CN105119413B - 立式永磁直驱电机 - Google Patents
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Abstract
一种立式永磁直驱电机，包括壳体、上端盖、下端盖、定子绕组和转子，该转子包括转子轴、永磁体和硅钢片，永磁体通过T型键和硅钢片固定在转子的外周面；定子绕组安装在壳体内，在壳体的上端和下端分别安装上端盖和下端盖，转子轴的两端通过轴承转动安装在上端盖和下端盖的中心孔内，转子轴的上端为动力输出端并装有转盘，在所述的壳体的上端和下端分设有与外壳内部相通的进气口和排气口，在该排气口装有排气装置。本发明的优点是：可以有效地将进入立式永磁直驱电机内部的粉尘排除并抑制粉尘进入；能够提供轴向支撑力；可以支撑立式永磁直驱电机上方承载物。
Description
技术领域
本发明涉及一种立式永磁直驱电机，主要作为立式磨机驱动系统中的动力装置，或作为普通动力装置。
背景技术
目前，国内立式磨机驱动系统普遍采用异步电机+减速器的模式。传动驱动系统中电机和减速器属于串联，效率为两者的乘积，因此总体传动效率很低。且异步电机由于定子绕组侧需要励磁使得电机本身功率因数和效率都比较低，这使得传统驱动系统耗能比较高。目前，使用传统驱动系统进行节能主要有以下几个方面：(1)电机功率控制节能，即通过减少电机输出功率使驱动功率与负载相匹配。(2)电机接法节能，即电机绕组使用接法启动电机，电机运行正常后，绕组改为接法。(3)使用高效节能电机，如低速大转矩永磁电机等。(4)调速节能改造。目前，调速方式主要有电机转子串电阻、液力耦合器调速、变极调速和变频调速等。
国际能源署电动机工作组2006年7月的报告指出，通过提高电动机效率并结合变频调速可以节约世界7％的总电能。其中，提高电机效率能占25％～33％。目前高效电机主要有高效三相笼形感应电动机、开关磁阻电动机等、稀土永磁电动机。
三相异步感应电动机主要分为鼠笼式感应电动机和绕线式感应电动机，其中三相鼠笼式异步电机耗电占工业电动机耗电的90％。高效(IE2)鼠笼电机相比于普通感应电机(IE1)由于使用更高质量材料效率提高3％、寿命更长、转差小，同时价格也高出25％-30％。
开关磁阻电机驱动系统(SRD)于20世纪80年代发展起来，它主要包括开关磁阻电机(SRM)、控制器、功率变换器和速度位置检测器组成。开关磁阻电机结构简单，便于制造；可工作于极高转速；使用于恶劣环境甚至强振动环境；转子侧无损耗，允许有较高温升；启动转矩大；调速范围广；可频繁启动停止。目前广泛应用于风机、泵、压缩机、纺织业，特殊的还应用在电动车和飞机的启动电机。但是，开关磁阻电机由较大转矩脉动，传统系统噪声震动比一般电机大并且出线头较多。
随着电力电子技术、控制技术和永磁材料等的发展，稀土永磁电机逐步登上舞台。稀土永磁电机由永磁体励磁，可以提供很强的磁场，且高效率、启动转矩大、过载能力强、体积小、免维护。在轻载和满载时都可以保持很高的功率因数和效率。目前，工业领域作为驱动应用的主要有异步启动永磁电机和变频调速永磁电机。
发明内容
本发明目的是提供一种立式永磁直驱电机，立式永磁直驱电机可以直接替代传统立式磨机驱动系统“异步电机+减速器”的模式，以解决现有技术存在的系统复杂、传动效率低、发热量高、故障率高、维护麻烦、占用空间大的问题。
本发明的技术方案是：一种立式永磁直驱电机，包括壳体、上端盖、下端盖、定子绕组和转子，该转子包括转子轴、永磁体和硅钢片，永磁体通过T型键和硅钢片固定在转子的外周面；定子绕组安装在壳体内，在壳体的上端和下端分别安装上端盖和下端盖，转子轴的两端通过轴承转动安装在上端盖和下端盖的中心孔内，转子轴的上端为动力输出端并装有转盘，其特征在于，在所述的壳体的上端和下端分设有与外壳内部相通的进气口和排气口，在该排气口装有排气装置。
本发明的优点是：
1、立式永磁直驱电机设有进气口和排气装置，可以有效地将进入立式永磁直驱电机内部的粉尘排除并抑制粉尘进入。
2、立式永磁直驱电机设有平面推力轴承和双列圆锥滚子轴承，在保证转子旋转的同时，能够提供轴向支撑力。
3、立式永磁直驱电机的壳体可以提供支撑作用，可以支撑立式永磁直驱电机上方承载物。
附图说明
图1是本发明的总体结构示意图。
附图标记说明：1、壳体，2、定子绕组，3、转子，31、永磁体，32、T型键，33、硅钢片，4、上轴承内密封盖，5、双列圆柱滚子轴承，6、上端盖，7、泄油口，8、平面推力轴承，9、溢油口，10、油腔外密封，11、转盘，12、深沟球轴承，13、油腔内密封，14、棒销联轴器，15、胀套，16、上轴承外密封盖，17、注油口，18、排气装置，19、下轴承内密封盖，20、进气口，21、排油口，22、双列圆锥滚子轴承，23、下轴承外密封盖，24、转子轴，25、下端盖，26、冷却水道。
具体实施方式
参见图1，本发明一种立式永磁直驱电机，包括壳体1、上端盖6、下端盖25、定子绕组2和转子3，该转子3包括转子轴24、永磁体和硅钢片，永磁体31通过T型键32和硅钢片33固定在转子3的外周面；定子绕组2安装在壳体1内，在壳体1的上端和下端分别安装上端盖6和下端盖25，转子轴24的两端通过轴承转动安装在上端盖6和下端盖25的中心孔内，转子轴24的上端为动力输出端并装有转盘11。由于使用环境要求，本发明增加了防尘机构，即在电机壳体1的首端和尾端设置了进气口20和排气装置18，保证电机壳体内部气体压力始终大于外部压力，以起到阻挡外部灰尘进入。
转子3的永磁体31通过T型键32和硅钢片33固定在转子3表面形成相对转子3固定的磁场，受到定子上固定的通电绕组2产生的旋转磁场的作用，整个转子3会跟随转动。为保证转子3的转动平稳，在转子轴输出端用双列圆柱辊子轴承5支撑起径向跳动，在转子轴后端用双列圆锥滚子轴承22支撑起径向跳动的同时支撑起转子整体的重量产生的轴向力。转子轴输出部通过涨套15与半联轴器连接，再通过棒销联轴器14与回转盘11连接，达到传递动力的目的，为保证回转盘11平稳可靠的运行，在回转盘11和上端盖6之间添加了深沟球轴承12来支撑回转盘的径向载荷，添加平面推力轴承8来承受回转盘11工作时的轴向载荷，由于上端盖6与壳体1的连接，最终这个轴向载荷由壳体1承担。
转子轴两端的双列圆柱辊子轴承5和双列圆锥滚子轴承22都有各自的润滑管道、注油口17、泄油口7和排油口21。平面推力轴承8与深沟球轴承12统一浸油润滑，由回转盘11、上端盖6、油腔内密封13和油腔外密封10共同组成一个封闭的润滑油腔，由溢油口9保证该油腔的液位高度。
在壳体1的内部分布着一条条首尾连接的水道26，水道26的两端分别设有进、出水嘴(未图示)，运行时与外部的冷循环系统连接，用循环水强制冷却。
根据磨盘启动和运行载荷的不同，平面推力轴承8的润滑可采用动压、动静压、静压三种不同方式。
Claims (1)
1.一种立式永磁直驱电机，其特征在于，包括壳体、上端盖、下端盖、定子绕组和转子，该转子包括转子轴、永磁体和硅钢片，永磁体通过T型键和硅钢片固定在转子的外周面；定子绕组安装在壳体内，在壳体的上端和下端分别安装上端盖和下端盖，转子轴的两端通过轴承转动安装在上端盖和下端盖的中心孔内，转子轴的上端为动力输出端并装有转盘，在所述的壳体的上端和下端分设有与外壳内部相通的进气口和排气口，在该排气口装有排气装置；所述的转子轴的输出端与上端盖之间的轴承采用双列圆柱辊子轴承，转子轴的后端与下端盖之间采用双列圆锥滚子轴承；该双列圆柱辊子轴承和双列圆锥滚子轴承设有各自的润滑管道、注油口、泄油口和排油口；所述的转子轴的上端为输出端，该转子轴的输出端通过涨套与半联轴器连接，再通过棒销联轴器与回转盘连接；在该回转盘与上端盖之间装有深沟球轴承和平面推力轴承；该平面推力轴承与深沟球轴承统一浸油润滑，由回转盘、上端盖、油腔内密封和油腔外密封共同组成一个封闭的润滑油腔，由溢油口保证该油腔的液位高度；在所述的壳体内部分布着一条条首尾连接的冷却水道，在该壳体的上下部分别设有与该冷却水道的首尾端相通的进、出水嘴。
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