CN201264810Y - 一种永磁电动滚筒 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种永磁电动滚筒，包括定子、转子以及与转子相连接的筒体，定子和转子组成的电机为永磁电机，该永磁电机驱动所述筒体，与一般的电动滚筒比较，这种永磁电动滚筒具有以下优点：(1)具有足够大的转矩及适宜的速度调节范围，可不借助齿轮减速装置就可以直接进行动力拖动；(2)结构简单，安装容易，制造成本低；(3)具有超大转矩，工作电流较一般电动滚筒小，工作效率高，有利于节能降耗。

Description

一种永磁电动滚筒

技术领域

本实用新型涉及一种传输送设备，特别是一种电动滚筒。

背景技术

目前，在传输送领域中一般采用电动滚筒代替原来的马达和滚轮组成的传输送装置来进行物料的传送。由于实际使用的需要，这种电动滚筒要求的转速并不高，但必须能够输出稳定而较大的扭矩，以适合不同种类物料的传送需要，因此，这种电动滚筒内部还必须设置有齿轮减速装置以输出较大的扭矩。然而，这种齿轮减速装置的结构复杂，给电动滚筒的生产和安装带来了麻烦，而且齿轮的磨损较快、寿命短，如果齿轮减速装置出现故障将会严重影响电动滚筒的使用。此外，由于这种电动滚筒在长时间使用后会产生大量的热量，其散热成为一个突出的问题，专利号为200320131209.9、名称为“油冷式电动滚筒”和专利号200420090011.5、名称为“一种电动滚筒”的中国实用新型专利分别采用了油冷和风冷的方式散热，但由于其均是采用普通的电机作驱动，其散热问题仍难以根本解决，而且额外的散热机构使得电动滚筒的结构更复杂，增加生产成本。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种永磁电动滚筒，不需要设置齿轮减速装置，结构简单、安装容易，而且不容易出现故障。

为了解决上述技术问题，本实用新型的一种永磁电动滚筒，包括定子、转子以及与转子相连接的筒体，所述定子和转子组成的电机为永磁电机，该永磁电机驱动所述筒体。

作为上述技术方案的改进，所述定子设置在转子内部，所述筒体套装在转子的外侧。

作为上述技术方案的进一步改进，所述转子设置在定子内部，所述筒体通过转轴与转子固定连接。

所述定子为9槽结构，所述转子设置有8极或者10极，有8块或者10块磁钢设置在转子内。

所述磁钢嵌入转子内，并呈径向或者切向排列。

所述转子内的磁钢为矩形；所述定子的9槽为直槽，槽形相同，均匀分布。

本实用新型的有益效果是：由于采用了上述结构，与一般的电动滚筒比较，这种永磁电动滚筒具有以下优点：

1)具有足够大的转矩及适宜的速度调节范围，可不借助齿轮减速装置就可以直接进行动力拖动；

2)结构简单，安装容易，制造成本低，寿命较长；

3)具有超大转矩，工作电流较一般电动滚筒小，工作效率高，有利于节能降耗，而且由于工作电流较小，其发热量也小，不必安装额外的散热机构，节省生产成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的转子为8极的电动滚筒结构剖视图；

图3是本实用新型的转子为10极的电动滚筒结构剖视图；

图4是本实用新型第二种实施例的结构示意图。

具体实施方式

参照图1至图3，本实用新型的一种永磁电动滚筒，包括定子1、转子2以及与转子2相连接的筒体7，所述定子1和转子2组成的电机为永磁电机，该永磁电机驱动所述筒体。

所述定子1设置在转子2内部，所述筒体7套装在转子2的外侧。

参照图4，所述转子2设置在定子1内部，所述筒体7通过转轴6与转子2固定连接。

所述定子1为9槽结构，所述转子2设置有8极或者10极，有8块或者10块磁钢5设置在转子2内。

所述磁钢5嵌入转子2内，并呈径向或者切向排列。

所述转子2内的磁钢5为矩形。所述定子1的9槽为直槽，槽形相同，均匀分布；所述定子1的绕组为三相，三相3组绕组120°排列；所述定子1和转子2之间的双向气隙为1.2～2.2毫米；所述永磁电机中设置有内置式磁场位置传感器3。

由于采用了上述结构，与一般的电动滚筒比较，这种永磁电动滚筒具有以下优点：

1)具有足够大的转矩及适宜的速度调节范围，可不借助齿轮减速装置就可以直接进行动力拖动；

2)结构简单，安装容易，制造成本低，寿命较长；

3)具有超大转矩，工作电流较一般电动滚筒小，工作效率高，有利于节能降耗，而且由于工作电流较小，其发热量也小，不必安装额外的散热机构，节省生产成本。

本实用新型永磁电动滚筒的实施及工作如下：

(一)电动滚筒旋转原理

电动滚筒的定子产生的旋转磁场对转子磁场实施同步旋转，而电动滚筒内磁场位置是通过电机内置的磁场位置传感器，将测出的转子位置信号传动给驱动器，通过控制功率变换器中的逆变器换流，以保持转子磁场和定子磁场一定的相角差，以便保证电动滚筒能够良好的实行调控。

(二)实现超大转矩和低速传动的方法

所述定子1磁楔为有齿顶隙；当电动滚筒磁场容量不变的情况下，转矩转速和电压的关系如下式

$\frac{T_1}{T_0}=\frac{n_0}{n_1}\·\frac{U_1}{U_0}$

式中：T₀——原电动滚筒转矩，

      T₁——改进电动滚筒转矩，

      n₀——原电动滚筒同步转速，

      n₁——改进电动滚筒同步转速，

      U₀——原电动滚筒电压，

      U₁——改进电动滚筒电压。

根据带齿轮减速装置的电动滚筒技术数据进行齿轮传动转换计算如下：

以带齿轮减速装置的电动滚筒的电机功率为15kw，滚筒直径为D＝500mm，滚筒线速度V＝1.6m/s，于是有

1)滚筒转速 

2)齿轮减速  $i=\frac{1440}{61}=24;$

3)滚筒转矩  $M_1=975\·\frac{14}{n_1}\·i\·\mathrm{\η}=975\×\frac{15}{1440}\×24\×0.65=158.4\mathrm{kg}\·m$

这种永磁电动滚筒实现上述转矩的性能计算如下：

1)按照实际工作转速和转矩，在满足电动滚筒的外部控制器电压的

之反电势电压，决定定子线圈的匝数，在这里工作转速为60转/分，电压为380V；

2)滚筒功率  $N=\frac{M_1\·n_2}{975}=\frac{158.4\×61}{975}=10\mathrm{kw};$

3)电动滚筒电流为26A；

4)当电动滚筒低速运转时转矩为匝数与电流的乘积产生的电磁力矩和由磁钢产生的磁力距的合成；

5)当电动滚筒低速运转时，电机比一般的无刷直流电机的力矩大6～8倍。

由上述计算结构可知，这种永磁电动滚筒具有比较大的转矩，工作电流较一般电动滚筒小，工作效率高，有利于节能降耗。

而且，在现有技术中，少槽少极，特别是9槽8极或者9槽10极的电机一般使用在低转矩的场合，电动滚筒一般应用在大转矩的场合，所以传统的少槽少极电机难以使用，本实用新型的一种永磁电动滚筒，采用永磁电机作为驱动，而且该永磁电机采用9槽8极或者10极的结构，通过对上述结构的电机作频率和电压的调节达到输出足够大的转矩以满足使用需要，克服了人们对少槽少极电机难以应用于类似电动滚筒使用的大功率场合的偏见。

Claims (11)

1.一种永磁电动滚筒，包括定子(1)、转子(2)以及与转子(2)相连接的筒体(7)，其特征在于所述定子(1)和转子(2)组成的电机为永磁电机，该永磁电机驱动所述筒体(7)。

2.根据权利要求1所述的永磁电动滚筒，其特征在于所述定子(1)设置在转子(2)内部，所述筒体(7)套装在转子(2)的外侧。

3.根据权利要求1所述的永磁电动滚筒，其特征在于所述转子(2)设置在定子(1)内部，所述筒体(7)通过转轴(6)与转子(2)固定连接。

4.根据权利要求1、2或3所述的永磁电动滚筒，其特征在于所述定子(1)为9槽结构，所述转子(2)设置有8极或者10极，有8块或者10块磁钢(5)设置在转子(2)内。

5.根据权利要求4所述的永磁电动滚筒，其特征在于所述磁钢(5)嵌入转子(2)内，并呈径向或者切向排列。

6.根据权利要求4所述的永磁电动滚筒，其特征在于所述转子(2)内的磁钢(5)为矩形。

7.根据权利要求4所述的永磁电动滚筒，其特征在于所述定子(1)的9槽为直槽，槽形相同，均匀分布。

8.根据权利要求2或3所述的永磁电动滚筒，其特征在于所述定子(1)磁楔为有齿顶隙；当电动滚筒磁场容量不变的情况下，转矩转速和电压的关系如下式

$\frac{T_1}{T_0}=\frac{n_0}{n_1}\·\frac{U_1}{U_0}$

式中：T₀——原电动滚筒转矩，

      T₁——改进电动滚筒转矩，

      n₀——原电动滚筒同步转速，

      n₁——改进电动滚筒同步转速，

      U₀——原电动滚筒电压，

      U₁——改进电动滚筒电压。

9.根据权利要求1、2或3所述的永磁电动滚筒，其特征在于所述定子(1)的绕组为三相，三相3组绕组120°排列。

10.根据权利要求1、2或3所述的永磁电动滚筒，其特征在于所述定子(1)和转子(2)之间的双向气隙为1.2～2.2毫米。

11.根据权利要求1、2或3所述的永磁电动滚筒，其特征在于所述永磁电机中设置有内置式磁场位置传感器(3)。

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