CN103051106A

CN103051106A - 一种柔性启动电机

Info

Publication number: CN103051106A
Application number: CN2013100214063A
Authority: CN
Inventors: 汪永海
Original assignee: 汪永海
Current assignee: CHENKUO ELECTROMECHANICAL TECHNOLOGY (SHANGHAI) CO., LTD.
Priority date: 2013-01-21
Filing date: 2013-01-21
Publication date: 2013-04-17

Abstract

本发明提供一种柔性启动电机，所述柔性启动电机包括壳体、传动组件、离合器组件、润滑系统、液压控制系统、冷却系统、安装板，所述传动组件和离合器组件安装在壳体内部，所述液压控制系统安装于壳体外部，所述冷却系统通过油管与壳体连接，所述壳体通过所述安装板固定于电机法兰盘之上；可以实现大功率传输工况下的电机空载启动，以及启动时间和启动特性的任意控制；结构简单紧凑，体积小；另外，零部件少，制造成本低，性能可靠，效率高，并且维护技术要求低。

Description

一种柔性启动电机

技术领域

本发明涉及工业动力传输领域，尤其涉及一种柔性启动电机。

背景技术

对于大功率电机带载启动的场合，如果靠电机直接启动，启动时间完全由电机特性来决定，而一般情况下，电机启动时间较短，容易形成很大的瞬时冲击，起动电流非常大，不仅会给电网带来冲击，而且会影响甚至损坏电机和电气线路；特别是对于能源消耗最多的通用机械之一的大功率泵与风机，柔性启动显得尤为重要，不仅可以大大降低装机功率节约能源，而且可以增加系统的可靠性。

目前采用的柔性启动设备主要包括变频电机、液力耦合器等，但变频电机成本高，维护技术要求高，不能实现电机的完全空载启动，并且容易对电网造成污染；而液力耦合器存在速度转差率，体积较大，并且功率损耗大，发热量高，效率比较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种柔性启动电机，以实现上述工况所需的功能，并且克服现有设备的一些不足。

为解决上述技术问题，本发明提供一种柔性启动电机，所述的一种柔性启动电机包括壳体、传动组件、离合器组件、液压控制系统、冷却系统、安装板，所述传动组件和离合器组件安装在壳体内部，所述液压控制系统安装于壳体外部，所述冷却系统通过油管与壳体连接，所述壳体通过所述安装板固定于电机法兰盘之上。

进一步的，所述传动组件包括输出轴、轴承、挡圈、油封安装环、骨架油封、密封端盖，轴承、轴承、挡圈、油封安装环、骨架油封、密封端盖安装于输出轴台阶之上，并且整体安装于壳体孔之内，密封端盖通过螺栓紧固于壳体端部。

进一步的，所述离合器组件包括活塞、离合器座、活塞座、弹簧、弹簧导杆、钢片、摩擦片、离合器齿圈、摩擦片压板，所述离合器齿圈与输出轴固定连接，所述钢片通过其内齿与所述离合器座上的外花键相啮合，所述摩擦片通过其外齿与所述离合器齿圈相啮合，所述钢片与所述摩擦片交替排列，形成摩擦片组，所述摩擦片组的一端通过所述摩擦片压板轴向定位，其另一端与所述活塞相接触，所述活塞设置于所述活塞座中，通过活塞密封圈一和密封圈二进行密封，所述弹簧导杆穿过弹簧内孔以及活塞上的孔，安装于所述活塞座上的螺纹孔内，所述弹簧的一端与所述弹簧导杆尾部接触，其另一端压紧于所述活塞外表面，所述离合器组件整体安装在电机轴上，通过螺栓锁紧。

进一步的，所述液压控制系统包括齿轮泵、增速齿轮、液压控制箱、旋转接头、齿轮泵进油管、齿轮泵出油管、工作油管、活塞进油管、温度传感器、电缆、球阀、磁性过滤器、出油接头、放气堵头，所述齿轮泵安装于壳体外壁上，齿轮泵传动轴穿过壳体上的安装孔，通过齿轮泵安装键连接于所述增速齿轮上，所述增速齿轮于活塞座上的增速齿相啮合，所述液压控制箱安装于壳体侧壁上，所述磁性过滤器安装于过滤器安装孔内，所述球阀安装于所述出油接头的工作油出口上，所述齿轮泵进油管一端与球阀相连，另一端连接于齿轮泵的进油口，所述齿轮泵出油管一端安装于齿轮出油口，另一端连接至液压控制箱内，所述工作油管一端连接于液压控制箱，另一端连接于旋转接头，所述旋转接头安装于电机轴尾部的电机轴进油口，所述活塞进油管一端连接于电机轴出油口，另一端安装于活塞座上的进油口，所述出油接头安装于磁性过滤器上，所述温度传感器安装于出油接头的温度传感器安装孔内，所述电缆一端与温度传感器连接，另一端连接于液压控制箱，所述温度传感器用于测量所述壳体内的油温，并将温度数据发送至所述液压控制箱中，所述放气堵头安装于所述活塞座上的螺纹孔内，用于释放液压系统内的空气。

进一步的，所述冷却系统包括离心泵进油管、离心泵、离心泵出油管、散热器、冷却回油管，所述离心泵进油管一端与出油接头上的冷却油出口相连，另一端连接于离心泵进油口，所述离心泵出油管一端与离心泵出油口相连，另一端连接于散热器进油口，所述冷却回油管一端连接于散热器出油口，另一端连接于壳体的冷却进油口。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的柔性启动电机，可以实现大功率工况下的电机完全空载启动，在启动过程，通过调节液压控制系统对离合器活塞供油的压力变化特性，来实现工作机启动时间和启动特性的任意控制；从经济效益上来说，可以解决电机重载难以启动的问题，减小装机功率，节约能源；从结构上来说，结构简单紧凑，体积小；另外，零部件少，制造成本低，性能可靠，效率高，并且维护技术要求低。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明实例提供的柔性启动电机内部机械结构的剖视图；

图2为本发明实例提供的柔性启动电机端面侧视图；

图3为本发明实例提供的柔性启动电机系统结构总图；

在图1至图3中，

1：输出轴；2：骨架油封；3：挡圈；4：密封端盖；5：轴承；6：旋转压力油封；7：油封安装环；8：O型密封圈；9：壳体；901：过滤器安装孔；902：冷却进油口；10：钢片；11：摩擦片；12：离合器齿圈；13：磁性过滤器，1301：磁性过滤器冷却油出口，1302：磁性过滤器工作油出口，14：活塞；15：放气堵头；16：安装板；17：活塞进油管；18：电机；1801：电机轴；1802：电机轴出油口；1803：电机轴内部油孔；1804：电机轴进油口；1805：电机法兰盘；19：旋转接头；20：工作油管；21：液压控制箱；22：安装孔密封板；23：增速齿轮；24：齿轮泵安装键；25：齿轮泵；2501：齿轮泵出油口；2502：齿轮泵进油口；2503：齿轮泵传动轴；26：活塞座；2601：增速齿；27：活塞密封圈一；28：活塞密封圈二；29：弹簧；30：弹簧导杆；31：离合器座；32：堵头；33：摩擦片压板；34：温度传感器；35：球阀；36：滤清器；37：液位计；38：齿轮泵出油管；39：电缆；40：齿轮泵进油管；41：离心泵进油管；42：离心泵；4201：离心泵进油口；4202：离心泵出油口；43：离心泵出油管；44：散热器；4401：散热器进油口；4402：散热器出油口；45：冷却回油管；46：出油接头；4601：冷却油出口；4602：工作油出口；4603：温度传感器安装孔。

具体实施方式

以下结合附图和具体实例对本发明提出的柔性启动电机作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

本发明的核心思想在于，提供一种柔性启动电机，请参考图1至图3，图1为本发明实例提供的柔性启动电机内部机械结构的剖视图；图2为本发明实例提供的柔性启动电机端面侧视图；图3为本发明实例提供的柔性启动电机系统结构总图。

本发明提供一种柔性启动电机，所述的一种柔性启动电机包括壳体9、传动组件、离合器组件、液压控制系统、冷却系统、安装板16，所述传动组件和离合器组件安装在壳体9内部，所述液压控制系统安装于壳体9外部，所述冷却系统通过油管与壳体9连接，所述壳体9通过所述安装板16固定于电机法兰盘1805之上。

进一步的，所述传动组件包括输出轴1、轴承5、挡圈3、油封安装环7、骨架油封2、密封端盖4，轴承5、挡圈3、油封安装环7、骨架油封2、密封端盖4安装于输出轴1台阶之上，并且整体安装于壳体9孔之内，密封端盖4通过螺栓紧固于壳体9端部。

进一步的，所述离合器组件包括活塞14、离合器座31、活塞座26、弹簧29、弹簧导杆30、钢片10、摩擦片11、离合器齿圈12、摩擦片压板33，所述离合器齿圈12与输出轴9固定连接，所述钢片10通过其内齿与所述离合器座31上的外花键相啮合，所述摩擦片11通过其外齿与所述离合器齿圈12相啮合，所述钢片10与所述摩擦片11交替排列，形成摩擦片组，所述摩擦片组的一端通过所述摩擦片压板33轴向定位，其另一端与所述活塞14相接触，所述活塞14设置于所述活塞座26中，通过活塞密封圈一27和密封圈二28进行密封，所述弹簧导杆30穿过弹簧29内孔以及活塞14上的孔，安装于所述活塞座26上的螺纹孔内，所述弹簧29的一端与所述弹簧导杆30尾部接触，其另一端压紧于所述活塞14外表面，所述离合器组件整体安装在电机轴1801上，通过螺栓锁紧。

进一步的，所述液压控制系统包括齿轮泵25、增速齿轮23、液压控制箱21、旋转接头19、齿轮泵进油管40、齿轮泵出油管38、工作油管20、活塞进油管17、温度传感器34、电缆39、球阀35、磁性过滤器13、出油接头46、放气堵头15，所述齿轮泵25安装于壳体9外壁上，齿轮泵传动轴2503穿过壳体9上的安装孔，通过齿轮泵安装键24连接于所述增速齿轮23上，所述增速齿轮23与活塞座26上的增速齿2601相啮合，所述液压控制箱21安装于壳体9侧壁上，所述磁性过滤器13安装于过滤器安装孔内901，所述球阀35安装于所述出油接头46的工作油出口4602上，所述齿轮泵进油管40一端与球阀35相连，另一端连接于齿轮泵进油口2502，所述齿轮泵出油管38一端安装于齿轮泵出油口2501，另一端连接至液压控制箱21内，所述工作油管20一端连接于液压控制箱21，另一端连接于旋转接头19，所述旋转接头19安装于电机轴1801尾部的电机轴进油口1804，所述活塞进油管17一端连接于电机轴出油口1802，另一端安装于活塞座26上的进油口，所述出油接头46安装于磁性过滤器13上，所述温度传感器34安装于出油接头46的温度传感器安装孔4603内，所述电缆39一端与温度传感器34连接，另一端连接于液压控制箱21，所述温度传感器34用于测量所述壳体9内的油温，并将温度数据发送至所述液压控制箱21中，所述放气堵头15安装于所述活塞座26上的螺纹孔内，用于释放液压系统内的空气。

进一步的，所述冷却系统包括离心泵进油管41、离心泵42、离心泵出油管43、散热器44、冷却回油管45，所述离心泵进油管41一端与出油接头46上的冷却油出口4601相连，另一端连接于离心泵进油口4201，所述离心泵出油管43一端与离心泵出油口4202相连，另一端连接于散热器进油口4401，所述冷却回油管45一端连接于散热器出油口4402，另一端连接于壳体9的冷却进油口902。

当系统开始通电后，电机18开始运转，安装于电机轴1801上的离合器组件中的离合器座31、活塞14、活塞座26、钢片10及摩擦片压板33随着电机轴1801一起转动，增速齿轮23在活塞座26上的增速齿2601的带动下，开始旋转，并带动齿轮泵25开始泵油，压力油经过齿轮泵出油管38到达液压控制箱21，但此时液压控制系统不输出工作压力油，活塞14处于初始状态，摩擦片11和钢片10之间没有摩擦力产生，因而出现相对转动，此时离合器齿圈12、摩擦片11和输出轴1处于静止状态，当电机18完全启动后，液压控制系统开始供油，并缓慢地提高液压油的压力，液压油通过工作油管20和旋转接头19，流经电机轴内部油孔1803和活塞进油管17，到达活塞座26内部，从而推动活塞14移动并压紧摩擦片组和弹簧29，被压紧的摩擦片11和钢片10之间因相互摩擦而产生摩擦力，摩擦片11在摩擦力的作用下开始转动，从而带动离合器齿圈12和输出轴1转动，而输出轴1与外部负载相连接，实现动力输出，随着液压控制系统提供的液压油压力的缓慢提升，输出轴1速度从零缓慢增加到额定转速，从而实现软启动，当液压控制系统提供的液压油压力下降时，被压紧的弹簧29推动活塞14返回初始位置，实现复位动作。

当离心泵42开始工作时，壳体9内的高温润滑油经过磁性吸油过滤器过滤后，进入离心泵进油管41，达到离心泵42内部，并经过离心泵出油管43进入散热器44，经过散热冷却后，经过冷却回油管45到达冷却进油孔902，经过输出轴1内部油孔和摩擦片压板33上的孔，最终进入钢片10和摩擦片11之间的间隙，带走因摩擦而产生的热量，返回壳体9内部，实现对摩擦片组件的冷却作用。

滤清器36安装于壳体9顶部，用于透气和加油，液位计37安装于齿轮泵25同侧的壳体9外壁上，用于观察壳体9内部的油液位置，确保壳体9内有充足的液压油，以维持系统的正常运行。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种柔性启动电机，其特征在于，包括壳体、传动组件、离合器组件、液压控制系统、冷却系统、安装板，所述传动组件和离合器组件安装在壳体内部，所述液压控制系统安装于壳体外部，所述冷却系统通过油管与壳体连接，所述壳体通过所述安装板固定于电机法兰盘之上。

2.根据权利要求1所述柔性启动电机，其特征在于，所述传动组件包括输出轴、轴承、挡圈、油封安装环、骨架油封、密封端盖，轴承、挡圈、油封安装环、骨架油封、密封端盖安装于输出轴台阶之上，并且整体安装于壳体孔之内，密封端盖通过螺栓紧固于壳体端部。

3.根据权利要求1所述柔性启动电机，其特征在于，所述离合器组件包括活塞、离合器座、活塞座、弹簧、弹簧导杆、钢片、摩擦片、离合器齿圈、摩擦片压板，所述离合器齿圈与输出轴固定连接，所述钢片通过其内齿与所述离合器座上的外花键相啮合，所述摩擦片通过其外齿与所述离合器齿圈相啮合，所述钢片与所述摩擦片交替排列，形成摩擦片组，所述摩擦片组的一端通过所述摩擦片压板轴向定位，其另一端与所述活塞相接触，所述活塞设置于所述活塞座中，通过活塞密封圈一和密封圈二进行密封，所述弹簧导杆穿过弹簧内孔以及活塞上的孔，安装于所述活塞座上的螺纹孔内，所述弹簧的一端与所述弹簧导杆尾部接触，其另一端压紧于所述活塞外表面，所述离合器组件整体安装在电机轴上，通过螺栓锁紧。

4.根据权利要求1所述柔性启动电机，其特征在于，所述液压控制系统包括齿轮泵、增速齿轮、液压控制箱、旋转接头、齿轮泵进油管、齿轮泵出油管、工作油管、活塞进油管、温度传感器、电缆、球阀、磁性过滤器、出油接头、放气堵头，所述齿轮泵安装于壳体外壁上，齿轮泵传动轴穿过壳体上的安装孔，通过齿轮泵安装键连接于所述增速齿轮上，所述增速齿轮与活塞座上的增速齿相啮合，所述液压控制箱安装于壳体侧壁上，所述磁性过滤器安装于过滤器安装孔内，所述球阀安装于所述出油接头的工作油出口上，所述齿轮泵进油管一端与球阀相连，另一端连接于齿轮泵的进油口，所述齿轮泵出油管一端安装于齿轮出油口，另一端连接至液压控制箱内，所述工作油管一端连接于液压控制箱，另一端连接于旋转接头，所述旋转接头安装于电机轴尾部的电机轴进油口，所述活塞进油管一端连接于电机轴出油口，另一端安装于活塞座上的进油口，所述出油接头安装于磁性过滤器上，所述温度传感器安装于出油接头的温度传感器安装孔内，所述电缆一端与温度传感器连接，另一端连接于液压控制箱，所述温度传感器用于测量所述壳体内的油温，并将温度数据发送至所述液压控制箱中，所述放气堵头安装于所述活塞座上的螺纹孔内，用于释放液压系统内的空气。

5.根据权利要求1所述柔性启动电机，其特征在于，所述冷却系统包括离心泵进油管、离心泵、离心泵出油管、散热器、冷却回油管，所述离心泵进油管一端与出油接头上的冷却油出口相连，另一端连接于离心泵进油口，所述离心泵出油管一端与离心泵出油口相连，另一端连接于散热器进油口，所述冷却回油管一端连接于散热器出油口，另一端连接于壳体的冷却进油口。