制動電動機及電動同步加載器的製造方法

2023-06-29 04:02:41

制動電動機及電動同步加載器的製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種制動電動機及電動同步加載器，該制動電動機包括：定子（3）；轉子組件（4），所述轉子組件（4）包括轉軸（4.1）、實心轉子（4.3）和籠型轉子（4.2），所述實心轉子（4.3）和籠型轉子（4.2）並行安裝在轉軸（4.1）上，所述實心轉子（4.3）與籠型轉子（4.2）均外接定子（3）。該制動電動機加載性能和啟動性能更好，尤其適用於電動同步加載器。
【專利說明】制動電動機及電動同步加載器
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種制動電動機，具體涉及用於電動同步加載器的制動電動機及包括該制動電動機的電動同步加載器。
【背景技術】
[0002]在機械功率封閉齒輪的試驗裝置中，電動同步加載器用來模擬被試齒輪箱的實際工作載荷，是試驗臺加載裝置中的關鍵部件。制動電動機是電動同步加載器的核心部分之一，制動電動機的性能直接影響電動同步加載器的施載穩定性、施載平穩性、體積大小以及允許的最高工作轉速，從而影響著機械功率封閉齒輪試驗裝置的使用性能和技術經濟指標。
[0003]現有電動機的種類很多，有各自的特點和使用場合。但目前適用於電動同步加載器的制動電動機卻很少。由於制動電動機要求在外殼高速旋轉狀態下，能在電動機和發電機狀態下工作，對動平衡精度要求較高，也就對制動電動機的結構的對稱性、緊湊性和零部件精度都提出了很高的要求。同時，需要制動電動機具有優良的起動性能，斷電可立即自動制動，保持載荷穩定。目前，我國在用於電動同步加載器的制動電動機方面的研究還很少，現有的制動電動機主要是由標準電動機改制，存在起動特性不好、施載穩定性與平穩性差、制動力矩小、允許的外殼旋轉速度低、體積大、重量大、可靠性低的問題，有待研製出性能更好的、適用於電動同步加載器的制動電動機，來填補國內在這一方面的空白。

【發明內容】

[0004]本發明所要解決的一個技術問題是，提供一種制動電動機，該制動電動機加載性能和啟動性能更好，尤其適用於電動同步加載器。
[0005]針對該技術問題，本發明的技術解決方案是，提供一種具有以下結構的制動電動機，包括:定子；轉子組件，所述轉子組件包括轉軸、籠型轉子和實心轉子，所述籠型轉子和實心轉子並行安裝在轉軸上，所述籠型轉子和實心轉子均外接定子。
[0006]作為本發明的制動電動機的一種改進，所述實心轉子遠離籠型轉子的一端連接有制動器，所述實心轉子通過定子中繞組的磁場在實心轉子的端面產生磁力從而為制動器提供動力。
[0007]作為本發明的制動電動機的一種優選，所述制動器連接有後罩，所述後罩上設有對制動器進行調整的調整螺釘。
[0008]作為本發明的制動電動機的另一種改進，所述制動器包括:制動盤，其安裝在轉軸上，所述制動盤遠離實心轉子的一端為外圓錐狀；制動彈簧，所述制動彈簧一端抵在實心轉子的端面，另一端抵在制動盤上；銜鐵盤，位於實心轉子與制動盤之間，且與制動盤連接；通電時，實心轉子吸附銜鐵盤，鬆開制動盤，從而進入工作狀態；摩擦片，連接在制動盤的外圓錐面上；固定盤，與摩擦片活動連接，與後罩連接。
[0009]作為本發明的制動電動機的還有一種改進，所述定子安裝在機座上，所述機座的前端連接有前端蓋，所述機座的後端設有用於隔開摩擦片的擋板，且所述機座與後罩固定連接。擋板將摩擦片產生的粉塵等隔離在制動電動機外，從而提高了制動電動機的使用壽命O
[0010]作為本發明的制動電動機的另一種優選，所述調整螺釘有三個，對應制動盤的端面均勻分布。能更好地調整制動盤，在斷電時可立即制動，保持載荷穩定。
[0011]作為本發明的制動電動機的還有一種改進，所述後罩的軸頸上設有集電環和用於鎖緊集電環的鎖緊機構。
[0012]作為本發明的制動電動機的還有一種優選，所述鎖緊機構包括圓螺母和鎖緊墊片，所述圓螺母將集電環壓到後罩上，所述鎖緊墊片鎖緊圓螺母。
[0013]作為本發明的制動電動機的還有一種優選，所述集電環包括套接在後罩的軸頸上的滑環座、設在滑環座上的滑環和靠近滑環座設置的壓環，所述壓環抵在滑環上，所述鎖緊墊片壓在壓環上。
[0014]作為本發明的制動電動機的還有一種優選，所述實心轉子與籠型轉子的總長度等於定子中的鐵芯的長度。
[0015]作為本發明的制動電動機的還有一種優選，所述實心轉子和籠型轉子的外徑相等，所述籠型轉子的長度佔總長度的3/4，實心轉子的長度佔總長度的1/4。
[0016]與現有技術相比，本發明的制動電動機具有以下有益效果:
[0017]1、由籠型轉子和實心轉子構成的複合轉子，使制動電動機獲取一種複合的運行特性，即既有籠型轉子電動機小轉差率運行時的高效能，又兼有實心轉子電動機優良的起動性能，保證平穩精確施載。
[0018]2、實心轉子通過定子中繞組的磁場，在端部產生磁力，為制動器提供動力，可保證制動電動機的複合轉子與制動器同步工作，可靠性高。同時，省去了安裝通用電磁製動器所需的磁軛組件，縮短了制動電動機的軸向長度，並減輕了重量。
[0019]3、制動器採用外圓錐面結構，制動力矩大，體積小、重量輕，可長期保持載荷穩定。通過調整螺釘可調整固定盤的軸向位置，從而改變制動彈簧的壓縮量，達到調節制動力矩和制動速度的目的。
[0020]4、制動器採用斷電制動方式，不僅符合制動電動機的工作特性要求而且且節能。斷電時，制動彈簧將制動盤緊壓在固定盤上，轉子組件不能自由轉動，制動電動機處於制動狀態。通電時，開槽實心轉子吸附銜鐵盤，鬆開制動盤，制動電動機進入工作狀態。
[0021]5、集電環採用裝配式結構，軸向長度短，進一步縮短了制動電動機的長度。
[0022]6、機座後端安裝的擋板，將制動器的摩擦片部分隔離到機座的外部，防止摩擦片產生的灰塵進入機座內部，保證制動電動機可靠工作。
[0023]7、採用環形、對稱設計、結構緊湊，體積小、質量輕，動平衡精度高，可在外殼高速旋轉狀態下正反雙向加載，可靠性高，適用於電動同步加載器。
[0024]本發明要解決的另一個技術問題是，提供一種隨轉速變化而特性曲線較平穩的電動同步加載器。
[0025]針對該技術問題，本發明的技術解決方案是，提供一種電動同步加載器，該電動同步加載器包括本發明的制動電動機。
[0026]作為本發明的電動同步加載器的一種優選，該電動同步加載器還包括減速器和支座，所述減速器的一端與制動電動機的前端蓋固定連接，所述減速器的另一端與支座的一端轉動連接，所述前端蓋與機座固定連接，所述機座與後罩固定連接，所述後罩與支座的另一端轉動連接。在後罩的外圓上有一個軸承支撐點，在減速器的外殼上有另一個軸承支撐點，通過兩個軸承支撐點將固定連接的制動電動機和減速器安裝在支座上，使得制動電動機和減速器可進行高速旋轉。
[0027]作為本發明的電動同步加載器的另一種優選，所述減速器的輸出法蘭軸與試驗系統的一個軸端連接，與後罩連接的法蘭盤與試驗系統的另一個軸端連接。制動電動機輸入的小力矩，經減速器的力矩放大作用，在試驗系統的兩軸端形成大扭矩。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1所示是本發明的制動電動機的結構示意圖。
[0029]圖2所示是圖1中的右視圖。
[0030]圖3所示是本發明的電動同步加載器的結構示意圖。
[0031]圖4所示是圖3的左視圖。
[0032]圖中所示:1、前端蓋，2、機座，3、定子，4、轉子組件，4.1、轉軸，4.2、籠型轉子，4.3、實心轉子，5、擋板，6、制動器，6.1、制動彈簧，6.2、銜鐵盤，6.3、制動盤，6.4、摩擦片，6.5、固定盤，6.6、調整螺釘，6.7、固定螺釘，7、後罩，8、集電環，8.1、滑環座，8.2、滑環，8.3、壓環，9、圓螺母，10、鎖緊墊片，11、波形彈簧，12、軸承，13、減速器，13.1、輸出法蘭軸，14、支座，
15、法蘭盤。
【具體實施方式】
[0033]下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明。
[0034]如圖1和圖2所示為制動電動機的一種具體實施例。在該實施例中，本發明的制動電動機包括前端蓋1、機座2、定子3、轉子組件4、後罩7、擋板5、制動器6、集電環8、圓螺母
9、鎖緊墊片10、波形彈簧U、軸承12。機座2是環形結構，外圓上兩端開有排氣孔，兩端有連接法蘭面。後罩7與機座2的後端法蘭面相連，減速器13與機座2的前端法蘭面相連。前端蓋I安裝在機座2的前端內孔。
[0035]定子3採用標準定子，與機座2固定成一體。並通過止動螺釘防止定子3旋轉，定子3中嵌有三相繞組。
[0036]轉子組件4包括轉軸4.1、籠型轉子4.2和實心轉子4.3。轉軸4.1是階梯軸，其前端有鍵槽，後端有花鍵。籠型轉子4.2和實心轉子4.3採用熱裝工藝並行安裝固定於轉軸4.1上，所述籠型轉子4.2和實心轉子4.3均外接定子3。所述外接主要是指定子3活動套接於籠型轉子4.2和實心轉子4.3的外周面。籠型轉子4.2和實心轉子4.3的總長度與定子3的鐵芯的長度相同，籠型轉子4.2和實心轉子4.3兩者外徑相同，其中籠型轉子4.2的長度佔總長度的3/4，實心轉子4.3的長度佔總長度的比1/4。籠型轉子4.2的一端只保留端環，去掉風葉與平衡柱。而實心轉子4.3徑向開槽，端面緊壓在籠型轉子4.2的鑄鋁端環上。轉子組件4通過轉軸4.1兩端的軸承12安裝，兩端的軸承12分別位於前端蓋I和後罩7的軸承內孔中。波形彈簧11安裝在後罩7的軸承內孔中，用於預緊軸承12。
[0037]通過籠型轉子4.2和實心轉子4.3這兩個不同性質轉子的複合，獲取一種複合的運行特性，即既有籠型轉子異步電動機小轉差率運行時的高效能，又兼有實心轉子電動機優良的起動性能。同時，開槽實心轉子4.3通過定子3中繞組的磁場，在端部產生磁力，為制動器6提供動力。從而可保證制動電動機的複合轉子4與制動器6同步工作，可靠性高。而且省去了通用電磁製動器所需的磁軛組件，縮短了制動電動機的軸向長度，減輕了重量。
[0038]制動器6包括制動彈簧6.1、銜鐵盤6.2、制動盤6.3、摩擦片6.4、固定盤6.5、調整螺釘6.6和固定螺釘6.7。制動盤6.3遠離實心轉子4.3的一端採用外錐面或外圓錐面結構，能將較小的軸向力通過錐面放大成制動盤6.3錐面上的較大的正壓力，從而使得制動力矩大，體積小，重量輕，可保持載荷穩定。制動盤6.3的錐面上粘貼有摩擦片6.4，另一端與銜鐵盤6.2通過螺栓相連，構成制動器6的旋轉部分。制動盤6.3與轉軸4.1通過花鍵聯接，與轉子組件4 一同旋轉，並可以沿軸向方向移動。在轉子組件4的實心轉子4.3與制動盤6.3之間安裝有制動彈簧6.1。固定盤6.5製作有對應於制動盤6.3的外錐面結構的內圓錐面，固定盤6.5安裝在後罩7的內腔中，採用過渡配合併通過固定螺釘6.7連接。可通過3個均勻分布的調整螺釘6.6來調整固定盤6.5的軸向位置，進而改變制動彈簧6.1的壓縮量，從而改變對制動盤6.3的作用力，最終起到調節制動器6的制動力矩和制動速度的作用。3個固定螺釘6.7用於鎖緊調整好的固定盤6.5。調整螺釘6.6和固定螺釘6.7採用鋼絲防松。
[0039]制動器6採用斷電制動方式，符合制動電動機的工作特性要求，且節能。斷電時，制動彈簧6.1將制動盤6.3緊壓在固定盤6.5上，轉子組件4不能自由轉動，制動電動機處於制動狀態。通電時，開槽實心轉子4.3吸附銜鐵盤6.2，鬆開制動盤6.3，制動電動機進入工作狀態。
[0040]擋板5安裝在機座2的後端，將制動器6的摩擦片6.4隔開到機座2的外部，防止摩擦片6.4產生的灰塵進入機座2的內部，保證定子3中的繞組和轉子組件4可靠地工作。
[0041]所述後罩7的軸頸上設有集電環8和用於鎖緊集電環8的鎖緊機構。所述鎖緊機構包括圓螺母9和鎖緊墊片10。
[0042]在本實施例中，集電環8包括滑環座8.1、滑環8.2和壓環8.3。滑環8.2有3個，分別過盈套在3個滑環座8.1上，滑環座8.1採用冷壓方式安裝在後罩7的軸頸上，周向位置互成120°，使接線柱與後罩7上的線槽位置對應。壓環8.3緊貼滑環座8.1上的滑環8.2安裝，圓螺母9將滑環座8.1、滑環8.2和壓環8.3壓緊在一起，鎖緊墊片10鎖緊圓螺母9。定子3中的三相繞組分別與3個滑環8.2相連，外部三相電源由滑環8.2引入。換句話說，集電環8過盈套接在後罩7的軸頸上，通過電線與定子3中的三相繞組相連，外部三相電源由集電環8引入。集電環8的結構緊湊，軸向長度短。
[0043]如圖3和圖4所示為包括本發明的制動電動機的電動同步加載器一種結構示意圖。所述機座2、定子3、前端蓋I和後罩7構成制動電動機的旋轉型外殼。該電動同步加載器還包括減速器13和支座14，所述減速器13的一端與制動電動機的前端蓋I固定連接，所述減速器13的另一端與支座14的一端轉動連接，所述前端蓋I與機座2固定連接，所述機座2與後罩7固定連接，所述後罩7與支座14的另一端轉動連接。
[0044]在後罩7的外圓上有一個軸承支撐點，在減速器13的外殼上有另一個軸承支撐點，通過兩個軸承支撐點將連為一體的制動電動機和減速器13安裝在支座14上，可高速旋轉。由減速器13的輸出法蘭軸13.1接入到試驗系統的一個軸端，通過與後罩7花鍵聯接的法蘭盤15接入到試驗系統的另一個軸端；制動電動機輸入的較小力矩，經過減速器13的力矩放大作用，在試驗系統的兩軸端間產生較大扭矩。
[0045]雖然已經結合具體實施例對本發明進行了描述，然而可以理解，在不脫離本發明的範圍的情況下，可以對其進行各種改進或替換。尤其是，只要不存在結構上的衝突，各實施例中的特徵均可相互結合起來，所形成的組合式特徵仍屬於本發明的範圍內。本發明並不局限於文中公開的特定實施例，而是包括落入權利要求的範圍內的所有技術方案。
【權利要求】
1.一種制動電動機，包括: 定子(3)； 轉子組件(4)，所述轉子組件(4)包括轉軸(4.1)、籠型轉子(4.2)和實心轉子(4.3)，所述籠型轉子(4.2)和實心轉子(4.3)並行安裝在轉軸(4.1)上，所述籠型轉子(4.2)和實心轉子(4.3)均外接定子(3)。
2.根據權利要求1所述的制動電動機，其特徵在於，所述實心轉子(4.3)遠離籠型轉子(4.2)的一端連接有制動器(6)，所述實心轉子(4.3)通過定子(3)中繞組的磁場在實心轉子(4.3)的端面產生磁力從而為制動器(6)提供動力。
3.根據權利要求2所述的制動電動機，其特徵在於，所述制動器(6)連接有後罩(7)，所述後罩(7)上設有對制動器(6)進行調整的調整螺釘(6.6)。
4.根據權利要求3所述的制動電動機，其特徵在於，所述制動器(6)包括: 制動盤(6.3)，其安裝在轉軸(4.1)上，所述制動盤(6.3)遠離實心轉子(4.3)的一端為外圓錐狀； 制動彈簧(6.1)，所述制動彈簧(6.1)—端抵在實心轉子(4.3)的端面，另一端抵在制動盤(6.3)上； 銜鐵盤(6.2)，位於實心轉子(4.3)與制動盤(6.3)之間，且與制動盤(6.3)連接；通電時，實心轉子(4.3)吸附銜鐵盤(6.2)，鬆開制動盤(6.3)，從而進入工作狀態； 摩擦片(6.4)，連接在制動盤(6.3)的外圓錐面上；. 固定盤(6.5)，與摩擦片(6.4)活動連接，與後罩(7)連接。
5.根據權利要求4所述的制動電動機，其特徵在於，所述定子(3)安裝在機座(2)上，所述機座(2)的前端連接有前端蓋(1)，所述機座(2)的後端設有用於隔開摩擦片(6.4)的擋板(5)，且所述機座(2)與後罩(7)固定連接。
6.根據權利要求4所述的制動電動機，其特徵在於，所述調整螺釘(6.6)有三個，對應制動盤(6.3)的端面均勻分布。
7.根據權利要求3所述的制動電動機，其特徵在於，所述後罩(7)的軸頸上設有集電環(8)和用於鎖緊集電環(8)的鎖緊機構。
8.根據權利要求7所述的制動電動機，其特徵在於，所述鎖緊機構包括圓螺母(9)和鎖緊墊片(10)，所述圓螺母(9)將集電環(8)壓到後罩(7)上，所述鎖緊墊片(10)鎖緊圓螺母(9)。
9.根據權利要求8所述的制動電動機，其特徵在於，所述集電環(8)包括套接在後罩(7)的軸頸上的滑環座(8.1)、設在滑環座(8.1)上的滑環(8.2)和靠近滑環座(8.1)設置的壓環(8.3)，所述壓環(8.3)抵在滑環(8.2 )上，所述鎖緊墊片(10 )壓在壓環(8.3 )上。
10.根據權利要求1所述的制動電動機，其特徵在於，所述實心轉子(4.3)與籠型轉子(4.2)的總長度等於定子(3)中的鐵芯的長度。
11.根據權利要求10所述的制動電動機，其特徵在於，所述實心轉子(4.3)和籠型轉子(4.2)的外徑相等，所述籠型轉子(4.2)的長度佔總長度的3/4，實心轉子(4.3)的長度佔總長度的1/4。
12.—種電動同步加載器，包括權利要求1~11所述的制動電動機。
13.根據權利要求12所述的電動同步加載器，其特徵在於，還包括減速器(13)和支座(14)，所述減速器(13)的一端與制動電動機的前端蓋(I)固定連接，所述減速器(13)的另一端與支座(14)的一端轉動連接，所述前端蓋(I)與機座(2)固定連接，所述機座(2)與後罩(7)固定連接，所述後罩(7)與支座(14)的另一端轉動連接。
14.根據權利要求13所述的電動同步加載器，其特徵在於，所述減速器(13)的輸出法蘭軸(13.1)與試驗系統的一個軸端連接，與後罩(7)連接的法蘭盤(15)與試驗系統的另一個軸端連接。
【文檔編號】H02K7/10GK103475177SQ201310405235
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月6日 優先權日:2013年9月6日
【發明者】李榮滿, 張躍春, 胡云波, 杜海英, 何園園 申請人:株洲高精傳動技術有限公司