CN102931791A

CN102931791A - 电动叉车用举升电动机

Info

Publication number: CN102931791A
Application number: CN2012104429591A
Authority: CN
Inventors: 赵大伟; 董元柏; 吴大将; 沈国飞
Original assignee: Zhejiang Xizi Forward Electrical Machinery Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Xizi Forward Electrical Machinery Co Ltd
Priority date: 2012-11-08
Filing date: 2012-11-08
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2032-11-08
Also published as: CN102931791B

Abstract

本发明公开了电动叉车用举升电动机，铸铝转子外套并过盈配合内花键轴，内花键轴两端分别与前后端盖转动配合；定子铁芯外套于铸铝转子，铸铝转子与定子铁芯留有间隙；绕组嵌入定子铁芯；后端盖固定连接速度传感器连接端子；内花键轴的后端固定连接速度传感器旋转部件，速度传感器旋转部件的码盘体固定于内花键轴的后端面，码盘体的外圆周均匀地安装多个磁钢，磁钢按N极、S极交替排布；速度传感器静止部件的霍尔元件集成于霍尔电路板上，霍尔电路板固定于后端盖，霍尔元件与磁钢的外圈具有一定间距；速度传感器旋转部件随内花键轴同步旋转，每一磁钢转过霍尔元件时，霍尔元件感应出电压信号，该信号通过速度传感器连接端子传递到外控制器。

Description

电动叉车用举升电动机

技术领域

本发明属于电动叉车用驱动装置制造技术领域，尤其涉及一种平衡重式电动叉车驱动货叉用三相低压异步电动机。

背景技术

电动叉车是通过车辆前端的货叉来搬运货物的，而货叉的上下移动是由叉车内举升电机来实现驱动的。电动叉车的能量源是直流蓄电池，到目前为止，平衡重式电动叉车的举升电动机绝大部分仍是直流电动机，但由于直流电动机比功率较小、结构复杂，会占据叉车内部较大的空间，给其安装带来很大的不便。另外，直流电动机的机械换向装置在运行过程中，电刷和换向器之间必须保持滑动接触，因此，难以避免地会存在火花、噪声、无限电干扰等现象，且维护周期短，需要经常更换电刷；同时，机械换向器的存在限制了电动机的高速运行。

发明内容

为了克服现有直流电动机体积大、噪音高、换向装置易损坏，以及电动机可靠性差及售后维护困难等问题，本发明提供了一种电动叉车用低压异步举升电动机，该交流异步电动机具有体积小、结构简单、不需机械换向装置、噪音低、坚固耐用、可高速运转、工作特性好、效率高、无需保养等优点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：电动叉车用举升电动机，包括内花键轴、轴承、前端盖、铸铝转子、定子铁芯、三相电源接线柱、绕组、速度传感器连接端子、后端盖、速度传感器静止部件、速度传感器旋转部件，铸铝转子外套于内花键轴，两者间通过过盈配合传递力矩，内花键轴的前后端分别通过一轴承与前端盖、后端盖转动配合，前端盖、后端盖封盖于一机座的两端口；定子铁芯压入机座内，并外套于铸铝转子，铸铝转子的外壁与定子铁芯的内壁间留有间隙；绕组嵌入定子铁芯的定子槽内，绕组的三相引出线连接到三相电源接线柱上，三相电源接线柱固定于机座的外壁；后端盖上固定连接速度传感器连接端子；内花键轴的后端固定连接速度传感器旋转部件，速度传感器旋转部件包括码盘体，码盘体固定于内花键轴的后端面，码盘体的外圆周均匀地安装多个磁钢，多个磁钢按N极、S极交替排布；速度传感器静止部件包括霍尔元件、霍尔电路板，霍尔元件集成于霍尔电路板上，霍尔电路板固定于后端盖，霍尔元件与磁钢的外圈具有一定间距；速度传感器旋转部件随内花键轴同步旋转，其中，每一磁钢转过霍尔元件时，霍尔元件感应出电压信号，该电压信号通过速度传感器连接端子传递到外控制器中。

优选的，绕组内嵌入温度传感器，温度传感器测得的温度信号通过温度传感器连接端传递到外控制器，温度传感器连接端子固定于后端盖。

优选的，霍尔电路板固定于一底座，底座固定在后端盖。

优选的，后端盖固定连接一传感器罩，传感器罩将速度传感器静止部件、速度传感器旋转部件罩于其内。

优选的，机座的外壁固定连接一吊环螺钉。

优选的，机座开有散热孔。

优选的，所述的散热孔沿机座环形排布，共两圈，分别靠近机座的两端部位置。

优选的，前端盖与内花键轴间装有油封。

优选的，所述的定子铁芯共有36个定子槽，按顺序分别标记为1-36，三相绕组的U相绕组线圈通过以下结构绕制而成：共有六个绕组线圈，分别嵌入1和10、2和11、3和12、19和28、20和29、21和30的定子槽内，线圈间由连接线联接；V、W相的组成、连接和排布形式与U相相同，V相的六个绕组线圈分别嵌入7和16、8和17、9和18、25和34、26和35、27和36的定子槽内；W相的六个绕组线圈分别嵌入4和13、5和14、6和15、22和31、23和32、24和33的定子槽中。

优选的，所述的绕组线圈由等效导线绕制2匝而成；所述的等效导线由34根细铜线组成。

本发明电动叉车用低压异步举升电动机的结构中，由内花键轴、铸铝转子构成电动机的转子组件；由绕组、热敏电阻（温度传感器）、定子铁芯、机座及铭牌构成电动机的定子组件；由速度传感器连接端子、速度传感器静止部件和速度传感器转动部件及传感器罩组成了电动机的传感器组件。转子组件、定子组件及传感器组件通过与轴承、前端盖、后端盖、螺栓等组装而构成了异步电动机。本发明三相低压异步电动机基本免于维护、体积小、散热良好、噪音低、工作特性好；本发明采用的速度传感器成本低，安装在电动机外部，维护方便。

采用本发明所提供的绕组组合与排布方式，与现有普通的工业用异步电动机相比，在保持输出相同功率的条件下，本发明电动机能在安全电压36V以下工作，具有容纳大电流的能力，进而得到电动机较大的过载能力。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图1中：1、内花键轴；2、油封；3、轴承；4、前端盖；5、铸铝转子；6、定子铁芯；7、机座；8、吊环螺钉；9、三相电源接线柱；10、绕组；11、速度传感器连接端子；12、温度传感器连接端子；13、后端盖；14、温度传感器；15、速度传感器静止部件；16、速度传感器旋转部件；17、传感器罩；18、内六角螺栓；19、铭牌；20、机座散热孔。

图2是铸铝转子的冲片图。

图2中：5-1、转子冲片；5-2-1、转子槽；5-2-2、转轴孔。

图3是铸铝转子的主视图。

图4是铸铝转子的侧视图。

图3、4中：5-2、转子铁芯；5-3、端环；5-4、风叶；5-5、平衡柱。

图5是定子冲片图。

图5中：6-1、定子冲片；6-2、定子槽。

图6是U相绕组展开示意图。

图6中：1-36数字表示定子冲片的36个定子槽；a-b-c-d-e-f所示六边形代表一个绕组线圈；L为线圈间连接线，U为电流流入端，X为电流流出端。

图7是速度传感器静止部件的剖面图。

图7中：11-1、速度传感器连接端子；15-1、霍尔电路板；15-2、霍尔元件；15-3、底座。

图8是速度传感器旋转部件和底座示意图。

图8中：15-3、底座；15-4、螺钉孔；15-5、螺栓孔；16-1、码盘体；16-2、磁钢。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例作详细说明。

参见图1，本实施例电动叉车用举升电动机包括内花键轴1、油封2、轴承3、前端盖4、铸铝转子5、定子铁芯6、机座7、吊环螺钉8、三相电源接线柱9、绕组10、速度传感器连接端子11、温度传感器连接端子12、后端盖13、温度传感器14、速度传感器静止部件15、速度传感器旋转部件16、传感器罩17、内六角螺栓18、铭牌19。

铸铝转子5加热后外套于内花键轴1，两者间通过过盈配合传递扭矩，铸铝转子5、内花键轴1构成电动机的转子组件。内花键轴1的前后端分别通过一轴承3与前端盖4、后端盖13转动配合，且前后端盖封盖于机座7的两端口，并分别通过内六角螺栓18与机座7固定连接。前端盖4与内花键轴1前端的接触处还装有油封2。

定子铁芯6压入机座7内，并外套于铸铝转子5，铸铝转子5的外壁与定子铁芯6的内壁间留有间隙，绕组10嵌入定子铁芯6的槽内，温度传感器14嵌入绕组10的内部，温度传感器14取得温度后通过温度传感器连接端子12传递给外控制器。定子铁芯6、绕组10、温度传感器14、机座7构成电动机的定子组件。绕组10的U、V、W三相引出线连接到U、V、W三相电源接线柱9上，三相电源接线柱9固定在机座7的外壁之上，机座7的外壁上部还固定连接有吊环螺钉8，侧面固定有铭牌19。机座7靠近两端的位置各开有一圈散热孔20。

前后端盖4、13将转子组件、定子组件的前后端封盖，控制了转子组件在电动机内部的空间位置，保证定子铁芯6与转子组件之间存在一定的间隙。后端盖13上还固定连接速度传感器连接端子11和温度传感器连接端子12，内花键轴1的后端固定连接速度传感器旋转部件16（具体结构参见下文），速度传感器静止部件15和传感器罩17固定在后端盖13上，传感器罩17将传感器的静止部件15、传感器的旋转部件16罩于其内。速度传感器连接端子11、传感器罩17、速度传感器静止部件15和速度传感器旋转部件16组成电动机的速度传感器组件。速度传感器旋转部件16随花键轴1同步旋转，并在速度传感器的静止部件15中产生脉冲信号，信号通过速度传感器连接端子11传递给外控制器，外控制器通过速度传感器组件产生的信号能够判断出电动机转子组件当前的转速及位置，并以此来控制电动机的转速。

图2所示为铸铝转子5的冲片图。多片转子冲片5-1叠压组成转子铁芯5-2，转子铁芯5-2叠压成型后，其具有转子槽5-2-1和转轴孔5-2-2，在其转子槽5-2-1内注入液态铝，冷却后形成转子导条，以及形成图3、4中转子铁芯5-2端部的端环5-3、风叶5-4和平衡柱5-5。转子铁芯5-2及其转子槽内的转子导条和端部的端环5-3、风叶5-4和平衡柱5-5构成了铸铝转子5，铸铝转子5加热后压入内花键轴1相应位置，最终构成电动机的转子组件。

图5所示为定子铁芯6的冲片图，定子冲片6-1呈圆环状，且形成定子槽6-2。若干片定子冲片6-1叠压，形成定子铁芯6，在定子槽6-2内嵌入绕组10，并在绕组10内埋入温度传感器14，定子铁芯6、绕组10、温度传感器14构成电动机带绕组定子铁芯。带绕组的定子铁芯压入机座构成电动机的定子组件。

图6所示为电动机三相绕组中U相的展开示意图，即：把将定子铁芯6内圆展开平铺，1-36数字表示定子冲片的36个定子槽；a-b-c-d-e-f所示六边形代表一个绕组线圈，六边形的ab、de边分别嵌入相应的定子铁芯6的定子槽内，每个绕组线圈是由等效导线绕制2匝而成，线圈间由连接线L连接，而等效导线是由34根细铜线组成，这样等效导线容纳电流的能力就是每根细铜线的34倍。U为电流流入端，X为电流流出端，电流由U端流入分为两路，经过绕组后两路合并为一路由X端流出，电动机的并联支路数为2，绕组中的总电流是每个支路的2倍。电动机的V、W的组成、连接和排布形式与U相完全相同，V相绕组嵌入定子槽7、8、9、16、17、18、25、26、27、34、35、36内，W相绕组嵌入其余的定子槽中，构成电动机的三相对称绕组。

图7、8所示为速度传感器组件，图8中码盘体16-1固定在内花键轴1的尾部，码盘体16-1的外圆均匀地安装多个磁钢16-2，磁钢16-2的N极、S极交替放置。底座15-3通过螺栓孔15-5用螺栓固定在后端盖13上，霍尔元件15-2集成于霍尔电路板15-1上，霍尔电路板15-1通过螺钉孔15-4用螺钉固定在底座15-3上，霍尔元件15-2与磁钢16-2的外圈具有一定间距。速度传感器的旋转部件16随内花键轴1同步旋转，其中，N、S极磁钢16-2转过霍尔元件15-2时，会在其中感应出电压信号，该信号通过速度传感器连接端子11传递到外控制器中，控制器能够通过该信号计算出电动机当前的速度和位置，进而控制电动机的转速。霍尔元件及霍尔电路板采用现有技术。

本发明低压异步电动机，绕组10通过上述绕制和分布方式嵌入定子铁芯6槽内，就可使电动机有容纳大电流的能力。与工业用普通异步电动机不同，本发明电动机在安全电压36V以下的工况运行，额定电流是同等功率异步电动机的10倍并能够保持相同等级功率的输出，适用于电动叉车蓄电池供电的使用工况。此外，本发明所采用的速度传感器，其功能等同国外进口传感器，且价格便宜，大大降低了电动机的成本；其设计于电动机的外侧，安装维护也方便。

以上即为本发明各零部件的空间构成，当给电动机通入低压交流电后，电流通过U、V、W三相端子流入绕组10中，并在定子铁芯6内形成旋转磁场，进而在转子导条中感应出转子电流，定子铁芯6中的旋转磁场与转子导条中的电流作用，产生电磁力，形成力矩，拖动转子组件旋转实现驱动功能。

本发明电动叉车用举升低压电动机无电刷、噪音小、坚固耐用、体积小、散热良好。

Claims

1.电动叉车用举升电动机，包括内花键轴、轴承、前端盖、铸铝转子、定子铁芯、三相电源接线柱、绕组、速度传感器连接端子、后端盖、速度传感器静止部件、速度传感器旋转部件，铸铝转子外套于内花键轴，两者间通过过盈配合传递力矩，内花键轴的前后端分别通过一轴承与前端盖、后端盖转动配合，其特征在于：前端盖、后端盖封盖于一机座的两端口；定子铁芯压入机座内，并外套于铸铝转子，铸铝转子的外壁与定子铁芯的内壁间留有间隙；绕组嵌入定子铁芯的定子槽内，绕组的三相引出线连接到三相电源接线柱上，三相电源接线柱固定于机座的外壁；后端盖上固定连接速度传感器连接端子；内花键轴的后端固定连接速度传感器旋转部件，速度传感器旋转部件包括码盘体，码盘体固定于内花键轴的后端面，码盘体的外圆周均匀地安装多个磁钢，多个磁钢按N极、S极交替排布；速度传感器静止部件包括霍尔元件、霍尔电路板，霍尔元件集成于霍尔电路板上，霍尔电路板固定于后端盖，霍尔元件与磁钢的外圈具有一定间距；速度传感器旋转部件随内花键轴同步旋转，其中，每一磁钢转过霍尔元件时，霍尔元件感应出电压信号，该电压信号通过速度传感器连接端子传递到外控制器中。

2.如权利要求1所述的电动叉车用举升电动机，其特征在于：绕组内嵌入温度传感器，温度传感器测得的温度信号通过温度传感器连接端传递到外控制器，温度传感器连接端子固定于后端盖。

3.如权利要求1所述的电动叉车用举升电动机，其特征在于：霍尔电路板固定于一底座，底座固定在后端盖。

4.如权利要求1-3任一项所述的电动叉车用举升电动机，其特征在于：后端盖固定连接一传感器罩，传感器罩将速度传感器静止部件、速度传感器旋转部件罩于其内。

5.如权利要求1所述的电动叉车用举升电动机，其特征在于：机座的外壁固定连接一吊环螺钉。

6.如权利要求1或5所述的电动叉车用举升电动机，其特征在于：机座开有散热孔。

7.如权利要求6所述的电动叉车用举升电动机，其特征在于：所述的散热孔沿机座环形排布，共两圈，分别靠近机座的两端部位置。

8.如权利要求1-3或5任一项所述的电动叉车用举升电动机，其特征在于：前端盖与内花键轴间装有油封。

9.如权利要求1-3任一项所述的电动叉车用举升电动机，其特征在于：所述的定子铁芯共有36个定子槽，按顺序分别标记为1-36，三相绕组的U相绕组线圈通过以下结构绕制而成：共有六个绕组线圈，分别嵌入1和10、2和11、3和12、19和28、20和29、21和30的定子槽内，线圈间由连接线联接；V、W相的组成、连接和排布形式与U相相同，V相的六个绕组线圈分别嵌入7和16、8和17、9和18、25和34、26和35、27和36的定子槽内；W相的六个绕组线圈分别嵌入4和13、5和14、6和15、22和31、23和32、24和33的定子槽中。

10.如权利要求9所述的电动叉车用低压异步电动机，其特征是：所述的绕组线圈由等效导线绕制2匝而成；所述的等效导线由34根细铜线组成。