CN106160403A - 立式风冷型永磁调速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及永磁驱动领域，尤其涉及一种立式风冷型永磁调速器，其特征在于，包括机壳和立轴，与立轴顶部相连的内转子，与电机轮毂相连的外转子，与立轴下部相连的轴承座，以及与内转子相连接的调速机构，所述外转子包括第一导体盘和第二导体盘，内转子包括第一永磁盘和第二永磁盘，所述轴承座包括座壳、上压盖、下封盖、轴承一和轴承二，座壳上设有连接机壳的法兰，下封盖与立轴之间设有轴承一，所述座壳与立轴之间设有轴承二，所述轴承二背靠背成对设置。与现有技术相比，本发明的优点是：1）设备振动减少。2）导体盘温度下降5~10℃，同时减少运行噪声10dB，适用于500kW及以上大功率立式风冷永磁传动产品。

Description

立式风冷型永磁调速器

技术领域

本发明涉及永磁驱动技术领域，尤其涉及一种立式风冷型永磁调速器。

背景技术

永磁调速器是在永磁耦合器的基础上加入调速机构，从而实现调速节能的一种装置，其主要用于大功率高压异步电动机的调速。目前，永磁调速器结构中主要包括永磁转子、导体转子和调速机构，调速机构主要用于调节永磁转子和导体转子之间在轴线方向上的相对位置，以改变永磁转子和导体转子耦合的有效部分，从而改变两者之间传递的扭矩，最终改变永磁调速器输出轴的转矩。因永磁调速器具有能实现平滑无极调速、高效节能、机械结构简单可靠、无需外接电源、柔性启动等优点，故其得到了广泛地应用。

中国专利CN205070726公开了一种立式永磁调速器，包括外转子、内转子，外转子包括第一导体盘和第二导体盘，内转子包括第一永磁盘和第二永磁盘；其还包括机壳，以及设置在机壳上的两个进油口和一个出油口，第一导体盘和第二导体盘的圆周方向上分布有多个进油孔和出油孔，第一导体盘和第二导体盘内具有空腔，所有进油孔和出油孔均与空腔相连通，机壳上的第一进油口通过冷却油输入管分别与进油孔相连通，所有出油孔也通过冷却油液输出管连通至出油口，机壳上的第二进油口作为润滑油进入口；机壳的顶端设有用于与电机连接的连接法兰。上述立式永磁调速器在实际使用中存在较多缺陷，主要体现在以下几个方面：1）采用油介质冷却，设备漏油现象比较严重，现场环境恶劣；2）油介质散热效率低，受冷却油的流量限制，导体盘上瞬间产生的热量不能被快速带走，导致导体盘温度较高，永磁体在长期高温影响下容易失磁，影响设备长期安全运转。3）调速器底部轴承座结构复杂，制作成本高。上述缺陷的存在，影响了立式永磁调速器的运转稳定性，也限制了立式永磁调速器的广泛推广和应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种立式风冷型永磁调速器，克服现有技术的不足，优化产品结构，改善轴承座的轴向和径向定位精度，减少设备振动，优化导体盘散热结构，降低工作过程中的导体盘温度，同时降低导体转子旋转过程中产生的噪声，开发出适用于500kW及以上电机功率的大功率立式风冷永磁传动产品。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是这样的：

立式风冷型永磁调速器，包括机壳和立轴，与立轴顶部相连的内转子，与电机轮毂相连的外转子，与立轴下部相连的轴承座，以及与内转子相连接的调速机构，所述外转子罩于内转子外侧，所述外转子包括第一导体盘和第二导体盘，内转子包括第一永磁盘和第二永磁盘，内转子置于外转子内，第一导体盘和第一永磁盘相对设置且保持有气隙，第二导体盘和第二永磁盘相对设置且保持有气隙，所述第一导体盘和第二导体盘上均设有散热片，所述轴承座包括座壳、上压盖、下封盖、轴承一和轴承二，座壳上设有连接机壳的法兰，座壳上方设有上压盖，座壳下方设有下封盖，下封盖与立轴之间设有轴承一，所述座壳与立轴之间设有轴承二，所述轴承二背靠背成对设置。

所述座壳内设有挡油盘，挡油盘位于轴承二的下方，所述上压盖上设有干油注油嘴，所述挡油盘上平面对应标高的座壳侧壁上设有排油孔，排油孔的外侧设有丝堵，所述挡油盘位于轴承一的上方，所述轴承一为自润滑轴承。

所述座壳上对应轴承二的外壁开孔，孔内设有温度传感器探头。

所述散热片包括翅片和降噪封板，多个翅片绕圆周排布于钢盘体一侧的环形区域内，翅片的端部与降噪封板相连接，钢盘体、翅片和降噪封板之间形成空气流道，所述环形区域内翅片分布1周~3周。

所述空气流道为抛物线形、渐开线形、螺线形的封闭或半封闭的通道。

所述降噪封板为环形，其截面平直或内孔向外隆起成喇叭口，所述降噪封板平直段与钢盘体的间距H为30mm~60mm。

所述散热片包括底板、鳍片和盖板，所述鳍片彼此相互平行，相邻鳍片的间隙h为5~30mm，或相邻鳍片为同心圆周径向排列，相邻鳍片的小端间隙h1/大端间隙h2为（5~30mm）/（9~60mm），所述鳍片高l为10~50mm，所述鳍片的一端连接底板，鳍片的另一端连接盖板。

所述底板与鳍片为一体式结构，盖板与底板通过螺栓相连接。

所述盖板与鳍片为一体式结构，盖板与底板通过螺栓相连接。

所述底板的安装平面上开有与鳍片同方向的若干通槽。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1）优化了产品轴承座结构，改善立轴的定位精度，避免高速转动时立轴的轴向窜动和径向窜动，设备振动量减少，有利于设备的长期安全运行。2）优化导体盘散热结构，显著降低工作过程中的导体盘温度，使导体温降5~10℃，同时还降低了导体转子旋转过程中产生的噪声，实践证明，能降低运行噪声最少10dB，使研发出适用于500kW及以上电机功率的大功率立式风冷永磁传动产品成为可能。

附图说明

图1是本发明实施例结构示意图；

图2是图1中轴承座局部放大图；

图3是本发明散热片实施例一结构示意图；

图4是本发明散热片实施例二结构示意图；

图5是本发明散热片实施例一和散热片实施例二中翅片分布结构示意图；

图6是本发明散热片实施例三结构示意图；

图7是本发明散热片实施例四结构示意图；

图8是本发明散热片实施例五结构示意图。

图中：1-机壳，2-立轴，3-座壳，4-内转子，5-电机轮毂，6-外转子，7-轴承座，8-调速机构，9-第一导体盘，10-第二导体盘，11-第一永磁盘，12-第二永磁盘，13-散热片，14-法兰，15-上压盖，16-下封盖，17-角接触球轴承，18-深沟球轴承，19-挡油盘，20-干油注油嘴，21-排油孔，22-丝堵，23-温度传感器探头，24-翅片，25-降噪封板，26-钢盘体，27-空气流道，28-底板，29-鳍片，30-盖板，31-螺栓，32-通槽，33-锁紧盘，34-外转套，35-滑块，36-内转套，37-连接套，38-轴承组一，39-轴承组二。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

见图1、图2，是本发明立式风冷型永磁调速器实施例结构示意图，包括机壳1、立轴2，与立轴2上端相连的内转子4，与电机轮毂5相连的外转子6，与立轴2下端相连的轴承座7，以及与内转子4相连接的调速机构8，外转子6罩于内转子4外侧，外转子6包括第一导体盘9和第二导体盘10，第一导体盘9连接电机轮毂5，电机轮毂5外设锁紧盘33，锁紧盘33用于连接固定电机轴，内转子4中包括第一永磁盘11和第二永磁盘12，内转子4置于外转子6内，第一导体盘9和第一永磁盘11相对设置且保持有气隙，第二导体盘10和第二永磁盘12相对设置且保持有气隙，第一导体盘9和第二导体盘10上均设有散热片13。调速机构8内包括外转套34、内转套36、滑块35，外转套34在电动执行器的驱动下可旋转，滑块35推动内转套36旋转并轴向移动带动第二永磁盘12轴向移动，轴承组一38位于外转套34与连接套37之间，轴承组二39位于内转套36与立轴2之间，使外转套34在立轴2旋转时保持静止。

轴承座7内有座壳3、上压盖15、下封盖16、角接触球轴承17和深沟球轴承18，座壳3上设有连接机壳的法兰14，座壳上方设有上压盖15，座壳下方设有下封盖16，下封盖16与立轴2之间设有深沟球轴承18，座壳3与立轴2之间设有角接触球轴承17，角接触球轴承17背靠背成对设置。这种风冷型永磁调速器产品，导体盘产生的热量主要通过散热片传导到空气中，由机壳上的小窗排出。

座壳3内设有挡油盘19，挡油盘19位于角接触球轴承17的下方，上压盖15上设有干油注油嘴20，挡油盘19上平面对应标高的座壳3侧壁上设有排油孔21，排油孔21的外侧设有丝堵22，挡油盘19位于深沟球轴承18的上方，深沟球轴承18为自润滑轴承，无须加油。新油脂由干油注油嘴20加入，失效的废油由排油孔21定时排放。座壳3上对应角接触球轴承17的外壁开孔，孔内设有温度传感器探头23，用于实时监测角接触球轴承17的温度。

见图3，是本发明散热片实施例一结构示意图，结构包括翅片24和降噪封板25，多个翅片24绕圆周排布于钢盘体26一侧的环形区域内，翅片24的端部与降噪封板25相连接，钢盘体26、翅片24和降噪封板25之间形成空气流道27，环形区域内翅片分布1周~3周。

见图4，是本发明散热片实施例二结构示意图，结构包括翅片24和降噪封板25，降噪封板25为环形，其截面平直或内孔向外隆起成喇叭口，降噪封板25平直段与钢盘体26的间距H为30mm~60mm。

见图5，是本发明散热片实施例一和散热片实施例二中翅片分布结构示意图，翅片24为抛物线形、渐开线形、螺线形排布，形成封闭或半封闭的空气流道27。

见图6，是本发明散热片实施例三结构示意图，包括底板28、鳍片29和盖板30，鳍片29彼此相互平行，相邻鳍片的间隙h为5~30mm，鳍片高l为10~50mm，鳍片29的一端连接底板28，鳍片29的另一端连接盖板30。底板28与鳍片29可以为一体式结构，则盖板30与底板28通过螺栓31相连接。

见图7，是本发明散热片实施例四结构示意图，包括底板28、鳍片29和盖板30，相邻鳍片29为同心圆周径向排列，相邻鳍片29的小端间隙h1/大端间隙h2为（5~30mm）/ （9~60mm），鳍片高l为10~50mm，鳍片29的一端连接底板28，鳍片29的另一端连接盖板30。盖板30与鳍片29可以采用一体式结构，则盖板30与底板28通过螺栓31相连接，一体式结构可以提高装配效率，有利于形成标准化生产。

见图8，是本发明散热片实施例五结构示意图，包括底板28、鳍片29和盖板30，底板28的安装平面上开有与鳍片29同方向的若干通槽32，其目的是进一步促使风的流动，提高散热片的散热效率。

以上所述实施例仅是为详细说明本发明的目的、技术方案和有益效果而选取的具体实例，但不应该限制本发明的保护范围，凡在不违背本发明的精神和原则的前提下，所作的种种修改、等同替换以及改进，均应落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.立式风冷型永磁调速器，其特征在于，包括机壳和立轴，与立轴顶部相连的内转子，与电机轮毂相连的外转子，与立轴下部相连的轴承座，以及与内转子相连接的调速机构，所述外转子罩于内转子外侧，所述外转子包括第一导体盘和第二导体盘，内转子包括第一永磁盘和第二永磁盘，内转子置于外转子内，第一导体盘和第一永磁盘相对设置且保持有气隙，第二导体盘和第二永磁盘相对设置且保持有气隙，所述第一导体盘和第二导体盘上均设有散热片，所述轴承座包括座壳、上压盖、下封盖、轴承一和轴承二，座壳上设有连接机壳的法兰，座壳上方设有上压盖，座壳下方设有下封盖，下封盖与立轴之间设有轴承一，所述座壳与立轴之间设有轴承二，所述轴承二背靠背成对设置。

2.根据权利要求1所述的立式风冷型永磁调速器，其特征在于，所述座壳内设有挡油盘，挡油盘位于轴承二的下方，所述上压盖上设有干油注油嘴，所述挡油盘上平面对应标高的座壳侧壁上设有排油孔，排油孔的外侧设有丝堵，所述挡油盘位于轴承一的上方，所述轴承一为自润滑轴承。

3.根据权利要求1所述的立式风冷型永磁调速器，其特征在于，所述座壳上对应轴承二的外壁开孔，孔内设有温度传感器探头。

4.根据权利要求1所述的立式风冷型永磁调速器，其特征在于，所述散热片包括翅片和降噪封板，多个翅片绕圆周排布于钢盘体一侧的环形区域内，翅片的端部与降噪封板相连接，钢盘体、翅片和降噪封板之间形成空气流道，所述环形区域内翅片分布1周~3周。

5.根据权利要求4所述的立式风冷型永磁调速器，其特征在于，所述空气流道为抛物线形、渐开线形、螺线形的封闭或半封闭的通道。

6.根据权利要求4所述的立式风冷型永磁调速器，其特征在于，所述降噪封板为环形，其截面平直或内孔向外隆起成喇叭口，所述降噪封板平直段与钢盘体的间距H为30mm~60mm。

7.根据权利要求1所述的立式风冷型永磁调速器，其特征在于，所述散热片包括底板、鳍片和盖板，所述鳍片彼此相互平行，相邻鳍片的间隙h为5~30mm，或相邻鳍片为同心圆周径向排列，相邻鳍片的小端间隙h1/大端间隙h2为（5~30mm）/ （9~60mm），所述鳍片高l为10~50mm，所述鳍片的一端连接底板，鳍片的另一端连接盖板。

8.根据权利要求7所述的立式风冷型永磁调速器，其特征在于，所述底板与鳍片为一体式结构，盖板与底板通过螺栓相连接。

9.根据权利要求7所述的立式风冷型永磁调速器，其特征在于，所述盖板与鳍片为一体式结构，盖板与底板通过螺栓相连接。

10.根据权利要求7所述的立式风冷型永磁调速器，其特征在于，所述底板的安装平面上开有与鳍片同方向的若干通槽。