CN107827009A - 一种风冷结构永磁全电驱动滚筒 - Google Patents

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Abstract

本发明创造涉及一种风冷结构永磁全电驱动滚筒，在空心轴上通过胀套固定连接定子，定子上的绕组线圈线缆通过空心轴上的中心孔与空心轴端部的接线盒连接，在空心轴的两端分别通过轴承设置连接盘Ⅰ和连接盘Ⅱ，永磁转子位于定子的外圆周，且通过螺栓与连接盘Ⅱ连接；筒体采用螺栓分别与连接连接盘Ⅰ和连接盘Ⅱ连接；在筒体、接连接盘Ⅰ和连接盘Ⅱ之间所形成的腔体内设有风冷散热系统。该风冷结构永磁全电驱动滚筒采用永磁全电驱动滚筒结构，取消了机械齿轮减速器，提高了传动效率，降低了能耗。

Description

一种风冷结构永磁全电驱动滚筒
技术领域
本发明创造涉及一种风冷结构永磁全电驱动滚筒，应用于带式输送机和卷扬机等设备作为动力源。
背景技术
现有的电动滚筒均是“电机—减速器”结构，分为内装与外装电动滚筒，由于“电机—减速器”结构是通过齿轮传动，在传动过程中会产生热功率损失，降低传动效率。现有大功率电动滚筒均为油冷形式，这种冷却形式运行5000小时就需要更换冷却油进行维护。
发明内容
本发明创造要解决的技术问题是提供一种风冷结构永磁全电驱动滚筒，该风冷结构永磁全电驱动滚筒采用永磁全电驱动滚筒结构，取消了机械齿轮减速器，提高了传动效率，降低了能耗。
为解决以上问题，本发明创造的具体技术方案如下：一种风冷结构永磁全电驱动滚筒，在空心轴上通过胀套固定连接定子，定子上的绕组线圈线缆通过空心轴上的中心孔与空心轴端部的接线盒连接，在空心轴的两端分别通过轴承设置连接盘Ⅰ和连接盘Ⅱ，永磁转子位于定子的外圆周，且通过螺栓与连接盘Ⅱ连接；筒体采用螺栓分别与连接连接盘Ⅰ和连接盘Ⅱ连接；在筒体、连接盘Ⅰ和连接盘Ⅱ之间所形成的腔体内设有风冷散热系统。
所述的风冷散热系统分为内循环散热系统和外循环散热系统，其中内循环散热系统为定子、永磁转子与筒体内腔之间空气交换的气路结构；外循环散热系统为定子的内腔与外界之间空气交换的气路结构；在定子与永磁转子之间设有密封胶圈。
所述的内循环散热系统结构为，在筒体的中部截面上设有内循环散热风扇，在永磁转子上设有若干个径向的通孔，在内循环散热风扇与筒体的连接处设有通孔，该通孔与永磁转子和筒体之间的腔体相通。
所述的外循环散热系统结构为，在连接盘Ⅱ的内壁上设有外循环散热风扇，外循环散热风扇与连接盘Ⅱ的连接处设有与外界相通的通孔；定子与空心轴之间设有空腔结构，定子设置在连接盘Ⅱ的一端设有通孔；空心轴位于连接盘Ⅰ的一端设有空心孔，空心孔的长度伸到定子的空腔对应位置，且空心孔圆周设置若干个径向的通孔，空心轴的径向通孔与定子的空腔相通。
所述的定子的空腔内设有径向的气流分布板，气流分布板设有导向通孔。
所述的连接盘Ⅱ的外表面设有制动装置，制动轮通过螺栓固定在连接盘Ⅱ上，制动线圈和弹簧安装在制动线圈座内，且内端面设置制动盘，制动盘与制动线圈座设置在空心轴的外圆周。
所述的连接盘Ⅰ的内表面设有旋转逆止装置，星轮通过键固定在空心轴上，星轮圆周分别若干个直角的滚柱台，在每个滚柱台上设有弹簧柱销，套圈用螺栓与连接盘Ⅰ连接，在星轮的每个滚柱台与套圈之间设有滚柱。
该风冷结构永磁全电驱动滚筒与现有的电动滚筒相比，该风冷结构永磁全电驱动滚筒取消了励磁绕组，同时取消了机械齿轮减速器，具有功率密度高，总体效率高，可实现软启动，结构紧凑，免维护，运行可靠，节能，无噪声等特点，是替代现有电动滚筒的理想产品。
本申请采用风冷结构对电磁驱动结构作为散热系统，内循环散热系统循环气流将定子产生的热量通过热交换的方式传递到筒壁，筒壁再将热量散发到外部；外循环风冷散热系统引入外部冷风进入定子内孔，冷风对定子内孔进行冷却，然后排出筒体外。
定子的空腔内设有径向的气流分布板，气流分布板使冷风在定子内孔均匀分布。
连接盘Ⅱ上设置制动装置，通过制动线圈座的制动线圈产生电磁对制动盘与制动轮之间产生吸合和释放动作，保证滚筒在电气控制下启停。
连接盘Ⅰ上设置旋转逆止装置，利用滚柱在旋转的过程中对弹簧柱销的压合作用，防止滚筒反方向旋转。
附图说明
图1为风冷结构永磁全电驱动滚筒的结构示意图。
图2为风冷结构永磁全电驱动滚筒的风冷系统示意图。
图3为风冷结构永磁全电驱动滚筒的制动装置示意图。
图4为风冷结构永磁全电驱动滚筒的旋转逆止装置示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种风冷结构永磁全电驱动滚筒，在空心轴1上通过胀套7固定连接定子5，定子5上的绕组线圈线缆8通过空心轴1上的中心孔与空心轴1端部的接线盒9连接，在空心轴1的两端分别通过轴承设置连接盘Ⅰ3和连接盘Ⅱ4，永磁转子6位于定子5的外圆周，且通过螺栓与连接盘Ⅱ4连接；筒体2采用螺栓分别与连接连接盘Ⅰ3和连接盘Ⅱ4连接；在筒体2、接连接盘Ⅰ3和连接盘Ⅱ4之间所形成的腔体内设有风冷散热系统。滚筒的筒体2直接依靠定子的电磁作用进行旋转，实现筒体的全电驱动。
如图2所示，所述的风冷散热系统分为内循环散热系统和外循环散热系统，其中内循环散热系统为定子5、永磁转子6与筒体2内腔之间空气交换的气路结构；外循环散热系统为定子5的内腔与外界之间空气交换的气路结构；在定子5与永磁转子6之间设有密封胶圈13。其中密封胶圈13防止灰尘、微颗粒等进入定子线圈绝缘系统，保证了内循环散热系统和外循环散热系统之间独立运行。
所述的内循环散热系统结构为，在筒体2的中部截面上设有内循环散热风扇11，在永磁转子6上设有若干个径向的通孔，在内循环散热风扇11与筒体2的连接处设有通孔，该通孔与永磁转子6和筒体2之间的腔体相通。内循环散风扇11启动后，在筒体2内部形成循环气流，循环气流将定子产生的热量通过热交换的方式传递到筒体2的筒壁上，筒壁再将热量散发到外部。
所述的外循环散热系统结构为，在连接盘Ⅱ4的内壁上设有外循环散热风扇10，外循环散热风扇10与连接盘Ⅱ4的连接处设有与外界相通的通孔；定子5与空心轴1之间设有空腔结构，定子5设置在连接盘Ⅱ4的一端设有通孔；空心轴1位于连接盘Ⅰ3的一端设有空心孔，空心孔的长度伸到定子5的空腔对应位置，且空心孔圆周设置若干个径向的通孔，空心轴1的径向通孔与定子5的空腔相通。外循环散热风扇10启动后，通过空心轴1的通孔引入外部冷风进入定子内腔，定子内腔设有两层气流分布板12，使冷风在定子内孔均匀分布，冷风对定子内孔的散热片进行冷却，冷却完定子后的带温气体经筒体连接盘Ⅱ4的排风孔排出筒体外。
如图3所示，所述的连接盘Ⅱ4的外表面设有制动装置14，制动轮18通过螺栓固定在连接盘Ⅱ4上，制动线圈19和弹簧20安装在制动线圈座16内，且内端面设置制动盘17，制动盘17与制动线圈座16设置在空心轴1的外圆周，实现滚筒的启动制动作用。制动轮18通过螺栓固定在连接盘Ⅱ4上，制动线圈19和弹簧20安装在制动线圈座16内，制动盘17夹在制动轮18和制动线圈座16中间。当接入电源后制动线圈19产生电磁吸力将制动盘17与制动轮18脱开，滚筒运转；切断电源后，弹簧20将制动盘17推向制动轮18，制动系统工作，使滚筒制动。
如图4所示，所述的连接盘Ⅰ3的内表面设有旋转逆止装置15，星轮21通过键25固定在空心轴1上，星轮21圆周分别若干个直角的滚柱台，在每个滚柱台上设有弹簧柱销24，套圈22用螺栓与连接盘Ⅰ3连接，在星轮21的每个滚柱台与套圈22之间设有滚柱23，防止滚筒逆转。星轮21的滚柱台上装有弹簧柱销24，星轮21通过键25固定在空心轴1上，套圈22用螺栓与连接盘Ⅰ3连接，滚柱23安装在星轮21与套圈22之间。当滚筒如图4所示正向旋转时，滚柱23将弹簧柱销24压入到星轮21内，滚筒可以正常旋转；当滚筒要反向旋转时，弹簧柱销24顶住滚柱23，防止滚筒反向旋转。
该风冷结构永磁全电驱动滚筒的驱动是采用永磁多级同步电机的形式，其中定子电密为2.84A/mm²，功率因数为0.96，效率可达94.5%，永磁转子的磁钢采用稀土永磁材料，其牌号为42SH，防护等级≥IP56，绝缘等级为F级。滚筒外径的线速度可在0.5～3.5m/s的适用范围内通过变频器设定，并且实现速度可调，滚筒的转矩与电机功率0.3～220kW相匹配，其转矩的计算公式如下：
式中M——转矩，D——滚筒直径，P——功率，V——线速度。
与现有的电动滚筒相比，该风冷结构永磁全电驱动滚筒取消了励磁绕组，同时取消了机械齿轮减速器，采用风冷结构，具有功率密度高，总体效率高，可实现软启动，结构紧凑，免维护，运行可靠，节能，无噪声等特点，是替代现有电动滚筒的理想产品。

Claims (7)

1.一种风冷结构永磁全电驱动滚筒，其特征在于：在空心轴（1）上通过胀套（7）固定连接定子（5），定子（5）上的绕组线圈线缆（8）通过空心轴（1）上的中心孔与空心轴（1）端部的接线盒（9）连接，在空心轴（1）的两端分别通过轴承设置连接盘Ⅰ（3）和连接盘Ⅱ（4），永磁转子（6）位于定子（5）的外圆周，且通过螺栓与连接盘Ⅱ（4）连接；筒体（2）采用螺栓分别与连接连接盘Ⅰ（3）和连接盘Ⅱ（4）连接；在筒体（2）、连接盘Ⅰ（3）和连接盘Ⅱ（4）之间所形成的腔体内设有风冷散热系统。
2.如权利要求1所述的风冷结构永磁全电驱动滚筒，其特征在于：所述的风冷散热系统分为内循环散热系统和外循环散热系统，其中内循环散热系统为定子（5）、永磁转子（6）与筒体（2）内腔之间空气交换的气路结构；外循环散热系统为定子（5）的内腔与外界之间空气交换的气路结构；在定子（5）与永磁转子（6）之间设有密封胶圈（13）。
3.如权利要求2所述的风冷结构永磁全电驱动滚筒，其特征在于：所述的内循环散热系统结构为，在筒体（2）的中部截面上设有内循环散热风扇（11），在永磁转子（6）上设有若干个径向的通孔，在内循环散热风扇（11）与筒体（2）的连接处设有通孔，该通孔与永磁转子（6）和筒体（2）之间的腔体相通。
4.如权利要求2所述的风冷结构永磁全电驱动滚筒，其特征在于：所述的外循环散热系统结构为，在连接盘Ⅱ（4）的内壁上设有外循环散热风扇（10），外循环散热风扇（10）与连接盘Ⅱ（4）的连接处设有与外界相通的通孔；定子（5）与空心轴（1）之间设有空腔结构，定子（5）设置在连接盘Ⅱ（4）的一端设有通孔；空心轴（1）位于连接盘Ⅰ（3）的一端设有空心孔，空心孔的长度伸到定子（5）的空腔对应位置，且空心孔圆周设置若干个径向的通孔，空心轴（1）的径向通孔与定子（5）的空腔相通。
5.如权利要求4所述的风冷结构永磁全电驱动滚筒，其特征在于：所述的定子（5）的空腔内设有径向的气流分布板（12），气流分布板（12）设有导向通孔。
6.如权利要求1所述的风冷结构永磁全电驱动滚筒，其特征在于：所述的连接盘Ⅱ（4）的外表面设有制动装置（14），制动轮（18）通过螺栓固定在连接盘Ⅱ（4）上，制动线圈（19）和弹簧（20）安装在制动线圈座（16）内，且内端面设置制动盘（17），制动盘（17）与制动线圈座（16）设置在空心轴（1）的外圆周。
7.如权利要求1所述的风冷结构永磁全电驱动滚筒，其特征在于：所述的连接盘Ⅰ（3）的内表面设有旋转逆止装置（15），星轮（21）通过键（25）固定在空心轴（1）上，星轮（21）圆周分别若干个直角的滚柱台，在每个滚柱台上设有弹簧柱销（24），套圈（22）用螺栓与连接盘Ⅰ（3）连接，在星轮（21）的每个滚柱台与套圈（22）之间设有滚柱（23）。
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