CN108367295B - 具有直接驱动电机的辊轧机 - Google Patents

Abstract

本发明是一种具有至少一对并排定位的平行的柱状物(C'、C”)的轧机或辊轧机，其中，每对柱状物中的每个柱状物(C'、C”)设置有其自己的直接地安装在其自己的轴上的力矩电机，并且其中，至少一个控制电路(Z)适于监督所述每对柱状物(C'、C”)的旋转参数。

Description

具有直接驱动电机的辊轧机

技术领域

本发明涉及轧机和辊轧机领域，并且特别地，本发明涉及用于研磨和加工谷物、粒状材料、谷物混合物和类似产品的具有直接驱动电机的新型辊轧机。

背景技术

已知的是辊轧机安装在轧机中并且使用成对的柱状物，以研磨和加工各种产品，像例如谷物、粒状材料、谷物混合物。

每对柱状物均被布置成使得它们相互平行并且相互相距预定的距离，其中，如有必要可以根据待研磨的产品、期望的最终产品和中间的研磨步骤调节所述距离。

目前，已知的柱状物被设置为由异步电动机旋转，异步电动机通过皮带和滑轮驱动单元或其他机械耦接装置连接。

第一柱状物被设置为由异步电机旋转，同时皮带驱动系统以同步的方式将运动传递至第二柱状物，该第二柱状物定位在第一柱状物旁边且通常以比第一柱状物低的速度旋转。

每对柱状物的主控制电机通常安装在研磨单元的一侧，而相对侧设有滑轮、张紧轮和正时皮带的系统，该系统使得可以在两个柱状物之间保持速度同步。此外，所述第二皮带具有下述功能：

-在研磨步骤期间在柱状物相互接触的情况下减小旋转速度并制动第二后柱状物的旋转，

-当两个柱状物分离并且机器停歇时，驱动第二柱状物，并且保持第二柱状物旋转，为接连的研磨周期做准备。

两个已知的柱状物的机构和旋转系统产生了相当大的缺点。

具有皮带和滑轮的驱动单元有噪声。

驱动单元的各个零件经受磨损和破损。

皮带驱动单元由于磨损产生橡胶粉末。

皮带驱动单元由于驱动单元的低效率引起能量损失。

驱动单元的各个零件需要周期性的和定期性的检查和维护。

电机和驱动单元的各个零件均在两侧上占据很多空间，因而需要额外的空间和基础设施来安装辊轧机。

同步电机仅在预定的旋转速度范围内形成最优化的旋转力矩(torque，扭矩，转矩)。在较低的速度下，由电机所形成的力矩是相当低的并且其不适合于所要求的加工周期。

也应当考虑的是，两个柱状物由同一电机操作，具有同样的旋转速度或具有不同的旋转速度。

具有以同样的旋转速度旋转的每对柱状物的辊轧机不能获得谷物和粮食产品的最优化处理。

具有成对的柱状物的辊轧机——其中每个柱状物以不同的速度旋转——获得谷物和粮食产品更好的处理。

为了获得不同的旋转速度，有必要将两个柱状物与具有不同的节圆直径的滑轮或齿轮连接，因而获得不同于1的驱动比。

如果需要改变两个柱状物的旋转速度之间的差值，则有必要使两个柱状物停止并且安装不同的一对滑轮。

专利文件DE102011011047涉及单个辊子，该单个辊子利用永久磁体连接至电机，该永久磁体安装在辊子自己端部并且适于产生辊子的轴向旋转，并且其中，转子与定子之间没有接触，转子与辊子成一体，定子安装在相对于定子处于径向位置中的辊子支撑件上。该文件不涉及用于研磨和加工产品诸如谷物、粒状材料、谷物混合物等等的轧机和辊轧机，而只涉及将旋转运动传递至辊子的驱动系统。

专利文件DE10339733，与前述文件近似地，涉及单个辊子，该单个辊子具有带有相对于辊子轴向地安装的永久磁体的电机，其中转子与辊子成一体，同时定子安装在辊子支撑件上。

专利文件WO2012159932涉及用于将金属杆减少或转变为具有合适的截面的板材的轧机。轧机包括多个轧制机架，其中所述轧制机架中的至少一个又包括一对并排定位的平行辊子和两个同步电机，每一个电机适于旋转一个辊子。

每个轧制机架的电机速度可以独立地但以相对于其他轧制机架的电机速度协调的方式变化。此外，同一轧制机架的两个辊子之间的机械连接的缺失允许独立地控制旋转速度。

发明内容

为了克服所有的所述缺点，设计并构造了一种具有直接驱动电机的新型辊轧机。

本发明的一个目的是提供一种在电机和所驱动的柱状物的轴之间具有较少的或没有运动机构的辊轧机。

本发明的另一目的是提供一种具有较少的经受磨损、因而减少维护并控制时间和成本的零件的辊轧机。

本发明的另一目的是提供具有减少的总体尺寸的辊轧机。

本发明的另一目的是提供一种具有较少的待组装在一起的零件并且因此减少的组装时间的辊轧机。

本发明的另一目的是提供一种辊轧机，其中额定力矩能够用于更宽范围的旋转速度。

本发明的另一目的是提供一种辊轧机，使得可以在使所传递的力矩保持恒定的同时管理和设置不同的旋转速度。

本发明的另一目的是提供一种辊轧机，使得可以改变每对的每个柱状物的旋转速度而不修改或干预机械零件。

本发明的另一目的是提供一种辊轧机，使得可以使用同样的电机功率来增加转移到柱状物的功率或力矩。

本发明的另一目的是提供一种辊轧机，使得可以回收部分的柱状物旋转能量。

本发明的另一目的是提供一种需要减少维护的辊轧机。

本发明的另一目的是提供一种辊轧机，使得可以控制力矩参数和每个柱状物的转数，允许操作者以最可能的方式管理机器，根据最大变化的研磨规格对其调节。

本发明的另一目的是提供一种辊轧机，使得可以控制每个电机的运行。

这些和其他直接的和补充的目的通过用于研磨和加工谷物、粒状材料、谷物混合物和类似产品的新型辊轧机得以实现，包括至少一对并排定位的平行的柱状物，其又包括：

·永久磁体，永久磁体靠近每个柱状物的轴的至少一个端部布置，并且其中所述永久磁体被布置成使得永久磁体沿所述轴的周向相互是等间隔的；

·线圈或绕组，线圈或绕组借助于凸缘固定至辊轧机的结构，并且被布置成在径向上围绕每个轴的具有永久磁体的端部；

·至少一个控制电路，至少一个控制电路适于控制电源和每对柱状物的电机的线圈或绕组的极性变化，

并且其中，所述轴的每组所述永久磁体和围绕所述永久磁体布置的每组所述线圈和绕组分别构成每个柱状物的非接触式旋转电机的转子和定子，并且其中，当所述控制电路将第一柱状物设置成比第二柱状物速度高时，所述较慢柱状物由所述较快柱状物的运动以及引入在柱状物之间的材料驱动，使得所述第二较慢柱状物由相对电机制动并且回收能量可用于第一较快柱状物的电机。

实际上，具有磁性直接驱动电机的该新型辊轧机包括一对或多对柱状物，每对的每个柱状物设有力矩电机，力矩电机直接地安装或建造在柱状物的轴上和柱状物自己的轴的支撑上。

该新型辊轧机包括一对或多对轧制柱状物。

每对柱状物被布置成相互平行且相互处于合适的距离，使得包括在两个柱状物之间的空间对于研磨引入两个柱状物间的产品而言是优化的。

每个柱状物包括通过合适的支撑保持在辊轧机框架上的旋转和支撑轴。

具有磁性驱动的力矩电机安装或组装在每个轴的至少一个端部上。

大体上，力矩电机的设置有永久磁体的部分固定至柱状物轴的端部，同时设置有线圈或绕组的对应部分固定至柱状物轴的支撑件或支撑凸缘，其中所述线圈或绕组生成具有同一力矩电机的可变强度的旋转磁场。

由与对应的线圈或绕组、并且可能地与适于定位柱状物位置的位置传感器连接的两个分离的控制单元构成的控制电路提供监视和控制供应至线圈的能量并因此监视和控制柱状物旋转参数。

所述控制电路为柱状物轴的支撑件或凸缘的合适的线圈或绕组供给合适的电流和交替(alternance)，以便将期望的速度和旋转力矩传递至轴的永久磁体并且因而传递至柱状物。

控制电路监督(supervise，监控)每对的两个柱状物的旋转参数，使得可以为每对的两个柱状物设置同样的速度或不同的速度。

以这样的方式，所述控制电路可以为轧制对的一个柱状物设置比与上述一个柱状物耦接的另一柱状物低的旋转速度，并且第一柱状物因此被制动，以便获得引入两个柱状物之间的粮食的优化加工和研磨。

因为力矩电机以可逆的方式运作，由于由较快柱状物施加在较慢柱状物上的驱动动作——这通过被研磨的产品发生——所以可以回收由电源供应的能量的一部分，恰好是因为两个柱状物的旋转速度之间的差值。

附图说明

所附图表示出了本发明的实施方式，其以非限制性实施例的方式被描述。

图1示出了辊轧机的一对柱状物C'、C”，但是本文以下做出的考虑应当被理解为对于具有两对或更多对柱状物C'、C”是有效的。

具体实施方式

每个柱状物C'、C”被布置成使其轴A'、A”平行于另一柱状物C”、C'的轴A”、A'。

每个柱状物C'、C”的轴A'、A”的端部被容置在支撑件或支撑凸缘F'、F”中并且在该支撑件或支撑凸缘中旋转，该支撑件或支撑凸缘与辊轧机的结构S成一体。

一组相同的永久磁体M'、M”被应用、安装、连接或以任何方式接合至每个轴A'、A”的端部，并且所述磁体沿周向布置使得它们是相互等间隔的。

所述永久磁体M'、M”构成每个力矩电机的第一部分，所述永久磁体容置在柱状物C'、C”的轴A'、A”的端部的母线上并且相对于柱状物C'、C”的轴纵向地布置。

构成每个力矩电机的第二部分的一组线圈或绕组B'、B”借助于连接凸缘H'、H”固定至辊轧机的结构S。因此，所述线圈或绕组B'、B”围绕轴A'、A”的具有永久磁铁M'、M”的端部安装。

所有柱状物C'、C”的所有线圈或绕组B'、B”都与控制电路Z连接。

所述控制电路Z借助于两个控制单元L'、L”独立地控制两个柱状物C'、C”中每一个柱状物的线圈或绕组B'、B”并向该线圈或绕组供电。

快速柱状物C'的电机的控制单元L'用作主导者(master)的功能，同时慢速柱状物C”的电机的控制单元L”被设置为从属者(slave)。

特别地，所述控制电路Z以合适的强度和频率向合适的线圈或绕组B'、B”供电，或者使电源序列(power supply sequence，上电顺序)交替，以便将期望的力矩和旋转速度传递至永久磁体M'、M”并且因此传递至柱状物C'、C”。

控制电路Z监督两个柱状物C'、C”的旋转参数，使得可以为所述两个柱状物C'、C”设置同样的速度或不同的速度。例如，所述控制电路Z可以为柱状物C'、C”两者设置同样的速度，或者控制电路可以以同样的或不同的值来设置两个柱状物C'、C”中每一个柱状物的旋转力矩，或者控制电路可以为一个柱状物C'设置比与该柱状物耦接的另一个柱状物C”低的速度，使得第一柱状物因此被制动。

此外，所述控制电路Z可以设置提供设置，根据该设置，第一柱状物C'被设置为以确定的速度旋转，同时第二柱状物C”的电机以较低的速度旋转。以这样的方式，第二柱状物C”由第一柱状物C'的运动以及引入在柱状物C'、C”之间的材料驱动。所述第二柱状物C”由其电机制动，并且然后对应的控制单元L”通过反馈连接R使得部分的回收能量可用于第一柱状物C'的电机，直接地将其供应给控制单元L'。

因此，参考以上提供的描述和所附附图，表述了所附权利要求。

Claims (2)

1.一种用于研磨和加工谷物、粒状材料、谷物混合物的辊轧机，包括至少一对并排定位的平行的柱状物(C'、C”)，以及：

·永久磁体(M'、M”)，所述永久磁体靠近每个柱状物(C'、C”)的轴(A'、A”)的至少一个端部布置，其中，所述永久磁体(M'、M”)被布置成使得所述永久磁体沿所述轴(A'、A”)的周向是等间隔的；

·线圈或绕组(B'、B”)，所述线圈或绕组通过凸缘(H'、H”)固定至所述辊轧机的结构(S)，并且被布置成在径向上围绕每个轴(A'、A”)的设置有永久磁体(M'、M”)的端部；

·至少一个控制电路(Z)，所述至少一个控制电路控制电源和每对柱状物(C'、C”)的电机的所述线圈或绕组(B'、B”)的极性变化，并且其中，所述轴(A'、A”)的每组所述永久磁体(M'、M”)和围绕所述永久磁体(M'、M”)布置的每组所述线圈或绕组(B'、B”)分别构成每个柱状物(C'、C”)的非接触式旋转电机的转子和定子，

其特征在于，所述控制电路(Z)被配置成通过相应的控制单元(L'、L”)独立地控制每个电机的所述线圈或绕组(B'、B”)的电源和极性变化，并且所述控制电路被配置成提供根据其使第一柱状物(C'、C”)的速度大于第二柱状物(C”、C')的速度的设置，其中较慢的第二柱状物(C”、C')还由较快的第一柱状物(C'、C”)的运动以及由引入在所述第一柱状物和第二柱状物(C'、C”)之间的材料驱动，

并且其中，所述控制电路(Z)还被配置成提供根据其将给定的旋转速度和给定的力矩传递至第一柱状物(C')并且不向第二柱状物(C”)传递功率的设置，所述第二柱状物(C”)由其自己的不被所述控制电路(Z)供电的电机(C”)制动，所述第二柱状物(C”)的所述控制单元(L”)通过反馈连接(R)使回收的能量的一部分可用于所述第一柱状物(C')的电机，将所述回收的能量的该部分直接供应至所述第一柱状物的电机的所述控制单元(L')。

2.根据权利要求1所述的辊轧机，其特征在于，所述控制电路(Z)控制电源和每对柱状物(C'、C”)的电机的所述线圈或绕组(B'、B”)的极性变化，将同样的旋转速度和同样的力矩传递至每对柱状物(C'、C”)中的两个柱状物。

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