CN104269989A - 交流往复电机及破冰机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机电领域，尤其涉及一种交流往复电机及破冰机，其中交流往复电机包括：第一固定板及第二固定板；第一固定板上，固定连接有弹簧；弹簧连接有第一金属棒，第一金属棒一端贯穿第一固定板，插入弹簧内与弹簧的上端连接，另一端连接有磁铁；磁铁连接有第二金属棒；第二金属棒，贯穿第二固定板；第一固定板及第二固定板之间设有容纳第一金属棒、第二金属棒及磁铁的直管，直管外绕有两段绕向相反的线圈，两段线圈相邻的两个接头通过串联连接，余下的两根线头引出，用于与交流电源连接；磁铁的下端靠近两段线圈的连接处。本发明通过提供了一种用弹簧谐振的交流往复电机，不用变频器启动，可即时响应，满足需要电机快速做出响应的场合。

Description

交流往复电机及破冰机

技术领域

本发明涉及机电领域，尤其涉及一种交流往复电机及破冰机。

背景技术

交流往复电机是一种直线往复电机，在工程机械上有广泛的应用，如破冰机，交流往复电机的动力输出端与破冰锤连接即可进行破冰作业。

相关技术中的交流往复电机，要用变频器启动，由于变频器启动需要一定的时间，因而不适用于需要电机做出快速响应的场合。

发明内容

本发明的目的在于提供一种交流往复电机及破冰机，以解决上述的问题。

在本发明的实施例中，提供了一种交流往复电机，包括：平行设置的第一固定板及第二固定板；第一固定板上，沿远离第二固定板方向，固定连接有竖直的弹簧；弹簧连接有第一金属棒，第一金属棒一端贯穿第一固定板，插入弹簧内与弹簧的上端连接，另一端连接有磁铁；

磁铁沿靠近第二固定板方向连接有第二金属棒；第二金属棒，贯穿第二固定板，用于连接动力使用装置；

第一固定板及第二固定板之间设有容纳第一金属棒、第二金属棒及磁铁的直管，所述直管外绕有两段绕向相反的线圈，两段线圈相邻的两个接头通过串联连接，余下的两根线头引出，用于与交流电源连接；

磁铁的下端靠近两段线圈的连接处；

第一金属棒、第二金属棒、磁铁及动力使用装置的总质量满足下述公式：

$m<\frac{k}{{\left(2\mathrm{\&pi;F}\right)}^2}$

其中，m为第一金属棒、第二金属棒、磁铁及动力使用装置的总质量(即振子质量)，单位千克；k为弹簧的倔强系数；F的数值取交流电频率的二分之一。

进一步，两段线圈的长度相等，磁铁的长度与一段线圈的长度相等。

进一步，磁铁为钕铁硼磁铁。

本发明还提供了一种破冰机，包括上述交流往复电机以及破冰锤，破冰锤与上述交流往复电机的第二金属棒连接。

与现有技术相比本发明的有益效果是：通过提供了一种用弹簧谐振的交流往复电机，不用变频器启动，可即时响应，满足需要电机做出快速响应的场合。

附图说明

图1为本发明交流往复电机的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

参图1所示，图1为本发明交流往复电机的结构示意图。

在本实施方式中，一种交流往复电机，包括：平行设置的第一固定板10及第二固定板20；第一固定板10上，沿远离第二固定板20方向，固定连接有竖直的弹簧11；弹簧11连接有第一金属棒12，第一金属棒12一端贯穿第一固定板10，插入弹簧11内与弹簧11的上端连接，另一端连接有磁铁30；

磁铁30沿靠近第二固定板20方向连接有第二金属棒21；第二金属棒21，贯穿第二固定板20，用于连接动力使用装置50；

第一固定板10及第二固定板20之间设有容纳第一金属棒12、第二金属棒21及磁铁30的直管40，所述直管40外绕有两段绕向相反的线圈41，两段线圈41相邻的两个接头通过串联连接，余下的两根线头引出，用于与交流电源连接；

磁铁30的下端靠近两段线圈41的连接处；

第一金属棒12、第二金属棒21、磁铁30及动力使用装置50的总质量满足下述公式：

$m<\frac{k}{{\left(2\mathrm{\&pi;F}\right)}^2}$

其中，m为第一金属棒12、第二金属棒21、磁铁30及动力使用装置50的总质量(即振子质量)，单位千克；k为弹簧的倔强系数(可通过试验测出)；F的数值取交流电频率的二分之一。上述m值由下式导出：

$\sqrt{m}=\frac{\sqrt{k}}{2\mathrm{\&pi;F}}.$

本实施例通过提供了一种用弹簧谐振的交流往复电机，不用变频器启动，可即时响应，满足需要电机做出快速响应的场合。

在本实施例中，两段线圈41的长度相等，磁铁30的长度与一段线圈41的长度相等，这样在保证可达到最大振幅的同时，减少用料使用，节约成本。

在本实施例中，磁铁30为钕铁硼磁铁。

该交流往复电机可应用于破冰机，只需将交流往复电机中的动力使用装置50替换成破冰锤即可，破冰锤与交流往复电机的第二金属棒12连接。破冰机通过使用本实施例提供的交流往复电机，可以采用更大质量的破冰锤，从而提供更大的破冰动力，以破除较厚的冰层。

本实施例可通过开机实验确定第一固定板10及磁铁30的设置位置，首先，给线圈41的两个引出线头通上的交流电压，上下移动上面的第一固定板10，来改变磁铁30在线圈41中的位置，当磁铁30的下端处在线圈41中时磁铁30会上下振动，频率和交流电源的频率相同，这个振动的振幅大约有一厘米，振幅较小，继续移动上面的第一固定板10，当磁铁30的下端接近两节线圈41的连接头时，弹簧11的振幅很快达到约一段线圈41长度的一半以上，又小于一段的长度，这个振动幅度可满足要求，此时，把上面的第一固定板10固定死。开机，用手去碰触振动着的弹簧11上端会发现弹簧11的振动突然更有力了，振幅也变高了一点儿，松手后弹簧的振幅又缩短了一点儿，这表明带负荷后输出功率增大。每降低一半的振动频率，振子的质量就可以增大到原来质量的四倍，如发电机的输出频率为40赫兹，则振动频率就是20赫兹，振子质量就可以增大到25赫兹时的2倍，这个质量可以提供更强劲的动力，用于破冰机进行较厚冰层的破除也足够用了。该交流往复电机也可以让磁铁30固定不动，而让弹簧41连着线圈41和破冰锤振动，同样也可以达到上述效果。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种交流往复电机，其特征在于，包括：平行设置的第一固定板及第二固定板；所述第一固定板上，沿远离所述第二固定板方向，固定连接有竖直的弹簧；所述弹簧连接有第一金属棒，所述第一金属棒一端贯穿所述第一固定板，插入所述弹簧内与所述弹簧的上端连接，另一端连接有磁铁；

所述磁铁沿靠近所述第二固定板方向连接有第二金属棒；所述第二金属棒，贯穿所述第二固定板，用于连接动力使用装置；

所述第一固定板及第二固定板之间设有容纳所述第一金属棒、第二金属棒及磁铁的直管，所述直管外绕有两段绕向相反的线圈，两段所述线圈相邻的两个接头通过串联连接，余下的两根线头引出，用于与交流电源连接；

所述磁铁的下端靠近两段所述线圈的连接处；

所述第一金属棒、第二金属棒、磁铁及动力使用装置的总质量满足下述公式：

$m<\frac{k}{{\left(2\mathrm{\&pi;F}\right)}^2}$

其中，m为第一金属棒、第二金属棒、磁铁及动力使用装置的总质量，单位千克；k为弹簧的倔强系数；F的数值取交流电频率的二分之一。

2.根据权利要求1所述的交流往复电机，其特征在于，两段所述线圈的长度相等，所述磁铁的长度与一段所述线圈的长度相等。

3.根据权利要求2所述的交流往复电机，其特征在于，所述磁铁为钕铁硼磁铁。

4.一种破冰机，其特征在于，包括，权利要求1所述的交流往复电机以及破冰锤，所述破冰锤与权利要求1所述第二金属棒连接。