CN101540575A

CN101540575A - 柔性启动电机

Info

Publication number: CN101540575A
Application number: CN200910081965A
Authority: CN
Inventors: 张力
Original assignee: Beijing New Aerospace Century Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing New Aerospace Century Technology Co Ltd
Priority date: 2009-04-09
Filing date: 2009-04-09
Publication date: 2009-09-23

Abstract

本发明提供一种柔性启动电机，包括：转轴；一滑差挂载柔性启动装置与所述转轴同轴设置，所述滑差挂载柔性启动装置包括：两个以上的叶片，均匀地固设在转轴上；壳体，由外壳、第一端盖和第二端盖组成，并非接触地套设在所述叶片外部，所述叶片将所述壳体与转轴所围成的空间等分成数个空腔，所述叶片前端与所述外壳内壁留有空隙；多个刚性球体，均匀地分装在所述空腔中，所述刚性球体的半径大于所述叶片前端与所述外壳内壁留有的空隙。本发明效果是降低了电机启动的电流，实现电机与负载全匹配，具有过载保护功能。

Description

柔性启动电机

技术领域

本发明涉及一种电机，特别是一种柔性启动电机。

背景技术

目前，电机按照转子的结构分类，可分为笼型感应电动机(旧标准称为鼠笼型异步电动机)和绕线转子感应电动机(旧标准称为绕线型异步电动机)。现有电机存在以下问题：电机启动时，启动电流过高，对机电设备和供电电网造成严重的冲击；电机重载启动，要求电机的功率大于带动负载稳定运转时的功率，造成“大马拉小车”的现象，电机与负载不匹配，导致设备投资的增加；电机启动时间过长，容易造成电机烧毁；意外过载或负载卡死时，易损毁机器，造成事故。

通过大量的研究电机启动时的电流特性曲线、电压特性曲线、功率特性曲线、转子转速特性曲线和力矩耦合特性曲线，发现电动机启动时，当电机启动转速达到额定转速75％时，启动电流最大，承载能力最小。

现有技术中，通常给电机加装软启动器来解决电机启动时存在的问题。软启动器主要通过控制启动电压或改变频率，实现电机软启动。中国实用新型专利申请号200620155553.5公开的“电机软启动器”(授权公告号：CN200997579Y，公开日：2007.12.26)。该设备虽然可以实现电机软启动，但是启动时间长；实现电机软启动，需要附加软启动器，增加了电机的成本；电机没有过载保护的功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种柔性启动电机，使得电机启动电流降低，实现电机与负载相匹配，减少电机启动时间。

为了实现上述目的，本发明提供一种柔性启动电机，包括：转轴；一滑差挂载柔性启动装置与所述转轴同轴设置，所述滑差挂载柔性启动装置包括：

两个以上的叶片，均匀地固设在转轴上；

壳体，由外壳、第一端盖和第二端盖组成，并非接触地套设在所述叶片外部，所述叶片将所述壳体与转轴所围成的空间等分成数个空腔，所述叶片前端与所述外壳内壁留有空隙；

多个刚性球体，均匀地分装在所述空腔中，所述刚性球体的半径大于所述叶片前端与所述外壳内壁留有的空隙。

由以上技术方案可知，本发明有如下效果：降低了电机启动的电流，避免启动电流过大烧坏电机；实现电机与负载全匹配；电机启动时间短，防止电机烧毁；减少了电机的体积，提高了电机的节能效果，同时，使得电机具有过载保护功能，进一步地提高了电机运行的安全性和可靠性。

下面通过具体实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明柔性启动电机的实施例一整体结构示意图；

图2为本发明柔性启动电机的实施例二整体结构示意图；

图3为本发明柔性启动电机实施例三中滑差挂载柔性启动装置结构图；

图4为本发明柔性启动电机的实施例七整体结构示意图；

图5为图3的A-A剖视图一；

图6为图3的A-A剖视图二。

图中：

1-电机壳； 2-电机定子； 3-电机转子；

4-电机风扇； 5-转轴； 6-第二端盖；

7-外壳； 8-第一端盖； 9-叶片；

10-端盖螺钉； 11-轴瓦； 12-螺纹孔；

13-刚性球体； 14-螺塞； 15-转子；

16-半联轴器； 17-螺钉； 18-弹性套；

19-皮带轮； 20-紧固螺钉； 21-第一轴承盖；

22-第二轴承盖； 23轴承。

具体实施方式

实施例一

如图1所示，本发明实施例一种柔性启动电机，包括：转轴5；一滑差挂载柔性启动装置与所述转轴5同轴设置，所述滑差挂载柔性启动装置包括：

两个以上的叶片9，均匀地固设在转轴5上；

壳体，由外壳7、第一端盖8和第二端盖6组成，并非接触地套设在所述叶片9外部，所述叶片9将所述壳体与转轴5所围成的空间等分成数个空腔，所述叶片9前端与所述外壳7内壁留有空隙；

多个刚性球体13，均匀地分装在所述空腔中，所述刚性球体13的半径大于所述叶片9前端与所述外壳7内壁留有的空隙。

当电机接通电源启动后，转轴5上的叶片9带动刚性球体13在壳体中作刚体运动，同时刚性球体13受离心力作用逐渐在壳体外壳7内圆柱面滑动。由于轴瓦11与转轴5采用间隙配合，与第一端盖8和第二端盖6采用过盈配合，因此壳体在刚电机启动时不随转轴5转动，此时作用在电动机上的阻力矩即为刚性球体与壳体的摩擦力矩，电机近似空载启动。当转轴5的转速逐渐增大时，刚性球体13在离心力作用下紧贴外壳7内壁，刚性球体13与内壁的摩擦力矩逐渐增大，壳体逐渐被带动，直至壳体与转轴5达到同步运转状体，它们之间不存在转速差。在第一端盖8上均匀设有至少两个螺纹孔12，负载通过连接螺纹孔12被电机带动，实现了电机带动负载软启动。发明人在试验中发现，相对于现有技术电机，本实施例柔性启动电机的启动电流可降低60％左右，通过力矩匹配，相对于带动相同负载条件下的现有技术的电机，本发明柔性启动电机以较小的功率即可带动负载，使得电机正常运行时的电流可降低25％～30％，极大地提高了电机的节能效果。

此外，可通过增减刚性球体13数量来调节电机启动时扭矩的传递参数，缩短了电机的启动时间。同时，通过分析计算可得出设定合适数量的刚性球体13，以有效实现电机过载保护的功能。具体为，通过设定合适数量的刚性球体13，在电机运行过程中，若出现堵转或过载时，滑差挂载柔性启动装置中的刚性球体13会在外壳7内壁上打滑，因而，电机转轴5所受到的实际力矩不会增加，电机不会出现烧毁等不良现象，从而起到了过载保护功能，有效提高了电机运行的安全性和可靠性。

由以上技术方案可知，本发明柔性启动电机具有以下特点：

1、实现了电机的轻载启动，降低了启动电流，防止电机因启动电流过大而被烧毁；

2、实现了电机与负载全匹配力矩耦合的高效低耗的节能新模式；

3、缩短了电机的启动时间，杜绝扫膛恶性事故的发生；

4、具有过载保护功能，防止电机烧毁；

5、由于电机启动电流下降，可有效抑制电网的多次谐波，起到净化电网发展绿色环保电网的效果；

6、减少了电机的体积，提高了电机的节能效果。

实施例二

如图2所示，设置转子15，所述转子15固设在所述转轴5上，所述叶片9固设在所述转子15上，叶片9将壳体与转子15所围成的空间等分成与叶片9数量相同的空腔。通过设置转子15，可以方便叶片9的安装，同时转轴5通过转子15传递动力，更容易保护转轴5不受损伤。

实施例三

如图1和图2所示，在第一端盖8开设的通孔和第二端盖6开设的通孔中分别设置轴瓦11，并且所述轴瓦11套设在转轴5或转子15上；

如图3所示，在第一端盖8开设的通孔和第二端盖6开设的通孔中分别设置轴承23，并且所述轴承23套设在转轴5或转子15上，并增设第一轴承盖21和第二轴承盖22，将轴承23封装到壳体中，例如：通过紧固螺钉20将第一轴承盖21和第二轴承盖22分别与第一端盖8和第二端盖6连接，将轴承23封装到壳体中。使用轴瓦11或轴承23，在电机启动时，大大降低了转轴受到的阻力力矩。

实施例四

如图2和图4所示，滑差挂载柔性启动装置部分或全部凸设在电机壳1中。在电机转动时，电机壳1可以支撑滑差挂载柔性启动装置，减少电机连接负载运转时，电机轴向的振动。

实施例五

如图2所示，在第一端盖8上固设半联轴器16。例如：通过将螺钉17穿过半联轴器16开设的通孔，并与螺纹孔12连接，使半联轴器16固设到第一端盖8上。通过设置半联轴器16，方便电机连接工作机、减速器等负载。

如图3所示，在第一端盖8上固设皮带轮19。例如：通过将螺钉17穿过皮带轮19开设的通孔，并与螺纹孔12连接，使皮带轮19固设到第一端盖8上。通过设置皮带轮19，方便电机在三角带和平皮带的场合工作。

实施例六

如图2和图3所示，在半联轴器16或皮带轮19开设的通孔中设置弹性套18。通过设置弹性套18可以有效地补偿被连接的两轴出现的偏移，具有缓冲减震的作用。

实施例七

如图4所示，将外壳7外表面设计成皮带轮的形状。通过将外壳7外表面设计成皮带轮的形状，方便电机在三角带和平皮带的场合工作，同时可以节省外加的皮带轮，减低成本。

实施例八

如图5和图6所示，图5中所述叶片9的两个侧面在最接近外壳7处有向转动中心倾斜的斜面；图6中所述叶片9的两个侧面与外壳7最接近位置起有向内凹的弧形面。当电机转动时，刚性球体13按电机的转动方向靠近叶片9，其中，先到达的刚性球体13由于受到后到达的刚性球体13的挤压，只能沿叶片9的斜面或弧形面向转动中心方向滑动，从而脱离受挤压最大的位置，而该位置由后面的刚性球体13填充，如此往返变化，实现了刚性球体13受力状态的改变。通过替换受力最大的刚性球体，可以防止刚性球体13的变形和破坏，从而预防电机因刚性球体13的损坏而出现的卡机现象。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1、一种柔性启动电机，包括：转轴；其特征在于：一滑差挂载柔性启动装置与所述转轴同轴设置，所述滑差挂载柔性启动装置包括：

两个以上的叶片，均匀地固设在转轴上；

2、根据权利要求1所述的柔性启动电机，其特征在于：所述滑差挂载柔性启动装置设置转子，所述转子与所述转轴同轴设置，所述叶片固设在转子上，叶片将壳体与转子所围成的空间等分成与叶片数量相同的空腔。

3、根据权利要求1或2所述的柔性启动电机，其特征在于：在所述转轴或转子与第一端盖开设的通孔和第二端盖开设的通孔中分别设置轴瓦，并所述轴瓦套设在所述转轴上。

4、根据权利要求1或2所述的柔性启动电机，其特征在于：在所述转轴或转子与第一端盖开设的通孔和第二端盖开设的通孔之间分别设置轴承，并设置第一轴承盖和第二轴承盖分别与第一端盖和第二端盖连接，将轴承封装到壳体中。

5、根据权利要求1所述的柔性启动电机，其特征在于：滑差挂载柔性启动装置部分或全部凸设在电机壳中。

6、根据权利要求1所述的柔性启动电机，其特征在于：在所述第一端盖上固设半联轴器或皮带轮。

7、根据权利要求6所述的柔性启动电机，其特征在于：在所述半联轴器或皮带轮开设的通孔中设置弹性套。

8、根据权利要求1所述的柔性启动电机，其特征在于：将所述外壳外表面设计成皮带轮的形状。

9、根据权利要求1所述的柔性启动电机，其特征在于：所述叶片的两个侧面在最接近所述外壳处设有向转动中心倾斜的斜面；或所述叶片的两个侧面与所述外壳最接近位置处设有向内凹的弧形面。