專利名稱：一種復合籠條實心轉子軟起動制動電動機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種制動電動機，尤其是一種復合籠條實心轉子軟起動制動電動機。
背景技術：
在起重運輸機械的運行機構中，電動機通常是在載荷狀態(tài)下起動的，而現(xiàn)有起重機械所用制動電動機因起動力矩大，在起動和停止時沖擊大，對起吊重物安全隱患大(如鑄造鋼、鐵水包的調運等)，對電動機本身及起重機械沖擊大影響其使用壽命，研發(fā)軟起動制動電動機成為起重運輸機械制動電機設計人員的共識和目標。軟起動制動電動機之所以能夠實現(xiàn)“軟”起動，其關鍵在于電動機的轉子結構上。軟起動電動機的轉子采用導磁性能好的低碳鋼實心轉子，轉子鐵心表面在定子產生的感應磁場中通過集膚效應作用，形成“渦流”而成轉子電路，該轉子電路在定子產生的感應磁場下產生轉子的感應電流，由于閉合的帶電導體在磁場中產生電磁力、便輸出電磁轉矩、使電動機旋轉。國內研制的第一代軟起動電機的實心轉子為無導條結構，實心轉子表面沒有切槽；電機的制動是在后端部外加電磁線圈和彈簧制動片，工作時電磁線圈通電、使制動片相互脫開，停機時制動線圈斷電、彈簧力推動使制動片壓合、電動機制動。我公司研制的第二代實心轉子軟起動制動電動機——一種復合轉子軟起動制動電動機其轉子為復合結構，該轉子的前2/3部分仍為無導條結構、轉子表面縱向切斜槽、將表面渦流分割成多個小區(qū)間，用以減小渦流發(fā)熱的影響；后1/3部分作有從端部切開的分隔槽和分割環(huán)，在分隔槽和分割環(huán)中采用壓鑄方法壓鑄入鋁料、使之形成端部封閉環(huán)路；電動機的制動是在電機軸上套裝一個彈簧制動盤、與后端蓋上的制動片配合形成制動器，當電機通電后，轉子前部仍然和第一代軟起動電動機一樣產生電磁轉矩而使電動機旋轉，后部則在定子線圈的作用下產生軸向的電磁力，使制動盤克服彈簧力與制動片脫開、電動機旋轉，斷電后旁磁力隨之消失，彈簧制動盤在彈簧力作用下與制動片壓合，電動機制動，轉子停止旋轉。實心轉子軟起動電動機經過第二代機的不斷改進，性能已經得到根本性的提高，其突出優(yōu)點是起動電流小、起動轉矩大、起動過渡期時間相比鼠籠電機長、滑差大沖擊小、過載能力強、堵轉5min電機不燒毀、適合頻繁起動工況；與傳統(tǒng)的通過外接電子軟啟動器、變頻啟動及變阻等方式起動相比，本軟起動方式不需附加外掛設計，電機制造費用和起重機配置費用大大降低，而且結構輕巧，安裝、調試、維護十分方便，故障率低，因此在較短的時間內被迅速認可和推廣，目前已經成為起重機械中運行機構的主流電機。但是，第二代機也存在著比較明顯的缺點即功率因數(shù)低、效率低。因為實心轉子電動機的轉差率大匕鼠籠電機大得多)，在達到額定功率時，其輸出轉矩也達到額定值，但此時電機的轉差率大，轉速也比較低。用戶反映軟起動電機在運行時“沒勁”——即運行疲軟。針對上述問題，我公司又研發(fā)成功第三代實心轉子軟起動制動電動機一一種復合籠條實心轉子軟起動制動電動機，該第三代機既保留第一、第二代機的軟起動特性，又使
該電機在穩(wěn)態(tài)運行時出力恒定、均勻——“有勁”，使其成為兼具“軟”起動和“硬”運行特性的電動機。該種復合籠條實心轉子軟起動制動電動機可作為各種單梁起重機、雙梁起重機、門式起重機的大車、小車運行機構以及電動葫蘆行走機構的動力，也可用于環(huán)保設備、冶金機械、礦山機械、船舶機械、港口機械、化工機械和汽車制造、工業(yè)生產線等需要連續(xù)工作的領域，應用前景十分廣闊。根據(jù)檢索，國內外尚未有與本發(fā)明相同的專利申請。

發(fā)明內容
針對以上存在的問題，本發(fā)明提供一種具有軟起動特性，可減少起動和停止時對起重機沖擊的、又可使電動機在穩(wěn)態(tài)運行時出力恒定、均勻有勁的，兼具有“軟”起動和“硬”運行特性的一種復合籠條實心轉子軟起動制動電動機。 本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是如圖I、圖2所示，該一種復合籠條實心轉子軟起動制動電動機包括電動機軸I、前端蓋2、機座3、定子4、復合籠條實心轉子5、制動彈簧6、定子繞組7、制動盤8、調整彈簧9、摩擦片10、后端蓋11、軸承12、調整塊13、調整螺釘14、鎖緊螺母15、風罩16，所述的復合籠條實心轉子5包括鋁合金籠條5. I、實心轉子5. 2 ;所述的鋁合金籠條5. I包括風葉5. I. I、左端環(huán)5. I. 2、導條5. I. 3、右端環(huán)5. I. 4 ;所述的實心轉子5. 2為導磁性能好的低碳鋼實心轉子，在其實心轉子5. 2全長的外圓周上圓周均布斜切若干個壓鑄鋁籠條的導條槽，導條槽的數(shù)量及截面積根據(jù)電磁計算確定，導條槽斜度為相鄰定子槽齒間寬度，其實心轉子5. 2的內孔作成四階梯孔、其最小的第一個階梯內孔與電動機軸I的外圓過盈配合、其第二個階梯內孔用以承裝制動彈簧6、其第三個階梯內孔的直徑與右端環(huán)5. 1.4的內徑一致、其第四個階梯內孔的直徑與右端環(huán)5. 1.4的外徑一致，在實心轉子5. 2的右端面上作右端環(huán)5. I. 4與外圓周上斜切的壓鑄鋁籠條的導條槽相通的平面分隔槽，通過壓鑄工序，向實心轉子5. 2的導條槽中、右端面的平面分隔槽中及左端面的外圓端部壓鑄入鋁合金材料，使壓鑄成的風葉5. I. I、左端環(huán)5. I. 2、導條5. I. 3、右端環(huán)5. I. 4連接成鋁合金籠條5. 1，形成閉合回路，把實心轉子5. 2與鋁合金籠條5. I壓鑄成一體，構成復合籠條實心轉子5，再把復合籠條實心轉子5的右端環(huán)5. I. 4朝向電動機軸I的花鍵軸一端與電動機軸I熱套成一體；所述的電動機軸I，在其花鍵軸尾端作穿過直徑并與軸心線垂直的矩形通槽，用以穿插入調整塊13，在電動機軸尾端作螺紋孔與調整螺釘14配合，并使螺釘孔與矩形通槽連通；所述的制動彈簧6 —端支承在實心轉子5. 2的階梯內孔底上，另一端支承在制動盤8的小端法蘭盤內凹槽中；所述的制動盤8兩端作有法蘭盤，內孔作花鍵，與電動機軸I的花鍵配合，小端法蘭盤面對右端環(huán)5. I. 4、內孔作有內凹槽、用以承裝制動彈簧6，大端法蘭盤面對后端蓋11內端面上固定的摩擦片10、內孔作有內凹槽，用以承裝調整彈簧9和調整塊13 ;所述的調整彈簧9 一端支承在制動盤8的大端法蘭盤的內凹槽中，另一端被穿插入電動機軸I矩形通槽中的長方形調整塊13所支承；所述的后端蓋11其內端面固定摩擦片10，其后端作通孔，由調整螺釘14穿入該孔與電動機軸I的螺紋孔連接；所述的調整塊13為長方形塊，其兩端作成圓弧形，朝向調整彈簧9的一面兩端作有圓弧型階梯，可穿插入電動機軸I所作的矩形通槽中；所述的調整螺釘14與穿插入電動機軸I矩形通槽中的調整塊13接觸，調節(jié)調整螺釘14，可通過調整塊13調節(jié)調整彈簧9的壓縮量，從而改變制動彈簧6對制動盤8的作用力，達到調節(jié)制動力矩和制動速度；所述的鎖緊螺母15用以鎖緊調節(jié)好制動力矩和制動速度后的調整螺釘14 ;所述的風罩16裝在后端蓋11外。所述的前端蓋2、后端蓋11、接線盒都采用鋁合金壓鑄成型，機座3采用鋁合金拉伸工藝成型，便于系列化和模塊化生產。本發(fā)明的有益效果是
I、本發(fā)明一種復合籠條實心轉子軟起動制動電動機是在實心轉子外表面斜切導條槽，在導條槽中壓鑄入鋁合金，在端部增設鋁端環(huán)，使鋁導條與左、右鋁端環(huán)壓鑄成封閉鋁合金籠式結構，形成閉合回路，類似鼠籠結構，由于實心轉子與鋁合金籠式結構材料不同、導電性能不一樣，所以兩個回路在不同的階段起主導作用，電動機在起動階段由實心轉子表面渦流形成產生起動力矩，保留了第一、第二代機的軟起動特性；在運行階段由籠式結構補充旋轉力矩，使該電動機在轉入運行階段時的M-S曲線特性和轉差率接近于鼠籠轉子電機，其速度平穩(wěn)，克服了第二代實心轉子軟起動制動電動機存在的運行疲軟現(xiàn)象，因此第三代實心轉子軟起動制動電動機——本發(fā)明的一種復合籠條實心轉子軟起動制動電動機是兼具有“軟”起動和“硬”運行特性的電動機，較第二代軟起動制動電動機功率因數(shù)大大增大、工作效率極大地提高?！败浧饎?、硬運行”的效果是本發(fā)明電動機最突出的優(yōu)勢和亮點。2、本發(fā)明的復合籠條實心轉子的右端環(huán)和右端面分隔環(huán)是旁磁產生端，本發(fā)明通過主磁路和旁磁制動回路的整合,采用主、旁磁一體化回路使制動回吸磁場強度加大,相應的制動力矩增大了 36%，使電動機制動性能明顯增強。本發(fā)明本身裝有平面摩擦制動器，裝有制動彈簧和調整彈簧，可調節(jié)制動力矩和制動速度。3、本發(fā)明一種復合籠條實心轉子軟起動制動電動機的絕緣等級由原來的E、F級提高到H級，提高了與高端設備配套的優(yōu)勢；防護等級由IP44、IP54提高到IP55，開拓了產品的適用領域；電動機的負載持續(xù)率由原來的25%、40%提高到100%，達到連續(xù)工作制水平；溫升下降19%，使電動機由原來的短時間運行提高到能夠應用到如礦山機械、工業(yè)生產線等需要連續(xù)工作的領域。4、本發(fā)明采用了鋁合金材料作機座、前、后端蓋、接線盒，其整機重量下降了33. 8%，散熱性能好，外觀美觀、輕巧，適應了高端電機小型化、輕量化的趨勢，也大幅降低制作成本。機座采用鋁合金拉伸工藝成型，便于系列化和模塊化生產。
5、本發(fā)明的軟起動方式不需附加外掛設計，電機制造費用和起重機配置費用大大降低，而且結構緊湊、體積小、重量輕、溫升低，安裝、調試、維護十分方便，故障率低。可廣泛推廣應用于各種單梁、雙梁起重機、門式起重機的大車、小車運行機構及電動葫蘆行走機構，也可應用于如環(huán)保、冶金、礦山、船舶、港口、化工機械和汽車制造、工業(yè)生產線等需要連續(xù)工作的領域，應用前景十分廣闊。


圖I是本發(fā)明的整機結構示意圖。圖2是本發(fā)明的復合籠條實心轉子結構示意圖。圖中5. I——鋁合金籠條、5. 2——實心轉子。圖3是本發(fā)明的復合籠條實心轉子結構示意圖的剖面圖。圖中5. I——招合金籠條、5. 2——實心轉子。圖4是本發(fā)明的鋁合金籠條的結構示意圖。圖中5. I. I——風葉、5. I. 2——左端環(huán)、5. I. 3-導條、5. I. 4-右端環(huán)。
具體實施例方式利用附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。本發(fā)明一種復合籠條實心轉子軟起動制動電動機，其復合籠條實心轉子5包括鋁合金籠條5. I一實心轉子5. 2,所述的招合金籠條5. I包括風葉5. I. I、左端環(huán)5. I. 2、導條
5.I. 3、右端環(huán)5. I. 4 ;所述的實心轉子5. 2為導磁性能好的低碳鋼實心轉子，在其實心轉子 5.2全長的外圓周上圓周均布斜切若干個壓鑄鋁籠條的導條槽，導條槽的數(shù)量及截面積根據(jù)電磁計算確定，導條槽斜度為相鄰定子槽齒間寬度，其實心轉子5. 2的內孔作成四階梯孔、其最小的第一個階梯內孔與電動機軸I的外圓過盈配合、其第二個階梯內孔用以承裝制動彈簧6、其第三個階梯內孔的直徑與右端環(huán)5. I. 4的內徑一致、其第四個階梯內孔的直徑與右端環(huán)5. I. 4的外徑一致，在實心轉子5. 2的右端面上作右端環(huán)5. I. 4與外圓周上斜切的壓鑄鋁籠條的導條槽相通的平面分隔槽，用專設的壓鑄模，通過壓鑄工序，向實心轉子
5.2的導條槽中、右端面的平面分隔槽中及左端面的外圓端部壓鑄入鋁合金材料，使壓鑄成的風葉5. I. I、左端環(huán)5. I. 2、導條5. I. 3、右端環(huán)5. I. 4連接成鋁合金籠條5. 1，形成閉合回路，把實心轉子5. 2與鋁合金籠條5. I壓鑄成一體，構成復合籠條實心轉子5，再把復合籠條實心轉子5的右端環(huán)5. I. 4朝向電動機軸I的花鍵軸一端與電動機軸I熱套成一體；將制動彈簧6從電機花鍵軸一端套裝入電動機軸I上，讓其支承到實心轉子5. 2的第二個階梯內孔的底部，將制動盤8小端法蘭盤面對實心轉子5. 2的右端面套裝入電動機軸1，使其花鍵孔與電動機軸I上花鍵滑動配合，將調整彈簧9套裝入電機軸I，支承在制動盤8大法蘭盤的內凹槽底上，再將作成矩形截面的、兩端作成圓弧形的調整塊13穿插入電動機軸I上的矩形通槽中，將調整螺釘14旋入電動機軸I尾端的螺釘孔中，抵在調整塊13的背面，使其壓住調整彈簧9，至此復合籠條實心轉子總成總裝完成；將作成一體的定子繞組7和定子4與機座3固定成一體；最后把總裝完成的轉子總成裝入定子4中，裝上前端蓋2、后端蓋
11、軸承12，待前后端蓋裝配到位后，調節(jié)調整螺釘14并鎖緊鎖緊螺母15，裝上風罩16。由于推動調整塊13，可以調節(jié)調整彈簧9的壓縮量，達到調節(jié)調整彈簧9對制動盤8的作用力大小，這樣做可抵消一部分制動彈簧6對制動盤8的作用力，從而達到改變制動電機制動力矩的大小。當調整螺釘14往下調節(jié)時，其推動調整塊13壓縮調整彈簧9的壓縮量增大，使其對制動盤8的作用力增大，使制動盤8與后端蓋11上固定的摩擦片10的制動力矩減小，則制動速度變慢；反之，電動機的制動力矩增大，制動速度快。由于調整彈簧9的作用，電動機在制動時就有一定的緩沖作用，從而減少電動機制動時對設備的沖擊，也由于制動盤8的特殊結構，使其制動效果好、又極大地簡化了平面制動的龐大體積與裝置，使整機結構緊湊、體積小、重量輕、節(jié)省原材料、降低消耗、大幅降低制造成本。前端蓋2、后端蓋11、接線盒都采用鋁合金壓鑄成型，散熱性能好、大幅降低整機重量，機座3采用鋁合金拉伸工藝成型，便于系列化和模塊化生產，提高工效，降低成本。由權威檢測部門對本發(fā)明第三代實心轉子軟起動制動電動機一一種復合籠條實心轉子軟起動制動電動機與同類第一代、第二代電動機性能檢測結果比較如下
權利要求
1.一種復合籠條實心轉子軟起動制動電動機，其特征在于該一種復合籠條實心轉子軟起動制動電動機包括電動機軸(I)、前端蓋(2)、機座(3)、定子(4)、復合籠條實心轉子(5)、制動彈簧(6)、定子繞組(7)、制動盤(8)、調整彈簧(9)、摩擦片(10)、后端蓋(11)、軸承(12)、調整塊(13)、調整螺釘(14)、鎖緊螺母(15)、風罩(16)，所述的復合籠條實心轉子(5)包括鋁合金籠條(5. I)、實心轉子(5. 2);所述的鋁合金籠條(5. I)包括風葉(5. I. I)、左端環(huán)(5. I. 2)、導條(5. I. 3)、右端環(huán)(5.1.4);所述的實心轉子(5.2)為導磁性能好的低碳鋼實心轉子，在其實心轉子(5. 2)全長的外圓周上圓周均布斜切若干個壓鑄鋁籠條的導條槽，導條槽的數(shù)量及截面積根據(jù)電磁計算確定，導條槽斜度為相鄰定子槽齒間寬度，其實心轉子(5.2)的內孔作成四階梯孔、其最小的第一個階梯內孔與電動機軸(I)的外圓過盈配合、其第二個階梯內孔用以承裝制動彈簧￠)、其第三個階梯內孔的直徑與右端環(huán)(5.1.4)的內徑一致、其第四個階梯內孔的直徑與右端環(huán)(5.1.4)的外徑一致，在實心轉子(5.2)的右端面上作右端環(huán)(5.1.4)與外圓周上斜切的壓鑄鋁籠條的導條槽相通的平面分隔槽，通過壓鑄工序，向實心轉子(5.2)的導條槽中、右端面的平面分隔槽中及左端面的外圓端部壓鑄入鋁合金材料，使壓鑄成的風葉(5. I. I)、左端環(huán)(5. I. 2)、導條(5. 1.3)、右端環(huán)(5.1.4)連接成鋁合金籠條(5. I)，形成閉合回路，把實心轉子(5. 2)與鋁合金籠條(5. I.)壓鑄成一體，構成復合籠條實心轉子(5.)，再把復合籠條實心轉子(5.)的右端環(huán)(5. 1.4)朝向電動機軸(I)的花鍵軸一端與電動機軸(I)熱套成一體；所述的電動機軸(I)，在其花鍵軸尾端作穿過直徑并與軸心線垂直的矩形通槽，用以穿插入調整塊(13)，在電動機軸尾端作螺紋孔與調整螺釘(14)配合，并使螺釘孔與矩形通槽連通；所述的制動彈簧(6) —端支承在實心轉子(5.2)的階梯內孔底上，另一端支承在制動盤(8)的小端法蘭盤內凹槽中；所述的制動盤⑶兩端作有法蘭盤，內孔作花鍵，與電動機軸⑴的花鍵配合，小端法蘭盤面對右端環(huán)(5. I. 4)、內孔作有內凹槽、用以承裝制動彈簧(6)，大端法蘭盤面對后端蓋(11)內端面上固定的摩擦片(10)、內孔作有內凹槽，用以承裝調整彈簧(9)和調整塊(13);所述的調整彈簧(9) 一端支承在制動盤(8)的大端法蘭盤的內凹槽中，另一端被穿插入電動機軸(I)矩形通槽中的長方形調整塊(13)所支承；所述的后端蓋(11)其內端面固定摩擦片(10)，其后端作通孔，由調整螺釘(14)穿入該孔與電動機軸(I)的螺紋孔連接；所述的調整塊(13)為長方形塊，其兩端作成圓弧形，朝向調整彈簧(9)的一面兩端作有圓弧型階梯，可穿插入電動機軸(I)所作的矩形通槽中；所述的調整螺釘(14)與穿插入電動機軸(I)矩形通槽中的調整塊(13)接觸，調節(jié)調整螺釘(14)，可通過調整塊(13)調節(jié)調整彈簧(9)的壓縮量，從而改變制動彈簧(6)對制動盤(8)的作用力，達到調節(jié)制動力矩和制動速度；所述的鎖緊螺母(15)用以鎖緊調節(jié)好制動力矩和制動速度后的調整螺釘(14);所述的風罩(16)裝在后端蓋(11)外。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種復合籠條實心轉子軟起動制動電動機，其特征在于所述的前端蓋(2)、后端蓋(11)、接線盒都采用鋁合金壓鑄成型，所述的機座(3)采用鋁合金拉伸工藝成型，便于系列化和模塊化生產。
全文摘要
一種復合籠條實心轉子軟起動制動電動機，涉及制動電動機。該機包括電機軸、前端蓋、機座、定子、復合籠條實心轉子、制動彈簧、定子繞組、制動盤、調整彈簧、摩擦片、后端蓋、調整塊、調整螺釘、鎖緊螺母、風罩，在實心轉子外圓周上斜切壓鑄鋁籠條的導條槽，把包括風葉、左端環(huán)、導條、右端環(huán)的鋁合金籠條和實心轉子壓鑄成一體，構成復合籠條實心轉子。本發(fā)明兼具軟起動和硬運行特性,功率因數(shù)高、工作效率高；采用整體磁回路使制動力矩增大36%，制動力矩和制動速度可調節(jié)；結構緊湊、體積小、重量輕、溫升低，提高絕緣等級、防護等級，安裝、調試、維護方便，故障率低?？蓱糜诟鞣N單、雙梁起重機、門式起重機大、小車運行機構及電動葫蘆行走機構。
文檔編號H02K15/02GK102938595SQ20121039977
公開日2013年2月20日 申請日期2012年10月19日 優(yōu)先權日2012年10月19日
發(fā)明者喻幸福, 魯?shù)欠? 張程 申請人:咸寧三寧機電有限公司