CN111257587A - 用于双速电机的转速测量装置 - Google Patents

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张文亮
王正
马平安
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Abstract

本公开提供了一种用于双速电机的转速测量装置，属于转速测量领域。所述转速测量装置包括壳体和搅拌杆，壳体的底部安装在双速电机的外壳上，壳体内部设置有空腔，空腔充满有电阻液，壳体的外壁上由底部至顶部依次插装有两个停机接线柱、两个低速接线柱和两个高速接线柱，搅拌杆可转动地竖直插装在壳体的底部中心处，搅拌杆的顶端位于空腔中且插装有桨叶，搅拌杆的底端位于空腔外。本公开提供的转速测量装置可以根据壳体上不同高度处接线柱的通断情况来确定双速电机的转速。

Description

用于双速电机的转速测量装置
技术领域
本公开属于转速测量领域，特别涉及一种用于双速电机的转速测量装置。
背景技术
双速电机是具有高速和低速两种运行速度的电机，其因控制电路简单、控制成本低廉而广泛应用于工业生产中。
相关技术中，判断双速电机处于高速档位、低速档位或静止的方法是采用旋转编码器或子整角机来实现的，具体是通过旋转编码器或子整角机将双速电机的角速度信号转为为弱电压、弱电流或数字电信号等，最后通过测量电信号即可实现对双速电机转速的测量，进而实现双速电机挡位的判断。
然而，上述方法为了接收旋转编码器和子整角机的电信号，需要配备PLC编码器模块或专用的驱动器、驱动板等昂贵设备，从而提高了测量成本。
发明内容
本公开实施例提供了一种用于双速电机的转速测量装置，可避免配备PLC编码器模块或专用的驱动器、驱动板等电信号接收仪器，从而降低了测量成本。
所述技术方案如下：
本公开实施例提供了一种用于双速电机的转速测量装置，所述转速测量装置包括壳体和用于连接双速电机的测速轴的搅拌杆；
所述壳体的底部用于安装在所述双速电机的外壳上，所述壳体内部设置有空腔，所述空腔充满有电阻液，所述壳体的外壁上由底部至顶部依次插装有位于同一水平面上的两个停机接线柱、位于同一水平面上的两个低速接线柱和位于同一水平面上的两个高速接线柱，且两个停机接线柱、两个低速接线柱和两个高速接线柱均密封地贯穿所述壳体的内壁和外壁，且所述电阻液的静液面位于两个所述停机接线柱所处的水平面和两个所述低速接线柱所处的水平面之间；
所述搅拌杆可转动地竖直插装在所述壳体的底部，且所述搅拌杆和所述壳体密封配合，所述搅拌杆的顶端位于所述空腔中且插装有桨叶，所述搅拌杆的底端位于所述空腔外。
可选地，所述搅拌杆的外周壁上设置有多组桨叶组，多组所述桨叶组沿所述搅拌杆的轴线间隔布置，各所述桨叶组均包括两个所述桨叶，各所述桨叶均为轴状结构件，且各所述桨叶组的两个所述桨叶同轴布置。
可选地，所述搅拌杆的外周壁上设置有三组所述桨叶组，且任意相邻两个所述桨叶的轴线之间的夹角为60°。
可选地，各所述桨叶组的两个所述桨叶的旋转半径由所述搅拌杆的底端至所述搅拌杆的顶端依次递减。
可选地，所述壳体的顶部具有连通所述空腔的开口，所述开口上可拆卸地盖设有盖板。
可选地，所述盖板的外边缘设置有外凸环，所述外凸环凸出于所述盖板的一板面，所述外凸环套装在所述壳体上，且所述外凸环的内壁与所述壳体的外壁间隙配合。
可选地，所述壳体的底部中心处设置有通孔，所述通孔的内壁插装有衬套，所述搅拌杆可转动地插装在所述衬套中。
可选地，所述壳体的底部套设有外凸缘，所述外凸缘上周向设置有多个螺纹孔，各所述螺纹孔中均插装有一个用于与所述外壳连接的螺栓。
可选地，所述壳体的内壁设置有密封层。
可选地，所述搅拌杆的底端外壁上设置有用于与所述测速轴连接的连接键。
本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
对于本公开实施例提供的用于双速电机的转速测量装置，搅拌杆的底端可连接双速电机的测速轴，从而使得双速电机转动时，会带动搅拌杆上的桨叶转动。壳体的空腔中充满有电阻液，桨叶在转动的过程中会搅拌电阻液，电阻液在离心作用和切向流作用下，电阻液中心液面下降，电阻液周边液面会上升，从而使得电阻液呈旋涡状的液面。又由于双速电机的旋转速度与电阻液周边液面上升的高度呈正相关，所以能够通过电阻液周边液面上升的高度来判断双速电机转速的快慢。
另外，由于壳体的外壁上由底部至顶部依次插装有两个停机接线柱、两个低速接线柱和两个高速接线柱。由于，在双速电机不工作时，电阻液的液面位于两个停机接线柱和两个低速接线柱之间，此时两个停机接线柱之间的电路为接通状态，两个低速接线柱和两个高速接线柱之间的电路均为断路状态，所以此时可以将双速电机的状态判定为停机状态。由于，在双速电机低速状态时，电阻液在离心作用和切向流作用下，电阻液的周边液面逐渐上升至两个低速接线柱和两个高速接线柱之间，此时两个停机接线柱和两个低速接线柱之间的电路均为接通状态，两个高速接线柱之间的电路为断路状态，所以此时可以将双速电机的状态判定为低速状态。由于在双速电机高速状态时，电阻液在离心作用和切向流作用下，电阻液的周边液面进一步地上升至高于两个高速接线柱，此时两个停机接线柱、两个低速接线柱和两个高速接线柱之间的电路均为接通状态，所以此时可以将双速电机的状态判定为高速状态。
也就是说，本公开提供的转速测量装置可以根据壳体上不同高度处接线柱的通断情况来确定双速电机的转速，无需使用配备PLC编码器模块或专用的驱动器、驱动板等设备来接收电信号，降低了测量成本。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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是本公开实施例提供的一种用于双速电机的转速测量装置的剖视图；
图2是本公开实施例提供的双速电机为静止状态时转速测量装置的剖视图；
图3是本公开实施例提供的双速电机为低速状态时转速测量装置的剖视图；
图4是本公开实施例提供的双速电机为高速状态时转速测量装置的剖视图；
图5是本公开实施例提供的搅拌杆的结构示意图；
图6是本公开实施例提供的搅拌杆的俯视图；
图7是本公开实施例提供的外凸缘的结构示意图；
图8是本公开实施例提供的搅拌杆的剖视图；
图9是本公开实施例提供的双速电机的剖视图。
图中各符号表示含义如下：
1、壳体；11、空腔；111、电阻液；12、停机接线柱；13、低速接线柱；14、高速接线柱；15、开口；151、盖板；1511、外凸环；16、通孔；161、衬套；17、外凸缘；171、螺纹孔；172、螺栓；18、密封层；2、搅拌杆；21、桨叶组；211、桨叶；22、连接键；100、双速电机；110、测速轴；120、外壳；3、液面。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
本公开实施例提供了一种用于双速电机的转速测量装置，如图1所示，转速测量装置包括壳体1和用于连接双速电机100的测速轴110的搅拌杆2。
壳体1的底部用于安装在双速电机100的外壳120上，壳体1内部设置有空腔11，空腔11充满有电阻液111，壳体1的外壁上由底部至顶部依次插装有位于同一水平面上的两个停机接线柱12、位于同一水平面上的两个低速接线柱13和位于同一水平面上的两个高速接线柱14，且两个停机接线柱12、两个低速接线柱13和两个高速接线柱14均密封地贯穿壳体1的内壁和外壁，且电阻液111的静液面3位于两个停机接线柱12所处的水平面和两个低速接线柱13所处的水平面之间。
搅拌杆2可转动地竖直插装在壳体1的底部，且搅拌杆2和壳体1密封配合，搅拌杆2的顶端位于空腔11中且插装有桨叶211，搅拌杆2的底端位于空腔11外。
对于本公开实施例提供的用于双速电机的转速测量装置，搅拌杆2的底端可连接双速电机100的测速轴110，从而使得双速电机100转动时，会带动搅拌杆2上的桨叶211转动。壳体1的空腔中充满有电阻液111，桨叶211在转动的过程中会搅拌电阻液111，电阻液111在离心作用和切向流作用下，电阻液111中心液面下降，电阻液111周边液面会上升，从而使得电阻液111呈旋涡状的液面。又由于双速电机100的旋转速度与电阻液111周边液面上升的高度呈正相关，所以能够通过电阻液111周边液面上升的高度来判断双速电机100转速的快慢。
另外，由于壳体1的外壁上由底部至顶部依次插装有两个停机接线柱12、两个低速接线柱13和两个高速接线柱14。由于，在双速电机100不工作时，电阻液111的液面位于两个停机接线柱12和两个低速接线柱13之间，此时两个停机接线柱12之间的电路为接通状态，两个低速接线柱13和两个高速接线柱14之间的电路均为断路状态，所以此时可以将双速电机100的状态判定为停机状态(见图2)。由于，在双速电机100低速状态时，电阻液111在离心作用和切向流作用下，电阻液111的周边液面逐渐上升至两个低速接线柱13和两个高速接线柱14之间，此时两个停机接线柱12和两个低速接线柱13之间的电路均为接通状态，两个高速接线柱14之间的电路为断路状态，所以此时可以将双速电机100的状态判定为低速状态(见图3)。由于在双速电机100高速状态时，电阻液111在离心作用和切向流作用下，电阻液111的周边液面进一步地上升至高于两个高速接线柱14，此时两个停机接线柱12、两个低速接线柱13和两个高速接线柱14之间的电路均为接通状态，所以此时可以将双速电机100的状态判定为高速状态(见图4)。
也就是说，本公开提供的转速测量装置可以根据壳体上不同高度处接线柱的通断情况来确定双速电机100的转速，无需使用配备PLC编码器模块或专用的驱动器、驱动板等设备来接收电信号，降低了测量成本。另外，本公开提供的转速测量装置结构简单，使用方便。
需要说明的是，本转速测量装置可以应用于24V、220V等强电环境中。
需要说明的是，两个停机接线柱12、两个低速接线柱13和两个高速接线柱14均可以为铜制结构件。
图5是本公开实施例提供的搅拌杆的结构示意图，如图5所示，搅拌杆2的外周壁上设置有多组桨叶组21，多组桨叶组21沿搅拌杆2的轴线间隔布置，各桨叶组21均包括两个桨叶211，各桨叶211均为轴状结构件，且各桨叶组21的两个桨叶211同轴布置。
在上述实施方式中，设置多组桨叶组21可使得电阻液111搅拌更加充分，从而使得电阻液111周边液面3会上升更加明显，也就使得停机接线柱12、低速接线柱13和高速接线柱14这三组接线柱的布置间距更大，从而便于三组接线柱的布置。
可选地，各桨叶组21的两个桨叶211的旋转半径由搅拌杆2的底端至搅拌杆2的顶端依次递减。
在上述实施方式中，各桨叶组21的两个桨叶211的旋转半径由搅拌杆2的底端至搅拌杆2的顶端依次递减，可避免上层电阻液111搅拌过于快速导致电阻液111周边液面3上升过高而溢出空腔11。
示例性地，下层桨叶211的旋转半径最大，中间层桨叶211的旋转半径次之，上层桨叶211的旋转半径最小。
图6是本公开实施例提供的搅拌杆的俯视图，如图6所示，搅拌杆2的外周壁上设置有三组桨叶组21，且任意相邻两个桨叶211的轴线之间的夹角α为60°。
在上述实施方式中，任意相邻两个桨叶211的轴线之间的夹角α为60°，可使得桨叶211搅拌更加均匀，有利于电阻液111周边液面3的平稳上升。
需要说明的是，桨叶组21可以为多组，多个桨叶211沿搅拌杆2轴线均匀布置，例如，桨叶组21可以是6组，此时任意相邻两个桨叶211的轴线之间的夹角为30°，本公开对此不作限制。
再次参见图1，壳体1的顶部具有连通空腔11的开口15，开口15上可拆卸地盖设有盖板151。
在上述实施方式中，盖板151可拆卸布置在开口15处便于补充电阻液111。
需要说明的是，本转速测量装置还具有自检功能，即利用电路测量机构测试三组接线柱，当三组接线柱之间的电路均为断路状态时，则说明此时电阻液111缺失，此时应该拆卸下盖板151补充电阻液111，使得电阻液111的液面3位于两个停机接线柱12和两个低速接线柱13之间。
可选地，盖板151的外边缘设置有外凸环1511，外凸环1511凸出于盖板151的一板面，外凸环1511套装在壳体1上，且外凸环1511的内壁与壳体1的外壁间隙配合。
在上述实施方式中，外凸环1511与外壳120的顶端间隙配合便于盖板151的拆装。
示例性地，盖板151为圆形结构件，壳体1为筒状结构件。
继续参见图1，壳体1的底部中心处设置有通孔16，通孔16的内壁插装有衬套161，搅拌杆2可转动地插装在衬套161中。
在上述实施方式中，衬套161可减少搅拌杆2转动时受到的摩擦力，有利于搅拌杆2的转动。
示例性地，通孔16与衬套161之间、衬套161与搅拌杆2之间均设置有密封圈，从而实现对衬套161及搅拌杆2的密封。
需要说明的是，壳体1、搅拌杆2、桨叶211、盖板151和衬套161均为非金属结构件，例如尼龙，从而起到绝缘的作用。
可选地，壳体1的内壁设置有密封层18。
在上述实施方式中，密封层18起到防止电阻液111泄露的作用。
示例性地，密封层18可以为橡胶层。
示例性地，电阻液111可以为氢氧化钠溶液。
图7是本公开实施例提供的外凸缘的结构示意图，如图7所示，壳体1的底部套设有外凸缘17，外凸缘17上周向设置有多个螺纹孔171，各螺纹孔171中均插装有一个用于与外壳120连接的螺栓172。
在上述实施方式中，通过在外凸缘17布置螺栓172，从而实现壳体1与双速电机100的外壳120的可拆卸连接，便于转速测量装置的拆装和维修。
需要说明的是，壳体1与外壳120连接，双速电机100工作时，壳体1与外壳120均不转动。
图8是本公开实施例提供的搅拌杆的剖视图，如图8所示，搅拌杆2的底端外壁上设置有用于与测速轴110连接的连接键22。
在上述实施方式中，连接键22可实现搅拌轴与双速电机100的测速轴110(见图9)的键连接。也就是说，双速电机100的测速轴110通过连接键22带动转速测量装置的搅拌杆2转动。
以下简要说明转速测量装置的工作过程：
首先，将搅拌杆2上的连接键22与双速电机100的测速轴110键连接，并将壳体1通过螺栓172连接在双速电机100的外壳120上。然后，开启双速电机100转动。最后，利用电路测量机构测试三组接线柱，当两个停机接线柱12之间的电路为接通状态，两个低速接线柱13和两个高速接线柱14之间的电路均为断路状态时，此时电阻液111的周边液面3在两个停机接线柱12和两个低速接线柱13之间，可以判断双速电机100为停机状态(见图2)；当两个停机接线柱12和两个低速接线柱13之间的电路均为接通状态，两个高速接线柱14之间的电路为断路状态时，此时电阻液111的周边液面3在两个低速接线柱13和两个高速接线柱14之间，可以判断双速电机100为低速状态(见图3)；当两个停机接线柱12、两个低速接线柱13和两个高速接线柱14之间的电路均为接通状态时，此时电阻液111的周边液面3高于两个高速接线柱14，可以判断双速电机100为高速状态(见图4)。
以上所述仅为本公开的较佳实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于双速电机的转速测量装置，其特征在于，所述转速测量装置包括壳体(1)和用于连接双速电机(100)的测速轴(110)的搅拌杆(2)；
所述壳体(1)的底部用于安装在所述双速电机(100)的外壳(120)上，所述壳体(1)内部设置有空腔(11)，所述空腔(11)充满有电阻液(111)，所述壳体(1)的外壁上由底部至顶部依次插装有位于同一水平面上的两个停机接线柱(12)、位于同一水平面上的两个低速接线柱(13)和位于同一水平面上的两个高速接线柱(14)，且两个停机接线柱(12)、两个低速接线柱(13)和两个高速接线柱(14)均密封地贯穿所述壳体(1)的内壁和外壁，且所述电阻液(111)的静液面(3)位于两个所述停机接线柱(12)所处的水平面和两个所述低速接线柱(13)所处的水平面之间；
所述搅拌杆(2)可转动地竖直插装在所述壳体(1)的底部，且所述搅拌杆(2)和所述壳体(1)密封配合，所述搅拌杆(2)的顶端位于所述空腔(11)中且插装有桨叶(211)，所述搅拌杆(2)的底端位于所述空腔(11)外。
2.根据权利要求1所述的转速测量装置，其特征在于，所述搅拌杆(2)的外周壁上设置有多组桨叶组(21)，多组所述桨叶组(21)沿所述搅拌杆(2)的轴线间隔布置，各所述桨叶组(21)均包括两个所述桨叶(211)，各所述桨叶(211)均为轴状结构件，且各所述桨叶组(21)的两个所述桨叶(211)同轴布置。
3.根据权利要求2所述的转速测量装置，其特征在于，所述搅拌杆(2)的外周壁上设置有三组所述桨叶组(21)，且任意相邻两个所述桨叶(211)的轴线之间的夹角为60°。
4.根据权利要求2所述的转速测量装置，其特征在于，各所述桨叶组(21)的两个所述桨叶(211)的旋转半径由所述搅拌杆(2)的底端至所述搅拌杆(2)的顶端依次递减。
5.根据权利要求1所述的转速测量装置，其特征在于，所述壳体(1)的顶部具有连通所述空腔(11)的开口(15)，所述开口(15)上可拆卸地盖设有盖板(151)。
6.根据权利要求5所述的转速测量装置，其特征在于，所述盖板(151)的外边缘设置有外凸环(1511)，所述外凸环(1511)凸出于所述盖板(151)的一板面，所述外凸环(1511)套装在所述壳体(1)上，且所述外凸环(1511)的内壁与所述壳体(1)的外壁间隙配合。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的转速测量装置，其特征在于，所述壳体(1)的底部中心处设置有通孔(16)，所述通孔(16)的内壁插装有衬套(161)，所述搅拌杆(2)可转动地插装在所述衬套(161)中。
8.根据权利要求1-6任意一项所述的转速测量装置，其特征在于，所述壳体(1)的底部套设有外凸缘(17)，所述外凸缘(17)上周向设置有多个螺纹孔(171)，各所述螺纹孔(171)中均插装有一个用于与所述外壳(120)连接的螺栓(172)。
9.根据权利要求1-6任意一项所述的转速测量装置，其特征在于，所述壳体(1)的内壁设置有密封层(18)。
10.根据权利要求1-6任意一项所述的转速测量装置，其特征在于，所述搅拌杆(2)的底端外壁上设置有用于与所述测速轴(110)连接的连接键(22)。
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