CN216926038U - 一种永磁同步电机加载的电动滚筒性能试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种永磁同步电机加载的电动滚筒性能试验装置，包括永磁同步电机，安装底架以及设置于安装底架上的加载装置，改向装置，电动滚筒，调节底座，变幅装置，变频装置；加载装置与永磁同步电机直接连接；改向滚筒的两端分别与加载装置和电动滚筒通过输送带进行连接；电动滚筒通过调节底座设置于安装底架上；变幅装置与改向装置进行连接；变频装置控制连接永磁同步电机；本方案通过在被试电动滚筒所安装处设置可调节底座，通过调节底座可对电动滚筒的安装空间进行调节，能够对不同型号规格的永磁同步电动滚筒进行加载性能测试，大大提高了永磁同步电动滚筒的安装可靠性。

Description

一种永磁同步电机加载的电动滚筒性能试验装置

技术领域

本实用新型涉及试验装置技术领域，具体涉及一种永磁同步电机加载的电动滚筒性能试验装置。

背景技术

传统内置式电动滚筒一般是电机、减速机构、筒体组成，因体积和散热限制，功率较小，最大功率不超过110千瓦。永磁同步电动滚筒是一种结构简单，可靠性高、效率高的外转子型永磁电动机，能够替代传统带式输送机中电机+减速器+传动滚筒，用于驱动带式输送机。永磁同步电动滚筒一般由芯轴、筒体、定子、转子、端盖等组成，由变频器控制驱动，目前最大功率为630千瓦。

因永磁同步电动滚筒的不正常工作会引起带式输送机的停机，严重影响带式输送机的正常运行，为此对永磁同步电动滚筒负载运行稳定性、可靠性要求比较严格。目前现有的电动滚筒试验台一般采用增速机增速后采用变频电机加载，加载部分占地面积大，设备多，可靠性相对较低，不能满足永磁同步电动滚筒加载性能的试验装置。

由此可见，如何能够提高永磁同步电动滚筒加载性能试验装置的可靠性为本领域需解决的问题。

实用新型内容

针对于现有永磁同步电动滚筒加载性能试验装置存在可靠性低的技术问题，本方案的目的在于提供一种永磁同步电机加载的电动滚筒性能试验装置，其通过在被试电动滚筒所安装处设置可调节底座，通过调节底座可对电动滚筒的安装空间进行调节，大大提高了永磁同步电动滚筒的安装可靠性。

为了达到上述目的，本实用新型提供的永磁同步电机加载的电动滚筒性能试验装置，包括永磁同步电机，还包括安装底架以及设置于安装底架上的加载装置，改向装置，电动滚筒，调节底座，变幅装置，变频装置；所述加载装置与永磁同步电机直接连接，对加载输送带进行缠绕；所述改向滚筒的两端分别与加载装置和电动滚筒通过输送带进行连接；所述电动滚筒通过调节底座设置于安装底架上，通过调节底座可对电动滚筒的安装空间进行调节；所述变幅装置与改向装置进行连接，通过变幅装置对改向装置位置进行调整，以对被试件的安装空间进行调整；所述变频装置控制连接永磁同步电机，以实现不同转速转矩的加载要求。

进一步地，所述安装底架为安装体并与地基进行连接。

进一步地，所述安装底架上设有可折叠结构。

进一步地，所述调节底座包括T型槽体，导轨，横梁和压座；所述压座设置于横梁两侧并分别与改向装置和变幅装置连接；所述T型槽条设置于横梁上，所述横梁可在导轨上进行移动，从而满足不同长度的电动滚筒的安装需求，位置调整好后将横梁紧固在压座上。

进一步地，所述T型槽条上设有能满足不同电动滚筒底座的径向方向的安装需求的T型槽。

进一步地，所述变幅装置包括液压缸，变幅机架；其中，变幅机架设置于安装底架上，所述液压缸与安装架进行铰接；当变幅装置打开，启动变幅装置油缸，让油缸伸出，变幅机架绕铰接轴转动，调节底座上方空出，安装空间增大。

进一步地，所述电动滚筒连接设有力矩测量装置；所述力矩测量装置包括应变式力传感器和力臂杆；所述力臂杆与电动滚筒连接；变式力传感器设置在力臂杆远离滚筒的一端；电动滚筒筒体转动时，力臂杆受到筒体的反作用力，压在应变式力传感器上，从而测出该位置的反作用力。

进一步地，所述安装底架上还设有张紧装置；所述张紧装置包括张紧滚筒，张紧油缸和张紧导轨；所述张紧油缸与张紧滚筒驱动连接；张紧滚筒与张紧导轨配合连接，可沿张紧导轨前后移动。

进一步地，所述安装底架上还设有纠偏装置并与张紧装置进行相连；所述纠偏装置包括连接机构，油缸和红外传感器；所述红外传感器与输送带配合连接，用于检测输送带的位置；所述油缸通过连接机构与张紧装置连接；当红外传感器检测输送带位置跑偏时，则通过油缸驱动张紧装置进行倾角的调整，进而调整输送带的位置。

进一步地，所述安装底架上还设有折叠装置，所述折叠装置驱动连接安装底架；所述折叠装置包括折叠油缸和折叠底座；所述折叠底座与安装底架通过销轴进行连接；所述折叠油缸驱动安装底架的折叠部分沿销轴进行转动，完成安装底架的折叠。

本实用新型提供的永磁同步电机加载的电动滚筒性能试验装置，其通过在被试电动滚筒所安装处设置可调节底座，通过调节底座可对电动滚筒的安装空间进行调节，能够对不同型号规格的永磁同步电动滚筒进行加载性能测试，大大提高了永磁同步电动滚筒的安装可靠性。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型。

图1为本电动滚筒加载性能实验装置的整体结构示意图；

图2为本本电动滚筒加载性能实验装置中滚筒加载部的结构示意图。

下面为各部件的标注说明：

100.安装底架200.加载滚筒300.电动滚筒400张紧滚筒500.改向装置600.变幅改向滚筒700.调节底座800.折叠装置900.永磁同步电机110.张紧装置导轨120.变幅装置130.纠偏装置140.张紧装置150.改向滚筒座510.改向滚筒710.导轨720.横梁730.压座810.折叠底座。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

针对于现有永磁同步电动滚筒加载性能试验装置存在可靠性低的技术问题，本方案的目的在于提供一种永磁同步电机加载的永磁同步电动滚筒加载性能试验装置，参见图1，包括安装底架100，加载装置200，电动滚筒300，张紧装置140，改向装置500，纠偏装置130，变幅装置140，折叠装置800，永磁同步电机900，变频装置(图中未标出)和力矩测量装置(图中未标出)。

其中，安装底架100为安装体，其具体为一可折叠高强度焊接底座；该底架采用预埋螺栓的形式与地基进行相连；该安装底架100为整套试验装置提供高强度的设备安装底架100，被试件及加载试验所需部件均安装于该底架100上。

进一步地，参见图2，加载装置200设置于安装底架100上并与永磁同步电机900配合连接；加载装置200为一组加载滚筒，通过加载滚筒的滚动对被试件进行加载。

加载滚筒200与永磁同步电机900直接相连，同时加载滚筒200的缠绕方式方便被试件的安装，可满足不同直径被试电动滚筒300加载包角的要求。

改向装置500通过增加加载滚筒200和电动滚筒300的围包角来改变加载输送带的运转方向；其设置于设备安装底架100上，通过输送带一端与加载滚筒200连接，另一端与电动滚筒300进行连接。

本方案中改向装置500采用改向滚筒座150和两个改向滚筒510，其中，改向滚筒座设置于安装底架100上，两个滚筒510设置于安装底架100上并通过输送带进行连接。

电动滚筒300用于驱动变频加载装置进行工作；其一端与改向装置500连接，另一端与变幅改向滚筒600连接。

变幅改向滚筒用于在调幅时增加被试电动滚筒300和增长工作时增加被试电动滚筒300的围包角。

由于被试永磁同步电动滚筒300的规格较多，其通过设置调节底座700安装在设备安装底架100上。

调节底座700安装于设备安装底架100上，采用垂直布置的双T型槽条，可实现沿滚筒轴向和滚筒径向调节，满足对于不同长度，不同直径被试电动滚筒300的安装紧固。

调节底座700包括T型槽体，导轨710，横梁720和压座730；其中，T型槽条设置于横梁720上，横梁720可在导轨710上进行移动，从而满足不同长度的电动滚筒300的安装需求，位置调整好后将横梁720紧固在压座730上；同时，T型槽条上设有T型槽，能够满足不同电动滚筒底座的径向方向的安装需求。

并且为方便安装和吊运，可通过变幅装置120改变安装空间的大小。

变幅装置120安装于设备安装底架100上，与变幅改向滚筒600相连，用于调整变幅改向滚筒600的位置，以便于安装不同规格型号的被试电动滚筒300。

本方案中变幅装置120包括变幅液压缸，变幅机架；其中，变幅机架设置于安装底架100上，液压缸与设备安装底架100进行铰接，能够采用较小行程的油缸形成实现较大的安装空间的调整。

当电动滚筒300试验时，变幅油缸处于收缩状态，在更换被试电动滚筒300时，可把变幅装置120打开，启动变幅装置油缸，让油缸伸出，由于变幅油缸和变幅机架均与安装底架100是铰接，在油缸力的左右下，变幅机架绕铰接轴转动，调节底座700上方空出，安装空间增大，便于设备的安装。

变频加载装置用于控制永磁同步加载电机900，以实现对不同转速转矩的加载要求。启动永磁同步电动滚筒300，电动滚筒300运转至额定速度后，启动变频加载装置，调整加载功率至试验需要的功率。

当电动滚筒300通过输送带带动加载滚筒200运转时，加载滚筒200与加载同此同步电机900相连，加载永磁同步电机900采用直接转矩控制模式，根据被试电动滚筒300的加载功率确定加载力矩；进而启动变频加载装置，调整加载功率至试验需要的功率。

具体的，永磁同步电动滚筒300加载性能试验时根据被试滚筒300的力矩确定实验所用的压变式力传感器的量程以及试验装置的张紧力。

试验时，电动滚筒300正常运转后，启动加载永磁同步电机900，加载永磁同步电机900采用直接转矩控制模式，根据被试永磁同步电动滚筒300的加载功率确定加载力矩。为保证设备使用安全，加载转矩控制采用两级控制方式，设置了转矩限定和转矩设定，转矩限定为试验转矩的最大值，转矩设定为试验转矩的设置值，只有转矩设定值小于转矩限定值系统有效，当转矩设定值大于转矩限定值时，系统只能加载到转矩限定值。系统运转过程中，始终监视输送带在滚筒中运行的位置，并对输送带的位置做出相应的调整，保证输送带不跑偏，系统正常运行。一旦输送带的位置超出设定值，系统做成报警或紧急停车。

本方案中的变频加载装置优选采用四象限变频器，能够将加载产生的电能直接回馈电网，降低了加载试验中电能的消耗，实现了绿色环保。

力矩测量装置与被试电动滚筒300相连，其用于测量被试电动滚筒300芯轴的转矩。

力矩测量装置包括应变式力传感器和力臂杆；

其是采用应变式力传感器加力臂杆方式实现力矩的测量；根据被试滚筒芯轴输出力矩大小选择不同量程的力传感器和不同的力臂长度。

力臂杆一般通过键与永磁电动滚筒300的定子芯轴固定，应变式力传感器放置在力臂杆远离电动滚筒300的一端；当电动滚筒300工作时，筒体转动，力臂杆受到筒体的反作用力，压在应变式力传感器上，从而测出该位置的反作用力；通过应变式传感器的受力，以及受力位置距离滚筒中心的距离夹角等可算出滚筒的输出力矩。

张紧装置140安装于设备安装底架100上，其连接设有张紧滚筒400；张紧滚筒400安装于设备安装底架100上并与张紧装置140相连，配合用于缠绕加载输送带。

张紧装置140采用液压张紧方式，能够实现对试验张紧装置140的自动张紧，其包括张紧滚筒，张紧油缸，张紧导轨；张紧滚筒可沿张紧导轨前后移动，从而调整输送带的张紧力，以满足电动滚筒300试验所需要的张紧力。

即张紧力小于最低张紧力时自动张紧，达到最大张紧力时自动放松。即张紧力小于最低张紧力是自动开机，达到最大张紧力是自动停机，可根据被试永磁同步电动滚筒的需要，设置张紧力的上限和下限。

纠偏装置130安装于设备安装底架100上，与张紧滚筒400相连，用于调整张紧滚筒400以保证加载输送带运转。

本方案中纠偏装置130包括连接机构，油缸和红外传感器；采用红外传感器检测加载输送带的运转相对滚筒的位置并对滚筒通过油缸的驱动做出转动角度修正。

正常运转时，输送带处于张紧滚筒400的中间位置，但是在运转过程中，输送带可能会跑偏，为保证输送带在中间位置并正常运转，需要对输送带的位置进行检测和调整。

通过红外线传感器检测输送带的位置，集控根据检测到的输送带的位置做出判断，通过油缸和连接机构调整张紧滚筒400的倾角，进而调整输送带的位置。

折叠装置810与设备安装底架100相连，其采用连杆机构，驱动采用油缸方式，通过铰接方式，采用合理的机械运转轨迹，实现对设备安装底架100的折叠和折叠后的固定，减少设备占用面积。

折叠装置810是由折叠油缸和折叠底座组成，折叠油缸驱动连接折叠底座；折叠底座与安装底架100相连。

折叠时，取掉折叠底座的紧固螺栓，折叠油缸将安装底架100可折叠部分推出一段距离，用柱销连接折叠底座和安装底架100的销孔，然后折叠油缸伸出，安装底架100的折叠部分沿销轴部分转动，完成安装底架100的折叠。

折叠完成后，将折叠底座与安装底架100折叠部分重合的螺栓孔中销入螺栓，完成折叠底座的固定；同时油缸采用自锁油缸，实现对折叠底座的双重固定。

以下举例说明一下本方案在使用时的工作过程；这里需要说明下述内容只是本方案的一种具体应用示例，并不对本方案构成限定。

首先将需要测试永磁同步电动滚筒300安装在调节底座700上，安装力矩测量装置并固定力臂，然后通过变幅装置调节被试电动滚筒300的围包角至需要的角度；电动滚筒300试验时，变幅油缸处于收缩状态，由于变幅油缸和变幅机架均与安装底架100是铰接，在油缸力的左右下，变幅机架绕铰接轴转动，调节底座700上方空间最小，被试电动滚筒300围包角最大。

调节完毕后，将加载滚筒200和永磁同步变频加载电机900依次连接。

连接完毕后，纠偏装置130工作，将加载传输用输送带中心线与滚筒中心线重合，张紧滚筒400轴向与输送带垂直设置。

纠偏装置130调整完毕后，张紧装置140工作，张紧输送带至所需要的张紧力。

启动永磁同步电动滚筒300，运转至额定速度后，启动变频加载装置，调整加载功率至试验需要的功率。

试验完毕后，拆除被试永磁同步电动滚筒300，启动折叠装置700，将安装底架100折叠，减少设备占地面积。

由上述方案构成的永磁同步电机加载的永磁同步电动滚筒加载性能试验装置，其结构简单，使用方便，占地面积小，可对不同型号规格的永磁同步电动滚筒进行加载性能测试，大大提高了永磁同步电动滚筒的安装可靠性。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种永磁同步电机加载的电动滚筒性能试验装置，包括永磁同步电机，其特征在于，还包括安装底架以及设置于安装底架上的加载装置，改向装置，电动滚筒，调节底座，变幅装置，变频装置；所述加载装置与永磁同步电机直接连接，对加载输送带进行缠绕；所述改向装置的两端分别与加载装置和电动滚筒通过输送带进行连接；所述电动滚筒通过调节底座设置于安装底架上，通过调节底座可对电动滚筒的安装空间进行调节；所述变幅装置与改向装置进行连接，通过变幅装置对改向装置位置进行调整，以对被试件的安装空间进行调整；所述变频装置控制连接永磁同步电机，以实现不同转速转矩的加载要求。

2.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机加载的电动滚筒性能试验装置，其特征在于，所述安装底架为安装体并与地基进行连接。

3.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机加载的电动滚筒性能试验装置，其特征在于，所述安装底架上设有可折叠结构。

4.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机加载的电动滚筒性能试验装置，其特征在于，所述调节底座包括T型槽体，导轨，横梁和压座；所述压座设置于横梁两侧并分别与改向装置和变幅装置连接；所述T型槽条设置于横梁上，所述横梁可在导轨上进行移动，从而满足不同长度的电动滚筒的安装需求，位置调整好后将横梁紧固在压座上。

5.根据权利要求4所述的一种永磁同步电机加载的电动滚筒性能试验装置，其特征在于，所述T型槽条上设有能满足不同电动滚筒底座的径向方向的安装需求的T型槽。

6.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机加载的电动滚筒性能试验装置，其特征在于，所述变幅装置包括液压缸，变幅机架；其中，变幅机架设置于安装底架上，所述液压缸与安装架进行铰接；当变幅装置打开，启动变幅装置油缸，让油缸伸出，变幅机架绕铰接轴转动，调节底座上方空出，安装空间增大。

7.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机加载的电动滚筒性能试验装置，其特征在于，所述电动滚筒连接设有力矩测量装置；所述力矩测量装置包括应变式力传感器和力臂杆；所述力臂杆与电动滚筒连接；变式力传感器设置在力臂杆远离滚筒的一端；电动滚筒筒体转动时，力臂杆受到筒体的反作用力，压在应变式力传感器上，从而测出力臂杆受到筒体作用的位置的反作用力。

8.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机加载的电动滚筒性能试验装置，其特征在于，所述安装底架上还设有张紧装置；所述张紧装置包括张紧滚筒，张紧油缸和张紧导轨；所述张紧油缸与张紧滚筒驱动连接；张紧滚筒与张紧导轨配合连接，可沿张紧导轨前后移动。

9.根据权利要求1或8所述的一种永磁同步电机加载的电动滚筒性能试验装置，其特征在于，所述安装底架上还设有纠偏装置并与张紧装置进行相连；所述纠偏装置包括连接机构，油缸和红外传感器；所述红外传感器与输送带配合连接，用于检测输送带的位置；所述油缸通过连接机构与张紧装置连接；当红外传感器检测输送带位置跑偏时，则通过油缸驱动张紧装置进行倾角的调整，进而调整输送带的位置。

10.根据权利要求1或3所述的一种永磁同步电机加载的电动滚筒性能试验装置，其特征在于，所述安装底架上还设有折叠装置，所述折叠装置驱动连接安装底架；所述折叠装置包括折叠油缸和折叠底座；所述折叠底座与安装底架通过销轴进行连接；所述折叠油缸驱动安装底架的折叠部分沿销轴进行转动，完成安装底架的折叠。

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