CN209142983U - 重型永磁刮板机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了重型永磁刮板机，包括：刮板链、链轮组件、减速器和设置在矿井内的常速永磁同步电机、以及和常速永磁同步电机连接的变频器；常速永磁同步电机和减速器连接，减速器和链轮组件连接，链轮组件和刮板链连接，永磁同步电机包括防爆机壳、定子、永磁转子和防爆端壳，防爆机壳的壳体内设有冷却通道，防爆机壳外设有散热筋。永磁转子可以在永磁体的作用下产生永磁磁场，其与定子所产生的磁场总是处于同步状态下，在变频器的作用下，不仅可以实现精准控制，而且还可以缓慢起动，减少刮板链的瞬间冲击力，进而解决刮板机的断链问题。其次通过防爆机壳上设置的冷却通道和散热筋，可有效提高散热效果，继而保证刮板机的正常运行。

Description

重型永磁刮板机

技术领域

本实用新型涉及矿用刮板机技术领域，特别是涉及一种重型永磁刮板机。

背景技术

煤矿井下的原煤经过采煤机采下后直接落入刮板机上，刮板机运输到转载机上，转载机运输到皮带机，经过皮带机的运输到井上。

为了提高煤矿井下设备的稳定性和提倡国家环保节能要求，皮带机电动机由原来的防爆三相常速异步电动机逐渐由低速大扭矩永磁电动机所代替。而刮板机由于空间狭窄，无法使用低速大扭矩电动机，还是采用原有的防爆三相常速异步电动机。

现有刮板机特别是一些重型刮板机通常是由二及二台以上电动机驱动。现实采煤工艺中，刮板机经常会出现起动失败和断链问题，主要原因是：

一、刮板机经常重载起动，而异步电动机由于自身的工作原理没有足够的起动转矩来满足刮板机的重载起动。

二、断链问题，由于异步电动机是工频起动，链条由于起动时瞬间冲击力较大而挣断；多机驱动时，力矩不平衡导致机头机尾的链轮相对位置变化，链条持续受力超负荷而挣断。

以上两个原因都会造成断链，影响生产安全性、连续性和经济性。现有的刮板机一般有双速异步电机或者变频器异步电机两种电机驱动形式。

因此，如何提供一种重型永磁刮板机，以满足重载启动、节能和避免断链情况，是本领域技术人员急需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种重型永磁刮板机，可以有效解决能源浪费、断链等问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了如下技术方案：

一种重型永磁刮板机，包括：刮板链、链轮组件、减速器和设置在矿井内的常速永磁同步电机、以及和所述常速永磁同步电机连接的变频器；所述常速永磁同步电机和所述减速器连接，所述减速器和所述链轮组件连接，所述链轮组件和所述刮板链连接，所述永磁同步电机包括防爆机壳、定子、永磁转子和防爆端壳，所述防爆机壳的壳体内设有冷却通道，所述防爆机壳外设有散热筋。

优选地，所述冷却通道沿所述防爆机壳的周向螺旋分布。

优选地，所述冷却通道的延伸方向和所述防爆机壳的轴向方向平行。

优选地，所述防爆机壳的壳体内设有多条首尾相通的冷却通道。

优选地，所述防爆机壳包括外筒体、内筒体和水道筋，所述外筒体套设在所述内筒体外部，所述水道筋设置在所述外筒体和所述内筒体之间，所述外筒体和所述外筒体以及所述水道筋构成所述冷却通道。

优选地，用于安装所述永磁转子的转子轴为绝缘转子轴，用于支撑所述转子轴的轴承为绝缘轴承。

与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：

本实用新型所提供的一种重型永磁刮板机，包括：刮板链、链轮组件、减速器和设置在矿井内的常速永磁同步电机、以及和常速永磁同步电机连接的变频器；常速永磁同步电机和减速器连接，减速器和链轮组件连接，链轮组件和刮板链连接，永磁同步电机包括防爆机壳、定子、永磁转子和防爆端壳，防爆机壳的壳体内设有冷却通道，防爆机壳外设有散热筋。永磁转子可以在永磁体的作用下自身产生永磁磁场，其与定子所产生的磁场总是处于同步状态下，所以两者的连接近似硬性连接，在变频器的作用下，不仅可以实现精准控制，而且还可以缓慢起动，减少刮板链的瞬间冲击力，进而解决刮板机的断链问题。其次通过防爆机壳上设置的冷却通道和散热筋，可有效提高散热效果，继而保证刮板机的正常运行。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种具体实施方式所提供的一种重型永磁刮板机的结构示意图。

附图标记如下：

1为链轮组件，2为刮板链，3为减速器，4为变频器，5为常速永磁同步电机。

具体实施方式

为了使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广。因此本实用新型不受下面公开的具体实施方式的限制。

请参考图1，图1为本实用新型一种具体实施方式所提供的一种重型永磁刮板机的结构示意图。

本实用新型的一种具体实施方式提供了一种重型永磁刮板机，包括：刮板链2、链轮组件1、减速器3和设置在矿井内的常速永磁同步电机5、以及和常速永磁同步电机5连接的变频器4；常速永磁同步电机5和减速器3连接，减速器3和链轮组件1连接，链轮组件1和刮板链2连接，永磁同步电机包括防爆机壳、定子、永磁转子和防爆端壳，防爆机壳的壳体内设有冷却通道，防爆机壳外设有散热筋。

在本实施例中，永磁转子可以在永磁体的作用下自身产生永磁磁场，其与定子所产生的磁场总是处于同步状态下，所以两者的连接近似硬性连接，在变频器4的作用下，不仅可以实现精准控制，而且还可以缓慢起动，减少刮板链2的瞬间冲击力，进而解决刮板机的断链问题。其次通过防爆机壳上设置的冷却通道和散热筋，可有效提高散热效果，继而保证刮板机的正常运行。此外变频器4为永磁同步电机专用变频器4，其需要满足快速、灵敏和精准的要求，针对永磁同步电机有超速保护功能，带有电气和机械双重逆止功能，防止永磁同步电机反转发电击穿变频器4。

重要的是，常速永磁同步电机5的起动转矩大，是普通异步电机的1.3～1.5倍，重载起动能力强，可以有效解决刮板机满载起动的困难。与异步电机选型相比可降低规格，有效解决了成本和电能的双向浪费。

其中通过和专用变频器4的结合，可实现多机驱动的转矩平衡控制并且精准控制转子旋转，不会因为双机运行受力不均衡而造成把链条挣断，可以实现复杂控制动作降低断链概率。其次刮板机工况是频繁起停的，常速永磁同步电机5在低负载情况下，平均效率超过85％，功率因数超过95％，省电效果明显。此外可以在现有刮板机基础上直接改动驱动电机而其它零部件可以完全不动，因此节省成本。

进一步地，冷却通道沿防爆机壳的周向螺旋分布。其中可将水通入冷却通道内，以实现对防爆机壳冷却的目的。其次为了避免温度梯度的出现，进而产生散热不均的情况，可沿防爆机壳的轴向方向上设置多条呈螺旋分布的冷却通道，相当于缩短了冷却通道的轴向延伸长度，即减小冷却液的流通时间，进而减小温度梯度的影响。

此外，冷却通道的延伸方向和防爆机壳的轴向方向平行。其中可将冷却通道的进出口分别设置在防爆机壳的两端，其结构简单、制造工艺简单，散热均匀，其中为了减小水流阻力的影响，所以要加大入口压力。

进一步地，防爆机壳的壳体内设有多条首尾相通的冷却通道。

具体地，防爆机壳包括外筒体、内筒体和水道筋，外筒体套设在内筒体外部，水道筋设置在外筒体和内筒体之间，外筒体和外筒体以及水道筋构成冷却通道。在制造时，水道筋与内筒体的外侧壁焊接完成后，外筒体采用热转法与内筒体进行装配，之后焊接两端外法兰即可。

进一步地，用于安装永磁转子的转子轴为绝缘转子轴，用于支撑转子轴的轴承为绝缘轴承。常速永磁同步电机5在运行过程中，轴电流对电机的损坏相当严重，通过绝缘转子轴和绝缘轴承可有效提高常速永磁同步电机5的使用寿命。

综上所述，永磁同步电机为防爆电机，由防爆机壳、定子、转子、防爆端盖等部分组成，是井下使用、符合防爆标准的产品，防爆机壳是由钢板卷压焊接后精加工而成，在保证原有的异步电机中心高不变的情况下，根据用户要求设计成不同的安装尺寸。它的冷却结构可以设计成水冷和风冷两种结构，水冷结构可分为轴向冷却和周向冷却两种结构形式，风冷结构主要是由一个个散热片沿轴向均匀焊接而成。防爆端盖是由钢板焊接而成，可以分为水冷和风冷两种结构形势。风冷的散热筋可以分成横向，径向和辐射的结构形式。该电机为常速电机，额定转速为500-3000r/min，设计为常速电机的原因是刮板机应用空间狭窄、导致电机无法提高尺寸，只能在现有刮板机配套电机的尺寸基础上设计新驱动系统的电机产品。该电机为永磁同步电机，即为永磁体参与励磁的同步电机。

定子冲片是由硅钢片冲压而成，硅钢片分为热轧和冷轧两种制作工艺，定子冲片的尺寸经过专业电磁设计达到最优性能，之后在经过专业工装叠压成型。定子通电后，产生一个旋转磁场，是电机转动的主要动力部件。它是由定子铁芯和定子绕组组成。定子铁芯是由一片片定子冲片叠压而成。永磁电机要想获得大的起动转矩，必须要有相应大的起动电流。而大的起动电流不仅会对矿下电网形成大的冲击，而且会使定子绕组发热厉害，带来定子绕组被击穿和永磁体失磁等危害。

永磁转子可以在永磁体的作用下自身产生永磁磁场，是电机转动的主要部件。普通的异步电动机需要电机的一部分功率产生磁场，而成来提供电机的运转，这部分功率俗称“无功功率”这部分功率是不会传输到外面，只存在于电机与电源之间。而永磁电机的永磁转子可以通过永磁材料自身产生永磁场来提供电机运转，没有无功消耗。所以永磁电机的功率因数可以达到0.95～1之间。转子冲片的制作工艺同定子一样，转子中镶嵌永磁体，永磁体的安装分为内嵌式和外贴式两种结构方式。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本实用新型所提供的重型永磁刮板机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种重型永磁刮板机，其特征在于，包括：链轮组件、刮板链、减速器和设置在矿井内的常速永磁同步电机、以及和所述常速永磁同步电机连接的变频器；所述常速永磁同步电机和所述减速器连接，所述减速器和所述链轮组件连接，所述链轮组件和所述刮板链连接，所述永磁同步电机包括防爆机壳、定子、永磁转子和防爆端壳，所述防爆机壳的壳体内设有冷却通道，所述防爆机壳外设有散热筋。

2.根据权利要求1所述的重型永磁刮板机，其特征在于，所述冷却通道沿所述防爆机壳的周向螺旋分布。

3.根据权利要求1所述的重型永磁刮板机，其特征在于，所述冷却通道的延伸方向和所述防爆机壳的轴向方向平行。

4.根据权利要求3所述的重型永磁刮板机，其特征在于，所述防爆机壳的壳体内设有多条首尾相通的冷却通道。

5.根据权利要求1所述的重型永磁刮板机，其特征在于，所述防爆机壳包括外筒体、内筒体和水道筋，所述外筒体套设在所述内筒体外部，所述水道筋设置在所述外筒体和所述内筒体之间，所述外筒体和所述外筒体以及所述水道筋构成所述冷却通道。

6.根据权利要求1至5任一项所述的重型永磁刮板机，其特征在于，用于安装所述永磁转子的转子轴为绝缘转子轴，用于支撑所述转子轴的轴承为绝缘轴承。