一种电动滚筒电机制造技术

本发明专利技术提出一种电动滚筒电机，至少包括转子铁心、轴、定子固定块、励磁绕组、定子铁心、轴承和电枢绕组，所述电动滚筒电机为外转子结构，转子铁心外圆周面直接驱动传动皮带。定子铁心共有4X个，X为正整数，每个定子铁心有两个定子极；转子铁心有9X个向内凸出的转子极。同一个定子铁心上两个定子极的极距等于转子极的极距。沿圆周方向的电枢线圈可依次分为相差90°电角度的两相绕组。该电机两相绕组可以组成两个互相隔离的通道，当其中一相出现故障时，另外一个通道可以容错运行，这提高了系统的可靠性；该也电机可用于直接驱动滚筒。

【技术实现步骤摘要】
一种电动滚筒电机
本专利技术涉及一种电动滚筒电机，属于特种电机

技术介绍
电动滚筒是带式输送机和提升等设备传递动力的主要部件，广泛应用于冶金、矿山、煤炭、建材、电力、化工等行业。电动滚筒的动力来源于电机。目前绝大部分电动滚筒使用的电机是内转子电机，该电机需要采用齿轮减速器把动力传输到滚筒外体上，因此机械结构较为复杂，体积庞大。外转子结构的电机可以实现滚筒和电机外壳一体化，省去了齿轮减速器，利用一根轴即可实现电动滚筒的转动，因此有利于提高传动效率和可靠性，节约生产成本。目前，电动滚筒广泛使用的电机永磁直流电机和异步电机。但是直流电机带有的碳刷滑环结构容易产生电火花，不适合在高危的矿井使用；异步电机起动时电流大且转矩相对较低。另外，也有一些相关专利文献，例如专利号为201320170980.0的授权的专利：一种双凸极无刷电动机直接驱动的内装式电动滚筒，提出了一种将转子外周壁与滚筒体内壁连接为一体的内装式电动滚筒。应用于矿山等重要行业的电动滚筒对可靠性要求越来越高，如果电动滚筒发生故障，将会造成严重的经济损失。为了进一步提高这种电动滚筒的可靠性，应提出一种新型的电机，使其在出现一定的故障时仍能带故障运行。专利号为201510010867X的授权专利：一种直驱电动滚筒用高可靠性电机，也给出了一种使用双凸极电机的电动滚筒结构，同时该专利技术还指出使用双通道技术可以提高系统的带故障运行能力。目前已有四相、五相电励磁双凸极电机的研究报道，也有六相永磁电机、六相感应电机的研究报道，但至今未检索到关于两相双通道电机的研究报道。同时现有文献各相之间并未实现有效的隔离，因此故障绕组可能会对非故障绕组产生负面影响甚至造成故障的传播。因此需要提出一种新的两相绕组互相隔离的新型电动滚筒电机。
技术实现思路
所要解决的技术问题：提供一种两相互相隔离、故障不能传播的电动滚筒电机。为了实现以上功能，本专利技术采取的技术方案是：一种电动滚筒电机，至少包括转子铁心(1)、轴(2)、定子固定块(3)、励磁绕组(4)、定子铁心(5)、轴承和电枢绕组，其特征在于：所述电动滚筒电机为外转子结构，转子铁心外圆周面直接驱动传动皮带；定子铁心(5)共有4X个，X为正整数，每个定子铁心(5)有两个定子极，同一个定子铁心(5)上两个定子极的极距等于转子极的极距；转子铁心(1)有9X个向内凸出的转子极，转子极的极弧系数为0.5；定子极宽与转子极宽相等；每个定子铁心(5)顺时针方向一侧的定子极上绕有电枢线圈，所有电枢线圈绕制方向相同；每个定子铁心(5)逆时针方向一侧的定子极上绕有励磁绕组(4)，相邻定子铁心(5)上的励磁绕组(4)绕向相反；每个励磁绕组(4)具有相同的匝数；沿圆周方向将电枢线圈依次分为A相线圈、B相线圈、A相线圈和B相线圈，如此循环X次；所有的A相线圈串联组成A相电枢绕组，所有的B相线圈串联组成B相电枢绕组；由于上述定子极数和转子极数的独特性，可以得到相差90°电角度的两相绕组。如上所述的一种电动滚筒电机，其特征在于：所述定子极皆固定有永磁体，相邻的永磁体充磁方向相反；如上所述的一种电动滚筒电机，其特征在于：当励磁绕组(4)中的励磁电流产生的磁场与永磁磁场相同时，可以增强电动滚筒的输出转矩；当励磁绕组(4)中的励磁电流产生的磁场与永磁磁场相反时，可以削弱气隙合成磁场以实现高速弱磁。本专利技术的有益效果是：1电机的两绕组互相隔离，可以把故障限制在一相内，以减小故障相对其它相造成负面影响，防止故障传播；2电机具备两个独立的通道，在一个通道出现故障后另一个通道可以继续通电运行；3转子无励磁绕组或永磁体，工作可靠；4总的磁链较短，硅钢片磁阻小，铁耗少；5绕组皆为集中式绕组，内阻小（铜耗少），效率高；6具备外转子，可以直接驱动电动滚筒的传送带；7两相绕组相差90°电角度，可以减少换相引起的转矩脉动。附图说明图1是本专利技术X=1的一种电动滚筒电机电励磁方案的结构示意图。其中，1、转子铁心，2、轴，3、定子固定块，4、励磁绕组，5、定子铁心，6、A相绕组，7、B相绕组。图2是本专利技术X=1的一种电动滚筒电机具有永磁体方案的结构示意图。其中，1、转子铁心，2、轴，3、定子固定块，4、励磁绕组，5、定子铁心，6、A相绕组，7、B相绕组，8、永磁体。图3是本专利技术X=1的一种电动滚筒电机绕组绕制方法。其中，上部的序号1-8表示极数序号，F、A和B分别表示励磁绕组、A相电枢绕组和B相电枢绕组。图4是本专利技术中绕组与变换器的电路连接示意图。图5是本专利技术电机两相绕组反电势仿真波形。具体实施方式本专利技术提供一种直驱电动滚筒用电机，为使本专利技术的技术方案及效果更加清楚、明确，以及参照附图并举实例对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示的一种电动滚筒电机的实施例，由转子铁心(1)、轴(2)、定子固定块(3)、励磁绕组(4)、定子铁心(5)、轴承和电枢绕组组成。所述电动滚筒电机为外转子结构，转子铁心外圆周面直接驱动传动皮带。定子铁心(5)共有4个，即X=1，每个定子铁心(5)有两个定子极，两个定子极沿径向凸出，同一个定子铁心(5)上两个定子极的极距等于转子极的极距。转子铁心(1)有9个向内凸出的转子极，转子极的极弧系数为0.5；定子极宽与转子极宽相等。每个定子铁心(5)顺时针方向一侧的定子极上绕有电枢线圈，所有电枢线圈绕制方向相同。每个定子铁心(5)逆时针方向一侧的定子极上绕有励磁绕组(4)，相邻定子铁心(5)上的励磁绕组(4)绕向相反；每个励磁绕组(4)具有相同的匝数。如图2所示的一种电动滚筒电机的实施例，由转子铁心(1)、轴(2)、定子固定块(3)、励磁绕组(4)、定子铁心(5)、轴承、电枢绕组和永磁体组成。与图1不同的是所述定子极皆固定有永磁体，相邻的永磁体充磁方向相反。当励磁绕组(4)中的励磁电流产生的磁场与永磁磁场相同时，可以增强电动滚筒的输出转矩；当励磁绕组(4)中的励磁电流产生的磁场与永磁磁场相反时，可以削弱气隙合成磁场以实现高速弱磁。图3给出了本专利技术X=1的一种电动滚筒电机绕组绕制方法。所有电枢线圈绕制方向相同。相邻定子铁心上的励磁绕组(F)绕向相反；每个励磁绕组(F)具有相同的匝数。沿圆周方向将电枢线圈依次分为A相线圈、B相线圈、A相线圈和B相线圈；所有的A相线圈串联组成A相电枢绕组，所有的B相线圈串联组成B相电枢绕组。图4是本专利技术中绕组与变换器的电路连接示意图。该变换器可以给两相绕组单独通电，以实现两相绕组的电隔离。图5是本专利技术电机两相绕组反电势仿真波形。由于上述定子极数和转子极数的独特性，可以得到相差90°电角度的两相绕组。本专利技术提供的电动滚筒电机工作原理为：励磁绕组通电后可提供励磁磁链。假设转子极滑入第2定子极，第2定子极上的绕组与励磁绕组的互感开始上升，此时给该绕组通以正向电流，该绕组可产生正的输出转矩。与此同时，转子极也会同时会滑出第6定子极，该定子极上的绕组与励磁绕组的互感开始上升下降，此时给该绕组通以负向电流，该绕组也可产生正的输出转矩。从图3可以看出，给第2定子极上的绕组和第6定子极上的绕向相反，串联后可通入相反方向的电流。两相绕组相差90°电角度，其中一相处于换相状态时，另一相不在换相，因本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动滚筒电机，至少包括转子铁心(1)、轴(2)、定子固定块(3)、励磁绕组(4)、定子铁心(5)、轴承和电枢绕组，其特征在于：所述电动滚筒电机为外转子结构，转子铁心外圆周面直接驱动传动皮带；定子铁心(5)共有4X个，X为正整数，每个定子铁心(5)有两个定子极，同一个定子铁心(5)上两个定子极的极距等于转子极的极距；转子铁心(1)有9X个向内凸出的转子极，转子极的极弧系数为0.5；定子极宽与转子极宽相等；每个定子铁心(5)顺时针方向一侧的定子极上绕有电枢线圈，所有电枢线圈绕制方向相同；每个定子铁心(5)逆时针方向一侧的定子极上绕有励磁绕组(4)，相邻定子铁心(5)上的励磁绕组(4)绕向相反；每个励磁绕组(4)具有相同的匝数；沿圆周方向将电枢线圈依次分为A相线圈、B相线圈、A相线圈和B相线圈，如此循环X次；所有的A相线圈串联组成A相电枢绕组，所有的B相线圈串联组成B相电枢绕组；由于上述定子极数和转子极数的独特性，可以得到相差90°电角度的两相绕组。

【技术特征摘要】
1.一种电动滚筒电机，至少包括转子铁心(1)、轴(2)、定子固定块(3)、励磁绕组(4)、定子铁心(5)、轴承和电枢绕组，其特征在于：所述电动滚筒电机为外转子结构，转子铁心外圆周面直接驱动传动皮带；定子铁心(5)共有4X个，X为正整数，每个定子铁心(5)有两个定子极，同一个定子铁心(5)上两个定子极的极距等于转子极的极距；转子铁心(1)有9X个向内凸出的转子极，转子极的极弧系数为0.5；定子极宽与转子极宽相等；每个定子铁心(5)顺时针方向一侧的定子极上绕有电枢线圈，所有电枢线圈绕制方向相同；每个定子铁心(5)逆时针方向一侧的定子极上绕有励磁绕组(4)，相邻定子铁心(5)上的励磁绕组(4)绕向...

【专利技术属性】
技术研发人员：史立伟，费丽东，李光全，郭方水，李扬，刘超，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：山东,37