驱动设备制造技术

本发明专利技术涉及一种用于重工业、尤其是原料和采矿工业的做功机器(28)的驱动设备(2)，驱动设备包括永磁激励的马达(4)和变频器(6)，其中马达(4)具有转子(10)和定子(16)，并且其中马达(4)是分段式马达，其中转子(10)和/或定子(16)由多个区段(12、18)组成。通过马达(4)的区段构型实现显著地改进马达(4)的可用性，由此也提高了在驱动设备(2)运行时的可靠性。

Driving device

The present invention relates to a driving device (2) for a power machine (28) used in heavy industry, especially in raw materials and mining industries. The driving device includes a permanent magnet driven motor (4) and a frequency converter (6), in which the motor (4) has a rotor (10) and a stator (16) and in which the motor (4) is a sectional motor, in which the rotor (10) and/or the stator (16) are composed of multiple sections (12, 18). The availability of the motor (4) is significantly improved by the sectional configuration of the motor (4), thereby improving the reliability of the driving device (2) in operation.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】驱动设备
本专利技术涉及一种用于重工业、尤其是原料和采矿工业的做功机器的驱动设备。本专利技术还涉及一种做功机器以及一种驱动设备的应用。
技术介绍
在重工业中、尤其在原料和采矿工业中使用做功机器，做功机器的特征在于高驱动功率，以便满足所提出的目的。这种做功机器例如是旋转铲斗挖掘机、带式输送机、粉碎机、碾磨机、竖井提升机。除了驱动功率和转矩的水平之外，现代的驱动器也必须满足其他的要求。这例如根据做功机器的要求、例如在多重驱动中的负载的分布、防止或限制负载峰值而提供不同的转速和转矩。此外，对可靠性和效率也提出高要求。常规的驱动设备由多个部件组成，尤其包括变频器、电动机、联接器、变速器、可能还有其他的联接器和制动设备。然而，驱动器的失效概率也随部件的数量而提高。出于该原因，总是更频繁地在上述做功机器中使用直接驱动器。用于带式输送设备的直接驱动器例如在公开文献EP2562102A1中描述。直接驱动器通常仅由变频器和电动机组成，可能还有联接器和制动设备。由此产生一系列的优点，此外改进了驱动器的可靠性，这是因为部件的数量较小，维护耗费同样变小。用于在直接驱动器中使用的电动机通常是缓慢运转的同步马达，其通过与做功机器的直接连接来提供所需要的高转矩和低转速。这种同步马达包括定子和转子。转子与做功机器机械地连接。在转子和定子之间不存在直接的机械接触，转子和定子通过气隙(根据实施方式为2mm至20mm)彼此分开。如果不维持该气隙，则会造成马达中的显著损坏。因为转子和定子在此机械分开地被支承，所以需要高耗费来保持气隙。为了确保气隙安全，将地基或支持结构的尺寸设计地特别厚，因此尽可能防止转子与定子之间的相对运动。补充地，能够设有气隙监控，以便及时识别变化。在气隙中有相应变化时生成信号，该信号能够引起驱动器停机。所使用的同步马达通常是他励的，即经由滑环为转子供应励磁电流。滑环、尤其用于传输励磁电流的电刷是磨损部件。其检查、维护和更换在设备维护期间进行。在移动式的或半移动式的做功机器中，驱动设备的重量是重要的标准。较轻的驱动设备允许较轻的下部结构，并且由此产生更轻并且因此更便宜的做功机器。在重量主题方面从常规驱动设备出发，对于相同的驱动功率而言，已知的直接驱动器较轻。然而如果考虑完整的设备，那么由用于确保马达中的气隙安全的附加耗费所决定，其总体上通常较重。驱动技术的可靠性和可用性是原料和采矿工业领域中的设备的另一重要标准。驱动系所具有的部件越少，可用性就越高。为了实现高设备可用性，运营商通常将驱动设备的完整部件或还有直接驱动器的相关部件布设为轴承上的替换件，以便在损坏情况下能够更换和/或维修损坏的部件。也存在具有多重驱动器的设计和解决方案，其中在损坏情况下不再选择一个驱动器，并且用一个或多个另外的驱动器以部分功率来使做功机器继续运行。
技术实现思路
本专利技术所基于的目的是：运行具有高可靠性的驱动设备。此外，本专利技术基于如下目的：提出具有高可靠性的做功机器。根据本专利技术，第一目的通过一种用于重工业、尤其是原料和采矿工业的做功机器的驱动设备来实现，其包括永磁激励的马达，其中马达具有转子和定子，并且其中马达是分段式马达，其中转子和/或定子由多个区段组成。本专利技术基于如下思想：通过马达的区段结构方式，实现显著地改进马达的可用性，由此也提高了在驱动设备运行时的可靠性。由于模块化的结构和可更换性，实现了最高的灵活性。区段式马达的其他优点是简单的操作和安装以及力矩的良好的可缩放性。区段尤其包括用于定子的区段和用于转子的区段，这些区段相应组合得到永磁激励的同步马达。马达区段尤其集成到相应的做功机器处或其中。作为永磁激励的马达的实施方式允许节省滑环和电刷，由此降低维护耗费和替换件成本。转子的区段、也称作为转子区段，通过永磁磁体形成。仅定子的区段、也称作为定子区段被敷设电缆。根据一个优选的设计方案，转子和定子支承在共同的支承元件上。通过这种类型的支承，防止转子和定子彼此相对移动，并且因此保持所需要的气隙。用于转子的承载结构和用于定子的承载结构构成为，使得在做功机器运行时实现转子的旋转，而位置固定地支承定子。根据另一优选的设计方案，驱动设备还包括变频器，其中定子的区段能够单独由变频器供应电流。变频器允许：根据相应的做功机器的要求来控制和调节马达。通过对定子区段分开供电，确保了做功机器尤其高的灵活性和尽可能无干扰的运行，因为在一个定子区段失效的情况下，做功机器能够以减小的功率继续被驱动。例如当一个区段失效或者做功机器也需要更小的驱动功率时，各个马达区段的操控也允许马达在部分负荷范围中运行。一方面，这有助于提高驱动器的可用性，并且另一方面能够非常灵活地对做功机器的要求作出反应。当例如不需要额定功率时，能够以更小的功率继续运行。为此目的，关断个别定子区段。以该方式节省了能量并且降低电流成本。优选地，转子的区段圆形地设置。转子的形状在此可选地匹配于支承元件，支承元件尤其构成为机轴或枢轴。转子区段的数量从永磁激励的磁体的数量得出，该数量又是与功率相关的。根据马达的大小或所需要的功率，转子区段的数量处于大几十的范围中或几百的范围中此外，定子的区段组合成部分圆形的定子。在此，定子区段的数量是与功率相关的。定子区段尤其比转子区段设计得更大，由此需要更少的定子区段。这些定子区段围绕转子设置，并且尤其形成部分圆或形成弧。在转子区段数量非常高的情况下，这些定子区段也能够形成围绕转子的闭合的圆。关于简单的安装或更换，转子的和/或定子的区段优选经由能脱开的连接固定在马达的承载结构处。例如。区段与承载结构旋拧连接。然而也能够考虑其他类型能脱开的力配合或形状配合的连接。根据一个优选的设计方案，支承元件是能转动的机轴，转子以旋转的方式支承在机轴上，并且定子静止地固定在机轴上。特别地，区段式马达在此经由转子集成到做功机器的旋转部件中。根据一个替选的优选的设计方案，支承元件是固定的枢轴，转子能转动地支承在枢轴上，并且定子位置固定地设置在枢轴处。有利地，马达设置用于直至150l/min、尤其直至100l/min的运行。因此，马达、尤其是同步马达最佳地适合于在直接驱动器中使用，其中驱动设备集成在要驱动的做功机器中。此外，根据本专利技术另一目的通过一种用于重工业、尤其是原料和采矿工业的做功机器来实现，其包括这种驱动设备。最后，根据本专利技术，另一目的通过这种驱动设备的应用来实现，其用作为用于重工业、尤其是原料和采矿工业的做功机器中的直接驱动器。优选地，驱动设备构成为直接驱动器。在此，将直接驱动器理解为无传动装置的驱动器，其中在驱动马达与驱动轴之间完全不存在如下构件，这些构件将转子转速转化成与其不同的驱动轴转速。因此，驱动轴以相同的转速转动，如由一个转子、或者在存在多个转子时由多个转子预设该转速。原则上，为了用作为直接驱动器而设有缓慢运转(在此每分钟的转数位于几十或小几百的范围中)的同步马达，该同步马达为做功机器提供高转矩和低转速。通过将驱动设备集成到做功机器处或其中，实现了显著的重量减轻。因为区段集成到做功机器中或其处，能够取消单独的马达壳体、马达支承件和机轴。更有用的是，做功机器构成为旋转铲斗挖掘机、带式输送机、粉碎机、碾磨机或竖井提升机。然而，使用具有区段式马达的直接驱动器不限制于上述应用，也能够考虑其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于重工业、尤其是原料和采矿工业的做功机器的驱动设备(2)，所述驱动设备包括永磁激励的马达(4)，其中所述马达(4)具有转子(10)和定子(16)，并且其中所述马达(4)是分段式马达，其中所述转子(10)和/或所述定子(16)由多个区段(12、18)组成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.03 EP 16182608.61.一种用于重工业、尤其是原料和采矿工业的做功机器的驱动设备(2)，所述驱动设备包括永磁激励的马达(4)，其中所述马达(4)具有转子(10)和定子(16)，并且其中所述马达(4)是分段式马达，其中所述转子(10)和/或所述定子(16)由多个区段(12、18)组成。2.根据权利要求1所述的驱动设备(2)，其中所述转子(10)和所述定子(16)支承在共同的支承元件(8、24)上。3.根据权利要求1或2所述的驱动设备(2)，所述驱动设备包括变频器(6)，其中所述定子(16)的区段(18)能单独由所述变频器(6)供应电流。4.根据前述权利要求中任一项所述的驱动设备(2)，其中所述转子(10)的区段(12)圆形地设置。5.根据前述权利要求中任一项所述的驱动设备(2)，其中所述定子(16)的区段(18)组合成部分圆形的定子(16)。6.根据前述权利要求中任一项所述的驱动设备(2)，其中所述转子(10)的和/或所述定子(16)的所述区段(12、18)经由能脱开的连接固定在所述马达(4)的承载结构处。7.根据权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：托尔斯滕·赫尔穆特，沃尔夫冈·劳博默尔特，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE