液力軟啟動(dòng)電動(dòng)的制造方法
【專利摘要】一種液力軟啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，在電機(jī)殼體內(nèi)安裝有電機(jī)定子、電機(jī)轉(zhuǎn)子、前輔室殼體、泵輪、蝸輪、后輔室殼體和輸出軸，電機(jī)轉(zhuǎn)子、聯(lián)接盤、前輔室殼體、聯(lián)接板、泵輪依次連接傳動(dòng)，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(dòng)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。本發(fā)明啟動(dòng)平穩(wěn)輕快、啟動(dòng)時(shí)間短、電流低、對電網(wǎng)沖擊小、節(jié)能降耗，并且具有均衡負(fù)荷、過載保護(hù)功能。
【專利說明】液力軟啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電動(dòng)機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種具有液力傳動(dòng)功能的新型電動(dòng)機(jī)一液力軟啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，具有啟動(dòng)平穩(wěn)輕快、啟動(dòng)時(shí)間短、啟動(dòng)電流低、對電網(wǎng)沖擊小、過載保護(hù)和均衡負(fù)荷的優(yōu)點(diǎn)。
【背景技術(shù)】
[0002]I)異步電動(dòng)機(jī)，尤其是鼠籠式電動(dòng)機(jī)，雖然結(jié)構(gòu)簡單、耐用、價(jià)格便宜且特性好，但它的啟動(dòng)性能較差，主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:①啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較低，一般標(biāo)準(zhǔn)鼠籠式電動(dòng)機(jī)(普通Y系列電動(dòng)機(jī))起動(dòng)轉(zhuǎn)矩約為額定轉(zhuǎn)矩的1.3…1.8倍；②起動(dòng)電流沖擊較大(普通Y系列電動(dòng)機(jī)起啟電流約為額定電流的6.5…6.7倍)，容易造成電機(jī)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(dòng)機(jī)，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(jī)械、電力機(jī)械、礦山機(jī)械、工程機(jī)械、運(yùn)輸機(jī)械等領(lǐng)域的廣泛使用，電動(dòng)機(jī)動(dòng)力占動(dòng)力機(jī)應(yīng)用中80%以上，同時(shí)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(jì)要求。再者，大慣量設(shè)備啟動(dòng)困難、運(yùn)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(jì)中已開始在動(dòng)力機(jī)和工作機(jī)之間使用液力傳動(dòng)元件和變頻裝置。近20年液力傳動(dòng)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(dòng)機(jī)和工作機(jī)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(dá)到原設(shè)計(jì)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(jì)者，在為大慣量設(shè)備配用電動(dòng)機(jī)時(shí)，仍采用“大馬拉小車”的原則選用電動(dòng)機(jī)；選用功率偏大，造成無功功率損失，浪費(fèi)能源。
[0004]3)在動(dòng)力機(jī)與工作機(jī)之間添加液力元件或變頻裝置，以達(dá)到節(jié)能、平穩(wěn)啟動(dòng)和過載保護(hù)的目的，這是機(jī)械設(shè)備在設(shè)計(jì)中的大趨勢和要求。但實(shí)際情況是，有許多設(shè)計(jì)者或制造商為避免麻煩仍采用動(dòng)力機(jī)與工作機(jī)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。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(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(dòng)電動(dòng)機(jī)，使機(jī)械設(shè)備，尤其是大慣量設(shè)備平穩(wěn)輕快啟動(dòng)、啟動(dòng)時(shí)間短、啟動(dòng)電流低、對電網(wǎng)沖擊小，并且具有均衡負(fù)荷、過載保護(hù)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(jìn)我國各類機(jī)械設(shè)備的技術(shù)進(jìn)步。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種液力軟啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，在電機(jī)殼體內(nèi)安裝有電機(jī)定子、電機(jī)轉(zhuǎn)子、前輔室殼體、泵輪、蝸輪、后輔室殼體和輸出軸，電機(jī)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(dòng)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(dòng)工作腔連通，導(dǎo)管上端安裝節(jié)流閥，后輔室與軟啟動(dòng)工作腔連通，上述軟啟動(dòng)工作腔、前輔室和后輔室內(nèi)充有工作液。
[0007]上述技術(shù)方案中，在泵輪或蝸輪上安裝有內(nèi)置易熔塞。
[0008]上述技術(shù)方案中，所述的工作液為液壓油。
[0009]工作原理:
當(dāng)液力軟啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)未啟動(dòng)時(shí)，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(dòng)機(jī)在低啟動(dòng)力矩下起動(dòng)提供了條件。當(dāng)該液力軟啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，由于工作腔充液量較少，使之在較低的啟動(dòng)力矩下起動(dòng)，啟動(dòng)電流低。在啟動(dòng)過程中，工作液通過導(dǎo)管由前輔室經(jīng)節(jié)流閥進(jìn)入工作腔，以工作液及從后輔室逐漸進(jìn)入工作腔，使得電動(dòng)機(jī)平穩(wěn)進(jìn)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(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)工作腔的充液時(shí)間，也就是調(diào)控該電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后達(dá)到額定轉(zhuǎn)矩的時(shí)間。當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定后，前、后輔室的工作液全部進(jìn)入工作腔，液力軟啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)在額定工況下正常工作。
[0010]根據(jù)液力軟啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)額定功率的不同，其主動(dòng)部分和軟啟動(dòng)部分的結(jié)構(gòu)大小也不同，其規(guī)格可以設(shè)計(jì)成與普通電動(dòng)機(jī)的規(guī)格相對應(yīng)，當(dāng)然其軟啟動(dòng)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(jī)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(hào)、聯(lián)接不同的“液力軟啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)”。
[0011]顯著效果:
本發(fā)明“液力軟啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)”啟動(dòng)力矩低于普通電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的50%,顯著降低電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流，緩解電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流沖擊電網(wǎng)；具有使工作機(jī)延時(shí)啟動(dòng)功能，非常好的隔離了工作機(jī)振動(dòng)慣量的影響；可以使電動(dòng)機(jī)制動(dòng)力矩低于其額定轉(zhuǎn)矩，對機(jī)械系統(tǒng)有過載保護(hù)功能；設(shè)計(jì)有節(jié)流閥，可方便調(diào)控電動(dòng)機(jī)進(jìn)入額定工作狀況的時(shí)間，達(dá)到軟性啟動(dòng)的功能；設(shè)計(jì)有內(nèi)置易熔塞，在工作機(jī)過載厲害時(shí)，內(nèi)置易熔塞過熱噴液，工作液從工作腔迅速進(jìn)入后輔室，使泵輪與渦輪脫離作用，電動(dòng)機(jī)負(fù)載迅速降低為零，避免了電動(dòng)機(jī)在過載工況下工作，具有極強(qiáng)的自我過載保護(hù)功能；本發(fā)明還具有順序啟動(dòng)和均衡載荷的功能，可直接使用該種電動(dòng)機(jī)對工作機(jī)的順序啟動(dòng)或多機(jī)驅(qū)動(dòng)，不需要采用其他措施；在大慣量設(shè)備上，該種電動(dòng)機(jī)可取代復(fù)雜價(jià)昂的繞線式電動(dòng)機(jī)；由于設(shè)計(jì)有液力傳動(dòng)部分，不存在穩(wěn)定工作區(qū)，所以該電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行范圍較普通電動(dòng)機(jī)大；在電動(dòng)機(jī)選用時(shí)，若選用該液力軟啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)可按工作機(jī)額定功率選用，不需要像普通電動(dòng)機(jī)選用時(shí)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。
[0012]使用范圍和發(fā)展前景:
液力軟啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)由于存在上述優(yōu)良性能，克服了普通電動(dòng)機(jī)存在的許多缺陷，所以它將會(huì)逐步取代普通電動(dòng)機(jī)廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、礦山機(jī)械、電力機(jī)械、冶金機(jī)械、煤炭機(jī)械、石油化工機(jī)械、食品機(jī)械、港口機(jī)械、運(yùn)輸機(jī)械等，具有廣泛的應(yīng)用前景。同時(shí)，由于其具有明顯的節(jié)能效果，在強(qiáng)調(diào)節(jié)能減排的今天，又有著極好的社會(huì)效益。當(dāng)然，隨著本發(fā)明“液力軟啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)”的規(guī)格型號(hào)不斷完善，其優(yōu)越的性能將會(huì)使它不斷地在機(jī)械系統(tǒng)中廣泛替代原有的電動(dòng)機(jī)，因此在國內(nèi)外電動(dòng)機(jī)市場，前景廣闊，其經(jīng)濟(jì)效益將不可限量。總之，由于液力軟啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)優(yōu)良性能、廣泛的用途及節(jié)能效果，將會(huì)有極好的發(fā)展前景?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)半剖示意圖。
[0014]附圖標(biāo)注說明:
1-端蓋，2-前支撐板，3-電機(jī)轉(zhuǎn)子，4-電機(jī)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(dòng)鍵，15-后支撐板，16-電機(jī)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(jī)定子。
【具體實(shí)施方式】
[0015]參見圖1，本發(fā)明的液力軟啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，在電機(jī)殼體16內(nèi)安裝有電機(jī)定子25、電機(jī)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(jī)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(dòng)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(dòng)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(dòng)工作腔連通，上述軟啟動(dòng)工作腔、前輔室和后輔室內(nèi)充有工作液。
[0016]上述的泵輪或蝸輪上安裝有內(nèi)置易熔塞20。
[0017]上述的工作液為液壓油。
[0018]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
液力軟啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)性能分析:
液力軟啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，過渡歷程比較復(fù)雜，但基本上可以分為三個(gè)階段:第一階段，是該電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)腔室中的液體隨電動(dòng)機(jī)迅速啟動(dòng)而逐步加速，力矩也隨之增加，當(dāng)增加到稍大于工作機(jī)最大靜阻力矩時(shí)，工作機(jī)開始起動(dòng)并緩慢運(yùn)行；第二階段，該電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)工作腔輸出部分逐步加大到最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)附近進(jìn)行，工作機(jī)也隨之全面運(yùn)行工作；第三階段，該電動(dòng)機(jī)工作腔輸出端與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一起升到穩(wěn)定額定運(yùn)行點(diǎn)，至此機(jī)械系統(tǒng)啟動(dòng)歷程全部完成?？傊毫泦?dòng)電動(dòng)機(jī)由于設(shè)計(jì)有液力工作腔，直接負(fù)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(dòng)慣量小，故該電動(dòng)機(jī)近似等于空載啟動(dòng)，啟動(dòng)輕快平穩(wěn)，啟動(dòng)時(shí)間短，啟動(dòng)電流低，對電網(wǎng)沖擊小。
[0019]液力軟啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)過載保護(hù)特性分析:
機(jī)械系統(tǒng)過載的原因不外乎這三種情況:①電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中因電壓突然下降而使電動(dòng)機(jī)外特性跌落，從而電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩低于額定工況的正常值；②工作機(jī)阻力負(fù)載超過額定工況工作機(jī)運(yùn)行中因故障突然卡住而造成動(dòng)力過載。當(dāng)普通電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)時(shí)，若負(fù)載超過電動(dòng)機(jī)的額定點(diǎn)，但低于尖峰轉(zhuǎn)矩點(diǎn)時(shí)，屬于正常負(fù)載，這種正常過載允許的時(shí)間根據(jù)電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條件決定，一般多采用熱繼電保護(hù)。當(dāng)負(fù)載繼續(xù)增大到高于電動(dòng)機(jī)尖峰轉(zhuǎn)矩點(diǎn)時(shí)，電動(dòng)機(jī)將與工作機(jī)一起失迷堵轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)電流急速上升(約為額定電流5 - 7倍)，使電動(dòng)機(jī)絕緣發(fā)熱和電網(wǎng)電壓降，甚至有燒毀危險(xiǎn)。若運(yùn)行中工作機(jī)突然被制動(dòng)時(shí)，一方面電動(dòng)機(jī)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(xiǎn)；另一方面，電動(dòng)機(jī)和工作機(jī)被制動(dòng)，造成機(jī)械系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障。
[0020]若采用本發(fā)明“液力軟啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)”驅(qū)動(dòng)，當(dāng)正常過載時(shí)，負(fù)載雖有所增加，但絕不會(huì)超過該電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，所以該電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較額定工況有所降低，但仍然穩(wěn)定地運(yùn)行。這種過載，其允許持續(xù)時(shí)間應(yīng)根據(jù)該電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)部分允許發(fā)熱條件決定。若負(fù)載轉(zhuǎn)矩大于該電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩以及工作機(jī)運(yùn)行中突然制動(dòng)時(shí)，這種非正常過載，使渦輪停止不動(dòng)，而該電動(dòng)機(jī)仍在最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)附近運(yùn)行，不會(huì)發(fā)生失速堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象。總之，液力軟啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)對超出電動(dòng)機(jī)最大扭矩的過載，特別是動(dòng)力過載有著有效的過載保護(hù)功能。
【權(quán)利要求】
1.一種液力軟啟動(dòng)電動(dòng)機(jī),其特征在于，在電機(jī)殼體內(nèi)安裝有電機(jī)定子、電機(jī)轉(zhuǎn)子、前輔室殼體、泵輪、蝸輪、后輔室殼體和輸出軸，電機(jī)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(dòng)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(dòng)電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述的泵輪或蝸輪上安裝有內(nèi)置易熔塞。
【文檔編號(hào)】F16H41/24GK103545983SQ201310555227
【公開日】2014年1月29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