軸度要求很高，稍有疏忽就導致摩擦片快速磨損，剎車時還會產(chǎn)生剎車帶急劇陡顫，使剎車帶磨損或折斷，最不理想的是摩擦片只能用5～30天，剎車帶也只能用1～3個月，操作維修麻煩，運行成本太高。
二.液力偶合器是由電機軸帶動葉輪，葉輪浸入盛有8#液力傳動油的外殼(帶輪)中，通過高速旋轉的葉輪片驅(qū)動液力傳動油，液力傳動油再借助其與外殼(帶輪)間的粘滯力帶動外殼(帶輪)旋轉作為主動輪，來實現(xiàn)離心脫水。該結構主要優(yōu)點是其啟動平穩(wěn)，具有隔振和減緩沖擊的作用。其致命的缺點是由于該結構難以增設泄液補充裝置(太復雜低效)，液體在常溫(30℃～50℃)下工作，液力傳動油不斷損耗，加上芯軸同軸度的精度積累誤差和密封圈質(zhì)量不好，導致外殼(帶輪)中的液力傳動油溫度有時高達60℃～80℃，工作腔內(nèi)的液力傳動油的粘滯力隨之下降，使啟動時間長達5～10分鐘，有時荷載量僅為80％左右就無法驅(qū)動而自動停車。
以上兩種結構的機械、液力緩沖過載保護裝置，轉速只能控制在每分鐘850轉以下，如超過此轉速，剎車裝置的磨損會加速一倍以上，極大地阻礙了該行業(yè)技術設備的更新?lián)Q代，國內(nèi)整個行業(yè)為此傷透腦筋。
近年，有人根據(jù)電機的轉速n是與它的極對數(shù)p和電源頻率f所決定的原理(即60f/p＝n)，提出保持電機的極對數(shù)p不變，改變電源頻率f就可可改變電機的轉速n，開發(fā)出許多種功能齊全的變頻調(diào)速器。但是由于該種離心脫水機的轉動慣量很大(視負載情況不同有變化)，雖然用變頻調(diào)速器可以調(diào)節(jié)脫水機電機的轉速，但由式TD-TL＝K*dΩ/dt(式中，TD為電機的電磁轉矩，TL為脫水機折算到電機軸上的負載轉矩，K為脫水機的轉動慣量，dΩ/dt為脫水機的轉速變化率)可知，在原有轉動慣量很大的脫水機設計參數(shù)的基礎上要使脫水機負載做到快速啟動、停止，也就是說要獲得更大的dΩ/dt，同時又要使變頻調(diào)速器和電機不因過流或過壓跳機或損壞，仍然是一個懸而未決的問題。

發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術的上述缺點以及存在的問題，本實用新型所要解決的技術問題是要提供一種具有很寬的調(diào)速范圍、能大大提高脫水轉速、且具有高效穩(wěn)定的啟動/剎車性能的變頻調(diào)速式離心脫水機。
為此，本實用新型的技術解決方案是一種變頻調(diào)速式離心脫水機，包括電動機、電器控制裝置、傳動/剎車機構、脫水內(nèi)桶、脫水外桶等，其特征在于所述的電器控制裝置包括串聯(lián)在所述電動機與交流電源之間的變頻調(diào)速器；所述的傳動/剎車機構是由變頻調(diào)速器控制下的電動機、及受其驅(qū)動的直徑相配的的主動輪與從動輪所構成的皮帶或齒輪傳動機構。
與所述的變頻調(diào)速器相連接的電器控制裝置包括減速剎車設定器。
在所述的皮帶或齒輪傳動機構中，連接在所述脫水內(nèi)桶主軸上的從動輪直徑Dc與連接在電動機軸上的主動輪直徑Dz之比即變速比(Dc/Dz)控制在2.0～3.0范圍；在所述的變頻調(diào)速器的逆變電路直流輸入端上并聯(lián)有制動電阻。
所述的制動電阻的阻值與變頻調(diào)速器的標準額定值相等，所述的制動電阻的功率為標準額定功率的1.5～4.0倍。
所述的變速比優(yōu)選為2.3～2.5之間；所述的制動電阻的功率優(yōu)選為標準額定功率的2.0～3.0倍。
與所述的變頻調(diào)速器相連接的電器控制裝置還包括脫水定時器、加速設定器。
所述的脫水內(nèi)桶、脫水外桶上還附設有懸吊式彈簧減震機構。
本實用新型的解決問題思路如下由式TD-TL＝K*dΩ/dt(式中，TD為電機的電磁轉矩，TL為脫水機折算到電機軸上的負載轉矩，K為脫水機的轉動慣量，dΩ/dt為脫水機的轉速變化率)可知，如果在原有脫水機設計參數(shù)的基礎上采用變頻調(diào)速器，當脫水機快速啟動/停止時，會有一個較大的dΩ/dt使變頻調(diào)速器和電機因過流或過壓跳機或損壞，但又由式TL＝TL′/J＝TL′/(Dc/Dz)(式中，TL′為實際運行中的脫水機負載轉矩，Dc為脫水機內(nèi)桶主軸帶輪直徑，Dz為電機軸上的帶輪直徑，J為脫水機與電機之間的傳動比)推得本實用新型如采取調(diào)整傳動比J的辦法，可能達到最佳TL以及TD的目的一方面，增大脫水機與電機之間的傳動比J＝Dc/Dz可以降低TL絕對值；此時，因為電動機主動減速，而直徑較大的脫水機內(nèi)桶主軸帶輪Dc的被動減速過程折射到電動機主軸上的轉矩減少，從而一定程度上減小剎車時的過流或過壓；但另一方面，TL絕對值太小即J＝Dc/Dz比值太大時，要使脫水機保持原有的速度運轉，則電機的實際轉速及電源輸出工頻應比平時高約Dc/Dz倍，對于變頻器來講屬于基頻以上即恒壓弱磁通調(diào)速，這時有可能出現(xiàn)電磁轉矩不夠的情況；且高傳動比值對傳動三角帶也有過大損傷，因此，比值Dc/Dz應有一定的范圍。
進而，為保證變頻器在快速啟動、停止時不致過熱而損壞，根據(jù)不同品牌的變頻器逆變回路的容量，變頻器側直流輸入端還接有制動電阻用以進一步吸收啟動及減速剎車時的回饋浪涌電流，其阻值大小可按照各變頻器的使用手冊定，但是功率要相應地加大。
本實用新型的變頻調(diào)速式離心脫水機根據(jù)上述原理作出改進，因此具有如下優(yōu)點1)操作簡單，脫水效果好；2)進一步地優(yōu)化了傳動結構，減少了三分之二的機加工零部件，降低了機加工成本并縮短了制造工時；3)用變頻器替代了常換的摩擦片、剎車帶、難修理的液力偶合器等易損部件，節(jié)約了大量的頻繁修理時間和費用；4)解決了不可因載荷量大小而任意調(diào)速的先天性難點；5)使用電動剎車減輕了操作者原先的手動剎車的勞動強度。
以下結合附圖及實施例對本實用新型進一步作出說明。

圖1為本實用新型實施例的結構原理示意圖。
圖2為本實用新型實施例的電器連接示意圖。
具體實施方式如圖1所示本實用新型實施例的變頻調(diào)速式離心脫水機，包括電動機1、電器控制裝置、傳動/剎車機構、脫水內(nèi)桶2、脫水外桶3等，其特征在于所述的電器控制裝置包括串聯(lián)在所述電動機1與交流電源之間的變頻調(diào)速器4；所述的傳動/剎車機構是由變頻調(diào)速器4控制下的電動機1、及受其驅(qū)動的直徑相配的的主動輪5與從動輪6所構成的皮帶傳動機構；所述的脫水內(nèi)桶2、脫水外桶3上還附設有懸吊式彈簧減震機構7。
與所述的變頻調(diào)速器4相連接的電器控制裝置包括減速剎車設定器8、脫水定時器9、加速設定器10。
在所述的皮帶傳動機構中，連接在所述脫水內(nèi)桶2主軸上的從動輪6直徑Dc與連接在電動機1軸上的主動輪5直徑Dz之比，即變速比優(yōu)選為2.3～2.5之間；如圖2所示與所述的變頻調(diào)速器4相連接的電器控制裝置包括減速剎車設定器8、脫水定時器9、加速設定器10。在所述的變頻調(diào)速器4的逆變電路直流輸入端上并聯(lián)有制動電阻11。所述的制動電阻11的阻值與變頻調(diào)速器4的標準額定值相等，所述的制動電阻11的功率優(yōu)選為標準額定功率的2.0～3.0倍。
本實用新型的上述實施例綜合考慮啟動/停止及運行時的各種因素，在原有參數(shù)基礎上選用國產(chǎn)森蘭牌SB-60G(7.5KW)通用型變頻器，或臺灣產(chǎn)DVP-A、B(7.5KW)通用型變頻器，在變速比J為1～4的范圍內(nèi)做了一系列的實驗結果后得出取J＝Dc/Dz＝380/160≈2.4(j在2.0～3.0范圍內(nèi)也可)可滿足要求；對制動電阻而言，為保證其內(nèi)部正常工作，其阻值選定為等于各種變頻器的手冊所定值，功率為手冊額定功率的2-3倍范圍較為理想。此時，變頻器的最高操作頻率設定為80Hz，高于原有脫水機運轉時的工作頻率的1.5倍，本實用新型脫水機現(xiàn)在正常運轉時的工作頻率設定為70Hz，為原有脫水機運轉時的工作頻率的1.4倍；此時轉桶轉速約為870轉/分，加、減速時間設定為1-2分鐘時，加、減速均平穩(wěn)，電流為5-14A；運轉正常平穩(wěn)，電流為5A左右，均屬正常范圍；啟動/停止時制動電阻發(fā)熱而不過燙，起到了吸收回饋浪涌電流，輔助減速剎車的效果，衣物脫水效果特好。根據(jù)客戶的不同需求，現(xiàn)有的產(chǎn)品在控制回路上還加設了自動定時器等，配備了防震等自保護裝置等。
權利要求1.一種變頻調(diào)速式離心脫水機，包括電動機、電器控制裝置、傳動/剎車機構、脫水內(nèi)桶、脫水外桶等，其特征在于所述的電器控制裝置包括串聯(lián)在所述電動機與交流電源之間的變頻調(diào)速器；所述的傳動/剎車機構是由變頻調(diào)速器控制下的電動機、及受其驅(qū)動的直徑相配的的主動輪與從動輪所構成的皮帶或齒輪傳動機構。
2.如權利要求1所述的變頻調(diào)速式離心脫水機，其特征在于與所述的變頻調(diào)速器相連接的電器控制裝置包括減速剎車設定器。
3.如權利要求1或2所述的變頻調(diào)速式離心脫水機，其特征在于在所述的皮帶或齒輪傳動機構中，連接在所述脫水內(nèi)桶主軸上的從動輪直徑Dc與連接在電動機軸上的主動輪直徑Dz之比即變速比(Dc/Dz)控制在2.0～3.0范圍；在所述的變頻調(diào)速器的逆變電路直流輸入端上并聯(lián)有制動電阻。
4.如權利要求3所述的變頻調(diào)速式離心脫水機，其特征在于所述的制動電阻的阻值與變頻調(diào)速器的標準額定值相等，所述的制動電阻的功率為標準額定功率的1.5～4.0倍。
5.如權利要求4所述的變頻調(diào)速式離心脫水機，其特征在于所述的變速比優(yōu)選為2.3～2.5之間；所述的制動電阻的功率優(yōu)選為標準額定功率的2.0～3.0倍。
6.如權利要求5所述的變頻調(diào)速式離心脫水機，其特征在于與所述的變頻調(diào)速器相連接的電器控制裝置還包括脫水定時器、加速設定器。
7.如權利要求6所述的變頻調(diào)速式離心脫水機，其特征在于所述的脫水內(nèi)桶、脫水外桶上還附設有懸吊式彈簧減震機構。
專利摘要一種變頻調(diào)速式離心脫水機，包括電動機、電器控制裝置、傳動/剎車機構、脫水內(nèi)桶、脫水外桶等，其特征為電器控制裝置包括串聯(lián)在所述電動機與交流電源之間的變頻調(diào)速器；傳動/剎車機構是由變頻調(diào)速器控制下的電動機、及受其驅(qū)動的直徑相配的的主動輪與從動輪所構成的皮帶或齒輪傳動機構。與變頻調(diào)速器相連接的電器控制裝置包括減速剎車設定器。在皮帶或齒輪傳動機構中，連接在所述脫水內(nèi)桶主軸上的從動輪直徑Dc與連接在電動機軸上的主動輪直徑Dz之比控制在2.0～3.0范圍；在變頻調(diào)速器的逆變電路上并聯(lián)有為標準額定功率的2.0～3.0倍的制動電阻。本實用新型具有很寬的調(diào)速范圍、能大大提高脫水轉速、且具有高效穩(wěn)定的啟動/剎車性能。
文檔編號D06B15/10GK2591065SQ0225040
公開日2003年12月10日 申請日期2002年12月17日 優(yōu)先權日2002年12月17日
發(fā)明者嚴寶文, 林汝純, 夏明 申請人:廣州市番禺區(qū)沙灣三善金樂洗染設備廠