CN111835169B - 一种低能耗三相异步电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低能耗三相异步电机，包括机座、电机轴、前转子、定子和电机壳，所述电机轴的后端连接有液压驱动装置，所述液压驱动装置包括进液孔、出液孔、驱动轴、后盖板、后机座、驱动孔、弹簧一、阀块、回流孔、复位弹簧、推杆、连接杆驱动叶、驱动液进口、驱动液出口和滑套，所述驱动轴通过轴承安装在后机座内，所述驱动轴通过连接结构与电机轴连接，所述连接结构可根据电机轴转速使驱动轴和电机轴之间实现连接或断开，本发明在传统的三相异步电机后端串联一个液压驱动装置，通过液压驱动装置有效解决现有三相步进电机直接起动电流过大和降压起动动力不足的问题，延长电机的使用寿命，提高电机负载起动的能力。

Description

一种低能耗三相异步电机

技术领域

本发明涉及异步电机技术领域，特别涉及一种低能耗三相异步电机。

背景技术

三相异步电机是靠同时接入380V三相交流电源(相位差120度)供电的一类电动机，由于三相异步电机的转子与定子旋转磁场以相同的方向、不同的转速成旋转，存在转差率，所以叫三相异步电机。

当电动机的三相定子绕组通入三相对称交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流(转子绕组是闭合通路)，载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相反。

三相异步电机的起动方式主要包括：（1）直接起动：电机直接接额定电压起动，但是起动电流很大，可达到额定电流的4-7倍，很大的起动电流，在短时间内会在线路上造成较大的电压降落，这不仅影响电动机本身的起动，也会影响到同一线路上的其他电动机和电器设备的正常工作；（2）降压起动：降压起动又包括定子串电抗降压起动、星形-三角形起动、软起动器启动和用自耦变压器启动，但是降压起动虽然限制了起动电流，但是同时也限制了起动力矩，降压起动只适用于轻载或空载情况下的起动。对于现有三相异步电机负载起动，一般都是采用直接起动的方式，但是其过大的起动电流，严重影响电机的使用寿命，所以本发明提供一种新的技术方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种低能耗、可直接负载启动的三相异步电机。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种低能耗三相异步电机，包括机座、电机轴、前密封盖、前端盖、转子、定子、电机壳和后端盖，所述电机轴的后端连接有液压驱动装置，所述液压驱动装置包括进液孔、出液孔、驱动轴、后盖板、后机座、驱动孔、弹簧一、阀块、回流孔、复位弹簧、推杆、连接杆、驱动叶、驱动液进口、驱动液出口和滑套，所述驱动轴通过轴承安装在后机座内，所述驱动轴通过连接结构与电机轴连接，所述连接结构可根据电机轴转速使驱动轴和电机轴之间实现连接或断开，所述驱动孔和回流孔轴向设置在驱动轴内，所述复位弹簧和推杆安装在驱动孔内，所述滑套套装在驱动轴上，所述推杆从驱动轴较粗段伸出到较细段表面，并与滑套连接，所述连接杆一端与滑套铰接，另一端与驱动叶铰接，所述驱动叶的底部与驱动轴铰接；所述弹簧一和阀块安装在回流孔内壁上远离驱动轴轴心的一侧，回流孔的一端通过环槽结构与出液孔连通；所述进液孔位于驱动孔和回流孔之间，且三者之间同样通过环槽结构互相连通，两个环槽结构的两侧均通过密封圈使驱动轴和后机座之间的缝隙密封。

进一步的，所述驱动液进口与驱动液出口分布在后机座的一侧、驱动轴的两侧，且驱动液进口和驱动液出口的开口方向与驱动轴的两切线方向平行，当驱动液从驱动液进口进入驱动腔内时，驱动液的流向与张开的驱动叶的叶面近似垂直，提高液压驱动效率。

进一步的，所述驱动孔的数量为多个，均布在驱动轴的圆周上，每个驱动孔内均安装有复位弹簧和推杆，多个驱动孔均通过环槽结构与进液孔和回流孔连通。

进一步的，所述连接结构包括弹簧二、连接销和卡槽，所述弹簧二和连接销安装在电机轴后端孔内的侧壁上，所述卡槽开设在驱动轴的前端，所述弹簧二推动连接销卡入卡槽内。

进一步的，所述弹簧二、和连接销和卡槽的数量为两个，且互相对称设置。

进一步的，所述后端盖上设有轴承拆卸结构，所述轴承拆卸结构包括拆卸螺杆、拆卸孔、楔块一、楔块二、楔块插槽，所述拆卸孔垂直后端盖中心孔设置，拆卸孔由外及内依次包括螺纹段和光孔段，光孔段的末端为安装楔块一的径向楔块槽，楔块二安装在轴向楔块槽内，径向楔块槽与轴向楔块槽互相垂直连通，轴向楔块槽通过楔块插槽与后端盖内孔连通；所述楔块插槽的宽度大于楔块一的厚度，小于楔块二的厚度。

进一步的，所述拆卸孔和楔块一的数量为多个，多个楔块一的宽度和大于待拆轴承的宽度，其可保证通过旋转拆卸螺杆，推动逐个推动不同的楔块一，进而推动楔块二将待拆轴承完全挤出。

进一步的，所述轴承拆卸结构对称分布在后端盖的两侧，通过对称设置轴承拆卸结构，可以将待拆轴承平稳的推出，避免单侧推动待拆轴承，造成待拆轴承倾斜卡死。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、本发明在传统的三相异步电机后端串联一个液压驱动装置，在三相异步电机负载起动时，通过液压驱动装置进行辅助启动，当电机转速接近额定转速时，液压驱动装置可自动与电机轴脱离，有效解决现有三相步进电机直接起动电流过大和降压起动动力不足的问题，延长电机的使用寿命，提高电机负载起动的能力；

2、本发明还设有轴承拆卸结构，该结构简单，使用方便，不需要使用拆卸工装，可直接将两个尺寸相近的同轴轴承拆离，提高该电机的可维护性。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是图1的A部分的局部放大图；

图3是图1的B部分的局部放大图；

图4是本发明驱动轴的部位驱动结构示意图；

图5是图1的C部分的局部放大图；

图6是图1的D部分的局部放大图；

图7是轴承拆卸部分的结构示意图。

图中，1、机座；2、电机轴；3、前密封盖；4、前端盖；5、转子；6、定子；7、电机壳；8、后端盖；9、拆卸螺杆；10、拆卸孔；11、进液孔；12、出液孔；13、驱动轴；14、后盖板；15、后机座；16、驱动孔；17、弹簧一；18、阀块；19、回流孔；20、复位弹簧；21、推杆；22、连接杆；23、驱动叶；24、驱动液进口；25、驱动液出口；26、滑套；27、弹簧二；28、连接销；29、卡槽；30、楔块一；31、楔块二；32、楔块插槽；33、待拆轴承。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1-7所示，一种低能耗三相异步电机，包括机座1、电机轴2、前密封盖3、前端盖4、转子5、定子6、电机壳7和后端盖8，所述电机轴2的后端连接有液压驱动装置，所述液压驱动装置包括进液孔11、出液孔12、驱动轴13、后盖板14、后机座15、驱动孔16、弹簧一17、阀块18、回流孔19、复位弹簧20、推杆21、连接杆22、驱动叶23、驱动液进口24、驱动液出口25和滑套26，所述驱动轴13通过轴承安装在后机座15内，所述驱动轴13通过连接结构与电机轴2连接，所述连接结构能够根据电机轴2转速使驱动轴13和电机轴2之间实现连接或断开，所述驱动孔16和回流孔19轴向设置在驱动轴13内，所述复位弹簧20和推杆21安装在驱动孔16内，所述滑套26套装在驱动轴13上，所述推杆21从驱动轴13较粗段伸出到较细段表面，并与滑套26连接，所述连接杆22一端与滑套26铰接，另一端与驱动叶23铰接，所述驱动叶23的底部与驱动轴13铰接；所述弹簧一17和阀块18安装在回流孔19内壁上远离驱动轴13轴心的一侧，回流孔19的一端通过环槽结构与出液孔连通；所述进液孔11位于驱动孔16和回流孔19之间，且三者之间同样通过环槽结构互相连通，两个环槽结构的两侧均通过密封圈使驱动轴13和后机座15之间的缝隙密封。

进一步的，如图4所示，所述驱动液进口24与驱动液出口25分布在后机座15的一侧、驱动轴13的两侧，且驱动液进口24和驱动液出口25的开口方向与驱动轴13的两切线方向平行，当驱动液从驱动液进口24进入驱动腔内时，驱动液的流向与张开的驱动叶23的叶面近似垂直，提高液压驱动效率。

进一步的，如图1-图3所示，所述驱动孔16的数量为多个，均布在驱动轴13的圆周上，每个驱动孔16内均安装有复位弹簧20和推杆21，多个驱动孔16均通过环槽结构与进液孔11和回流孔19连通。

进一步的，如图4所示，所述连接结构包括弹簧二27、连接销28和卡槽29，所述弹簧二27和连接销28安装在电机轴2后端孔内的侧壁上，所述卡槽29开设在驱动轴13的前端，所述弹簧二27推动连接销28卡入卡槽29内。

进一步的，所述弹簧二27、和连接销28和卡槽29的数量为两个，且互相对称设置。

进一步的，如图6和图7所示，所述后端盖8上设有轴承拆卸结构，所述轴承拆卸结构包括拆卸螺杆9、拆卸孔10、楔块一30、楔块二31、楔块插槽32，所述拆卸孔10垂直后端盖8中心孔设置，拆卸孔10由外及内依次包括螺纹段和光孔段，光孔段的末端为安装楔块一30的径向楔块槽，楔块二31安装在轴向楔块槽内，径向楔块槽与轴向楔块槽互相垂直连通，轴向楔块槽通过楔块插槽32与后端盖8内孔连通；所述楔块插槽32的宽度大于楔块一30的厚度，小于楔块二31的厚度。

进一步的，所述拆卸孔10和楔块一30的数量为多个，多个楔块一30的宽度和大于待拆轴承33的宽度，其可保证通过旋转拆卸螺杆9，推动逐个推动不同的楔块一30，进而推动楔块二31将待拆轴承33完全挤出。

进一步的，所述轴承拆卸结构对称分布在后端盖8的两侧，通过对称设置轴承拆卸结构，可以将待拆轴承33平稳的推出，避免单侧推动待拆轴承33，造成待拆轴承33倾斜卡死。

工作过程：当本发明的三相异步电机负载起动时，首先控制液压源分别对进液孔11和驱动进液口24泵送油液，此时，电机的定子6未通电，电机轴2和驱动轴13处于静止状态，弹簧一17推动阀块18将回流孔19关闭，从进液孔11进入的油液推动推杆21压缩复位弹簧20，并使滑套26在驱动轴13上滑动，连接杆22将驱动叶23展开，驱动液从驱动进液口24进入，推动驱动叶23带动驱动轴13转动，驱动液从驱动液出口25流出，驱动轴13转动带动电机轴2转动，当驱动轴13和电机轴2的转速上升到电机轴额定转速的1/4-1/2时，此时，阀块18在离心力的作用下，压缩弹簧一17，部分从进液孔11进入的油液从回流孔19和出液孔12回流到油箱，推动推杆21的油压变小，驱动叶23在复位弹簧20的作用，驱动叶23部分回收，同时给三相异步电机的定子6通电，形成旋转磁场，加速电机轴2转动，电机轴2当转速达到额定转速的2/3时，连接销28在离心力的作用下压缩弹簧二27，使得电机轴2与驱动轴13之间脱离，同时，控制油泵停止给进液孔11和驱动液进口24泵油，驱动叶23在复位弹簧20的作用下完全收回，驱动轴13停止转动，电机轴2继续加速转动，直到达到工作的额定转速，与传统三相异步电机直接起动相比，减小了启动过程的转差率，有效减小起动电流，减少电机损耗，延长电机使用寿命；当电机长时间使用后，需要拆卸维修时，由于电机的后端盖8上安装有两个轴承，且尺寸相同，导致不能用传统轴承拆卸方式将轴承拆出，即压力机直接顶住轴承外圈直接压出，本发明采用轴承拆卸结构，通过旋转拆卸螺杆9去推动楔块一30去挤压楔块二31，楔块二31挤压待拆轴承33，通过逐个推动楔块一30，使得楔块二31逐步将待拆轴承33推出，将待拆轴承33拆出后，后端盖8上的另一个轴承，则可直接通过压力机压出；电机装配时，先将楔块一30从楔块插槽32和轴向楔块槽装入径向楔块槽中，然后将楔块二31装入轴向楔块槽内，最后再装入轴承。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种低能耗三相异步电机，包括机座（1）、电机轴（2）、前密封盖（3）、前端盖（4）、转子（5）、定子（6）、电机壳（7）和后端盖（8），其特征是：所述电机轴（2）的后端连接有液压驱动装置，所述液压驱动装置包括进液孔（11）、出液孔（12）、驱动轴（13）、后盖板（14）、后机座（15）、驱动孔（16）、弹簧一（17）、阀块（18）、回流孔（19）、复位弹簧（20）、推杆（21）、连接杆（22）、驱动叶（23）、驱动液进口（24）、驱动液出口（25）和滑套（26），所述驱动轴（13）通过轴承安装在后机座（15）内，所述驱动轴（13）通过连接结构与电机轴（2）连接，所述连接结构能够根据电机轴（2）转速使驱动轴（13）和电机轴（2）之间实现连接或断开，所述连接结构包括弹簧二（27）、连接销（28）和卡槽（29），所述弹簧二（27）和连接销（28）安装在电机轴（2）后端孔内的侧壁上，所述卡槽（29）开设在驱动轴（13）的前端，所述弹簧二（27）推动连接销（28）卡入卡槽（29）内，所述驱动孔（16）和回流孔（19）轴向设置在驱动轴（13）内，所述复位弹簧（20）和推杆（21）安装在驱动孔（16）内，所述滑套（26）套装在驱动轴（13）上，所述推杆（21）从驱动轴（13）较粗段伸出到较细段表面，并与滑套（26）连接，所述连接杆（22）一端与滑套（26）铰接，另一端与驱动叶（23）铰接，所述驱动叶（23）的底部与驱动轴（13）铰接；所述弹簧一（17）和阀块（18）安装在回流孔（19）内壁上远离驱动轴（13）轴心的一侧，回流孔（19）的一端通过环槽结构与出液孔连通；所述进液孔（11）位于驱动孔（16）和回流孔（19）之间，且三者之间同样通过环槽结构互相连通，两个环槽结构的两侧均通过密封圈使驱动轴（13）和后机座（15）之间的缝隙密封。

2.根据权利要求1所述的一种低能耗三相异步电机，其特征是：所述驱动液进口（24）与驱动液出口（25）分布在后机座（15）的一侧、驱动轴（13）的两侧，且驱动液进口（24）和驱动液出口（25）的开口方向与驱动轴（13）的两切线方向平行。

3.根据权利要求2所述的一种低能耗三相异步电机，其特征是：驱动孔（16）的数量为多个，均布在驱动轴（13）的圆周上，每个驱动孔（16）内均安装有复位弹簧（20）和推杆（21），多个驱动孔（16）均通过环槽结构与进液孔（11）和回流孔（19）连通。

4.根据权利要求3所述的一种低能耗三相异步电机，其特征是：弹簧二（27）、连接销（28）和卡槽（29）的数量为两个，且互相对称设置。

5.根据权利要求4所述的一种低能耗三相异步电机，其特征是：后端盖（8）上设有轴承拆卸结构，所述轴承拆卸结构包括拆卸螺杆（9）、拆卸孔（10）、楔块一（30）、楔块二（31）、楔块插槽（32），所述拆卸孔（10）垂直后端盖（8）中心孔设置，拆卸孔（10）由外及内依次包括螺纹段和光孔段，光孔段的末端为安装楔块一（30）的径向楔块槽，楔块二（31）安装在轴向楔块槽内，径向楔块槽与轴向楔块槽互相垂直连通，轴向楔块槽通过楔块插槽（32）与后端盖（8）内孔连通；所述楔块插槽（32）的宽度大于楔块一（30）的厚度，小于楔块二（31）的厚度。

6.根据权利要求5所述的一种低能耗三相异步电机，其特征是：所述拆卸孔（10）和楔块一（30）的数量为多个，多个楔块一（30）的宽度和大于待拆轴承（33）的宽度。

7.根据权利要求6所述的一种低能耗三相异步电机，其特征是：轴承拆卸结构对称分布在后端盖（8）的两侧。

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