CN204392065U - 基于永磁传动技术的主备用电机切换装置 - Google Patents

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马忠威
陈明东
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Abstract

本实用新型涉及电机传动领域，尤其涉及一种基于永磁传动技术的主备用电机切换装置，其特征在于，包括永磁盘一、导体盘一、永磁盘二和导体盘二，其中永磁盘一与导体盘一组对设于主电机传动轴上，永磁盘二与导体盘二组对设于辅电机传动轴上，导体盘一与主电机轴端相连，导体盘二与辅电机轴端相连，永磁盘一和永磁盘二分别连接于负载侧的两个中间轴组件的轴端上；所述中间轴组件包括心轴、滑套、操作架、轴承座、托架和进退操作机构，进退操作机构连接在操作架和托架之间，操作架与托架之间的相对距离可调。与现有技术相比，本实用新型的优点是：创造性地将电机的扭矩通过磁扭矩传递，既能实现电机的缓冲启动，又能保证主备用电机的自由切换。

Description

基于永磁传动技术的主备用电机切换装置
技术领域
本实用新型涉及电机传动领域，尤其涉及一种基于永磁传动技术的主备用电机切换装置。
背景技术
火电机组中的空预器体积庞大，属于重载启动设备，为了保证系统的可靠运转，避免因电机故障造成的停产事故，目前普遍采用的主、辅电机二拖一与减速机硬连接，变频器调速的方式。比如某发电公司的１#锅炉A、B空预器中，电机与减速机为一体式装配，两台同型号电机带动一个减速机，配套的主备用电机为Y180L-4 TS335 B5型，额定容量22kW，转速1470r/min。
该系统在运行中存在的主要问题是：1）是减速机启动扭矩大，虽然以变频器作为软启动，但电机前端的驱动齿轮极易磨损，当齿轮损坏时，需拆下电机更换，由于主备用电机共同带动一个减速机，A辅电机启动则A主电机跟转，运行中电机检修、消缺必须要减负荷停空预器，这严重影响安全生产及经济效益。2）是电机与减速机采用一体式装配，电机前端盖浸泡在润滑油中，空预器电机转速较高，运行中骨架油封（55×70×8）容易漏油，使电机内的定子、转子浸在油中，严重影响电机的绝缘散热和寿命。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种基于永磁传动技术的主备用电机切换装置，将电机扭矩通过磁扭矩传递，在电机与负载之间设置气隙，替代硬连接，既能实现负载的缓冲启动目的，又能保证主备用电机的自由切换，于负载运行中对电机进行检修和消缺。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是这样的：
基于永磁传动技术的主备用电机切换装置，包括永磁盘一、导体盘一、永磁盘二和导体盘二，其中永磁盘一与导体盘一组对设于主电机传动轴上，永磁盘二与导体盘二组对设于辅电机传动轴上，导体盘一与主电机轴端相连，导体盘二与辅电机轴端相连，永磁盘一和永磁盘二分别连接于负载侧的两个中间轴组件的轴端上；
所述中间轴组件包括心轴、滑套、操作架、轴承座、托架和进退操作机构，所述心轴外设滑套，滑套的一端与操作架相连，滑套的另一端为永磁盘连接端，操作架与滑套之间通过轴承相连；所述轴承座设置在托架上，轴承座与心轴之间设有滚珠轴承；所述进退操作机构连接在操作架和托架之间，操作架与托架之间的相对距离可调。
所述进退操作机构包括操作杆、螺杆、伞齿一和伞齿二，伞齿一设于螺杆的一端，伞齿二设于操作杆的一端，伞齿一和伞齿二相啮合，螺杆上的螺纹段与操作架上的螺纹套相配合，螺杆与托架之间设有轴承，所述操作杆的另一端为执行器连接端。
所述执行器为手动执行器、电动执行器或气动执行器中的一种。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1）创造性地将电机的扭矩通过磁扭矩传递，以气隙连接电机和负载，隔离了负载与电机之间的硬连接，既能实现负载的缓冲启动，又能保证主备用电机的自由切换，这样就可以实现运行中的电机检修和消缺，不停机情况下拆换电机，给日常检修带来很大的便利，减轻了劳动强度。
2）提高了设备运行的稳定性，具有延长系统维护周期和使用寿命、不产生高次谐波的优势，能明显降低维护成本，显著消除整体系统的振动，电机、负载侧振动值最大只有2.5丝，设备运行状态稳定，此方案尤其适合在恶劣环境下应用。
附图说明
图1是本实用新型实施例一结构示意图；
图2是本实用新型实施例二结构示意图；
图3是图2中沿A-A线剖视图；
图4是图3中沿B-B线剖视图；
图5是本实用新型实施例一与常规硬连接形式下的启动特性曲线与节能图谱对比。
图中：1-永磁盘一、2-导体盘一、3-永磁盘二、4-导体盘二、5-主电机、6-辅电机、7-负载、8-中间轴组件、9-进退操作机构、10-心轴、11-滑套、12-操作架、13-轴承座、14-托架、15-轴承、16-滚珠轴承、17-操作杆、18-螺杆、19-伞齿一、20-伞齿二、21-螺纹套、22-手轮。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：
见图1，是本实用新型基于永磁传动技术的主备用电机切换装置实施例一结构示意图，包括永磁盘一1、导体盘一2、永磁盘二3和导体盘二4，其中永磁盘一1与导体盘一2组对设于主电机5的传动轴上，永磁盘二3与导体盘二4组对设于辅电机6的传动轴上，永磁盘一1和永磁盘二3分别连接于负载7的两个输入轴（即主输入轴和辅输入轴）轴端上，导体盘一2与主电机5的轴端相连，导体盘二4与辅电机6的轴端相连。永磁盘一1和永磁盘二3分别连接于负载侧的两个中间轴组件8的轴端上，该实施例中，主电机5和辅电机6采用同轴布置的方式。
见图2，是本实用新型基于永磁传动技术的主备用电机切换装置实施例二结构示意图，包括永磁盘一1、导体盘一2、永磁盘二3和导体盘二4，其中永磁盘一1与导体盘一2组对设于主电机5的传动轴上，永磁盘二3与导体盘二4组对设于辅电机6的传动轴上，永磁盘一1和永磁盘二3分别连接于负载7的两个输入轴（即主输入轴和辅输入轴）轴端上，导体盘一2与主电机5的轴端相连，导体盘二4与辅电机6的轴端相连。永磁盘一1和永磁盘二3分别连接于负载侧的两个中间轴组件8的轴端上，该实施例中，主电机5和辅电机6采用并排布置的方式。
上述实施例的布置型式可应用根据具体负载选择。
见图3，是图2中沿A-A线剖视图，中间轴组件8包括心轴10、滑套11、操作架12、轴承座13、托架14和进退操作机构9，心轴10外设有滑套11，滑套11的一端与操作架12相连，滑套11的另一端为永磁盘连接端，操作架12与滑套11之间通过轴承15相连；轴承座13设置在托架14上，轴承座13与心轴10之间设有滚珠轴承16；进退操作机构9连接在操作架12和托架14之间，进退操作机构9用于调节操作架12与托架14之间的相对距离。
见图4，是图3中沿B-B线剖视图，进退操作机构包括操作杆17、螺杆18、伞齿一19和伞齿二20，伞齿一19设于螺杆18的一端，伞齿二20设于操作杆17的一端，伞齿一19和伞齿二20相啮合，构成一对齿轮副，螺杆18上的螺纹段与操作架12上的螺纹套21相配合，螺杆18与托架14之间设有轴承，操作杆17的另一端为执行器连接端，通过与手动执行器、电动执行器或气动执行器中的一种相连，即可将操作杆17的旋转运动转化成滑套11的进退运动，从而实现主电机和备用电机的切换。
手轮22是手动执行器的一种，也可以根据现场需要选择电动执行器或气动执行器，这样就可以进行远程操作了，有利于提高自动化控制水平，但是投入成本较高。电动执行器由4～20mA的电信号控制即可通过电信号控制进退操作机构的运转，实现永磁盘与导体盘的相对位移，使得气隙从3mm到80mm无极变化，完成主备用电机的切入和切出。
比如空气预热器启动前，气隙设定为最大值（80mm），空载启动主电机，通过控制室给出接合信号，执行器驱动永磁盘向导体盘靠近，气隙不断减小，永磁盘带动负载慢慢加速，直到额定转速并长时间稳定运行。如果需要切换投入备用电机，则启动备用电机侧的执行器，进行上述操作，当控制室发出主电机脱开信号时，执行器驱动永磁盘远离导体盘，气隙不断增大，直到气隙为80mm，主马达彻底脱离，切断电源。
由于正常运行时，主电机和辅电机不需要频繁切换，一般只在启动或停运时进行气隙调节，通过对1#炉A、B空预器主电机一个月来变频运行的电流进行跟踪，电流始终在15.4～16.1A，变化率很小，所以采用手轮一类的手动执行器，配套设备少，费用较低，并且施工简单。
见图5，是本实用新型实施例一与常规硬连接形式下的启动特性曲线与节能图谱对比，粗线为常规硬连接形式下的电机启动特性曲线和耗能示意图，细线为本实用新型实施例一的电机启动特性曲线，阴影区域内为节能率，本实用新型具有更低的高峰要求H和更短的浪涌持续时间T。
本实用新型能显著改善系统运行特性，在启动负载之前气隙为最大值，使电机空载启动，不仅降低电动机的启动电流和减小对电动机的热冲击负荷及对电网的影响，还能节约电能消耗并延长电机的工作寿命，特别是能极为有效地减小启动时传动系统对负载的破坏性张力，消除负载启动时产生的振荡，保证设备的安全可靠运行。
本实用新型传输能量和控制速度的能力不受电动机轴和负载轴之间由于安装未对准原因而产生的小角度或者小偏移的影响。排除了未对准而产生的振动、磨损问题，由于没有机械链接，即使电动机本身引起的振动也不会引起负载振动，使整个系统的振动问题得到有效降低。减速机和电机没有机械硬连接，完全是通过气隙传递扭矩的，这样的好处是隔离了振动的传递，减低磨损性；从而减少运行和维护成本。

Claims (3)

1.基于永磁传动技术的主备用电机切换装置，其特征在于，包括永磁盘一、导体盘一、永磁盘二和导体盘二，其中永磁盘一与导体盘一组对设于主电机传动轴上，永磁盘二与导体盘二组对设于辅电机传动轴上，导体盘一与主电机轴端相连，导体盘二与辅电机轴端相连，永磁盘一和永磁盘二分别连接于负载侧的两个中间轴组件的轴端上；
所述中间轴组件包括心轴、滑套、操作架、轴承座、托架和进退操作机构，所述心轴外设滑套，滑套的一端与操作架相连，滑套的另一端为永磁盘连接端，操作架与滑套之间通过轴承相连；所述轴承座设置在托架上，轴承座与心轴之间设有滚珠轴承；所述进退操作机构连接在操作架和托架之间，操作架与托架之间的相对距离可调。
2.根据权利要求1所述的基于永磁传动技术的主备用电机切换装置，其特征在于，所述进退操作机构包括操作杆、螺杆、伞齿一和伞齿二，伞齿一设于螺杆的一端，伞齿二设于操作杆的一端，伞齿一和伞齿二相啮合，螺杆上的螺纹段与操作架上的螺纹套相配合，螺杆与托架之间设有轴承，所述操作杆的另一端为执行器连接端。
3.根据权利要求2所述的基于永磁传动技术的主备用电机切换装置，其特征在于，所述执行器为手动执行器、电动执行器或气动执行器中的一种。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108857064A (zh) * 2018-08-31 2018-11-23 无锡和宏精密制造有限公司 一种具有焊接机械手的焊机
CN112413003A (zh) * 2020-11-10 2021-02-26 中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所 一种基于电磁离合器的输入通道切换机构

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