直驱式起重机走行机构用永磁同步电动机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种直驱式起重机走行机构用永磁同步电动机，用于起重机走行机构，其包括转子、接线装置，所述接线装置连接在变频电源上，所述转子上安装有电磁制动器。该直驱式起重机走行机构用永磁同步电动机具有在起重机走行机构的电动机拖动系统省去减速机、提高传动效率、缩短传动链、增强系统运行可靠性的优点、并且结构简单、维护方便。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于起重机
，涉及起重机的走行机构，尤其涉及直驱式起重 机走行机构用永磁同步电动机。
技术介绍
起重机走行机构作为典型的机械、电气为一体的设备，担负着起升各种物品位置 移动的重要任务，是各类起重机、吊车的主要核心部件，其中电动机是它的“心脏”部分，即 动力源部件。目前，起重机走行机构采用的电动机拖动系统主要可以分为以下三类1、三相异步交流电动机拖动系统这是起重机走行机构的电力拖动发展的第一阶段，普通的三项异步交流电动机通 过联轴器、传动杆、减速机的减速等措施来满足起重机走行机构的性能和要求。由于鼠笼异 步电动机很难满足起重机走行机构起动和调速性能的要求，因此多采用绕线型异步电动机 进行拖动。绕线型异步电动机转子回路串电阻后能限制起动电流和提高起动转矩，并能在 一定范围内调速。这种系统具有结构简单，坚固耐用，维护方便，价格低廉，安装调试方便等 优点。缺点是起动阶段电能损耗较大，当用于要求频繁启动或不同运行速度的多水平起重 机走行机构时，这个问题更为突出。由于靠切除转子回路电阻进行调速，所以系统的调速性 能不好，调速范围小且为有级调速。2、发电机组-直流电动机拖动系统由于绕线型异步电动机的调速性能不够理想，所以人们便开始采用这种拖动方 式。直流电动机的机械特性为直线，调速性能更好，工作更加可靠。发电机_直流电动机拖 动系统，主提升电动机为它励式直流电动机，由同步电动机驱动的直流发电机对其直流供 电，通过改变直流发电机的励磁大小改变直流电动机电枢两端的电压，从而改变电动机的 转速，达到起重机行走的调速目的。这种系统采用磁放大器和电机放大机两级放大的速度 闭环调速方式。给定部分送来的信号，加到双拍磁放大器的给定绕组，经放大后供给电机放 大机的给定绕组，经再次放大后接发电机的励磁绕组。磁放大器和电机放大机的反馈绕组 按负反馈接法分别接到各自的输出端，磁放大器构成外反馈环节，电机放大机构成电压负 反馈环节，使磁放大器和电机放大机具有较理想的特性。通过与起重机走行机构硬轴连接 的测速发电机获得测速反馈信号，加到磁放大器速度反馈绕组和给定信号进行综合比较， 构成速度负反馈环节。发电机-电动机直流拖动系统的特点是过载能力强，所需设备均为 常规定型产品，供货容易，运行可靠，技术要求不高，对系统以外的电网不会造成有害的影 响。缺点是效率低，平均只有75%左右；调速范围由于剩磁影响不能过大；设备复杂、庞大、 占地面积大等。目前，这种系统已较少采用。3、晶闸管整流装置供电的直流拖动系统自20世纪60年代初到70年代，在这近20年的时间里，伴随着电力电子技术的飞速发展，晶间管整流装置供电的直流拖动系统得到迅速发展和普及，这是起重机走行机构3电力拖动发展的第二阶段。为获得可逆运行特性和实现四象限调速，这种系统通常有两种 电气控制方案一种是电枢可逆自动调速方案，通过改变直流电动机的电枢电压的极性，改 变起重机走行机构运行方向；另一种是磁场可逆自动调速方案，通过改变直流电动机励磁 电流方向，来改变起重机走行机构的运行方向。不论采用哪种方案，调速方法一般以调压为 主，调磁为辅，电枢可逆方案需改变电动机电枢回路电流的方向，由于电枢回流电感较小， 时间常数小(约几十毫秒)，反向过程进行快，因此适用于频繁起动，制动的多水平提升系 统。但是，这种方案主回路需要两套容量较大的晶间管变流装置，一次性投资较大，起升机 容量较大，这个问题就越突出。磁场可逆方案，主回路只用一套晶间管变流装置，励磁回路 采用两套晶闸管变流装置。由于励磁功率较小，时间常数大(约零点几秒到数秒)，因此， 这种系统反向过程较慢，在采用强迫励磁之后，其快速性可得到一定程度的补偿，但切换时 间仍在几百毫秒以上。应当指出，磁场可逆系统在电动机反转过程中，当励磁电流改变方向 时，应使电动机的电枢电压为零，以防止电动机在切换过程中由于失励磁而“飞车”，这不仅 增大了反向过程的死区，也增加了控制系统的复杂性。在上述三类起重机走行机构的使用的电动机存在着一些我们不希望存在的缺点 和问题。比如，必须与减速机配合使用，比如需增加独立制动器，不仅增加了成本，还导致整 个系统的传动链增长，导致传动效率大为降低，并且存在着维护困难等等诸多问题。减速机 体积大、需要较大的安装底座。由于减速机输入端连接一个高速运行的三相异步电动机，运 行时其轴承噪声大，其运行噪音一般在60-70db左右。齿轮传动不可避免地存在机械磨损， 随着运行时间的增加，磨损使运动部件之间间隙变大，导致噪音加剧、传动效率下降。在机 械传动装置中，减速机传动系统虽具有降低转速和增大扭矩的优点，但其效率下降，损耗能 量、运行噪音大等缺点是无法克服的。一般而言，传动效率在60-88%之间，约有20-30%的 电能以热损耗形式被浪费掉。为了降低减速机的磨损和传动滑移过程中产生的摩擦热，润 滑油的使用必不可少，定期更换润滑油不仅增加了日常维护费用，而且运行过程中产生的 油气和油污也会对环境造成直接污染。晶间管整流装置供电的直流拖动系统存在功率因数 低的缺点。尽管采用了顺序控制技术，但功率因数仍然较低，需要由电网吸收大量的无功功 率，对电网品质因数产生严重的影响。起重机走行机构的容量较大，这个问题就越突出。另 一方面，直流电动机电枢回路的整流子限制了起重机走行机构容量的进一步增加，随着起 重机走行机构的吨位不断扩大，起重机走行机构单机容量也不断加大，电动机的换向整流 子就成了一个薄弱环节。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种可以不用减速机、提高起重机走行机 构电动机拖动系统传动效率、缩短传动链、增强系统运行可靠性、结构简单的直驱式起重机 走行机构用永磁同步电动机，以克服现有技术存在的不足。为了解决上述技术问题，本技术采用如下的技术方案一种直驱式起重机走行机构用永磁同步电动机，其包括转子、接线装置，特征在 于所述接线装置连接在变频电源上，所述转子上安装有电磁制动器。本技术通过采用变频电源供电，并结合将永磁电动机的电动机极数提高，可 以实现电机的低速运行，能输出较大的转矩，直接驱动负载工作，这样可以在起重机走行机构的电动机拖动系统中取消减速机，缩短了整个拖动系统的传动链，提高了系统的工作效 率，并且结构更加简单，增强了系统运行可靠性。通过将电磁制动器直接安装在永磁同步电动机的转子上，进一步缩短了传动链， 提高了系统效率。在本技术中，所述转子由转子支撑铁安装在转子支撑轴上，所述转子支撑铁 表面安装隔磁钢圈，所述隔磁钢圈表面沿圆周间隔分布安装有转子磁极，所述转子磁极之 间嵌有永磁体。采用所述结构，可以避免永磁体在永磁同步电动机装配时与定子铁心的碰 撞而破碎，本技术通过转子磁极和隔磁钢圈共同保护永磁体，避免其在装配时损坏。采用上述技术方案，本技术的直驱式起重机走行机构用永磁同步电动机具有 在起重机走行机构的电动机拖动系统省去减速机、提高传动效率、缩短传动链、增强系统运 行可靠性的优点、并且结构简单、维护方便。以下结合附图和具体实施方式对本技术进行详细说明附图说明图1为本技术的系统结构图。图2为本技术的转子结构示意图。图中100，永磁同步电动机 1，壳体 2，定子绕组 3，定子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直驱式起重机走行机构用永磁同步电动机，其包括转子、接线装置，特征在于：所述接线装置连接在变频电源上，所述转子上安装有电磁制动器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李建东，张炳义，
申请(专利权)人：大连伯顿冠力电机有限公司，
类型：实用新型
国别省市：91[中国|大连]