[發(fā)明專利]基于雙凸極永磁電機(jī)的電氣式混沌振動(dòng)壓土機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810018828.4
• 申請(qǐng)日: 2008-01-25
• 公開（公告）號(hào): CN101230567A
• 公開（公告）日: 2008-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄒國棠;王政;程明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): E02D3/046
• 分類號(hào): E02D3/046
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 葉連生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種采用三相帶斜槽雙凸極永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)壓土機(jī)，屬于振動(dòng)壓土機(jī)制造的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

振動(dòng)壓土機(jī)可有效地用于壓實(shí)泥土和混凝土材料，以獲得較高的壓實(shí)密度。傳統(tǒng)的由柴油機(jī)或電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的振動(dòng)壓土機(jī)通常只有單一的振動(dòng)頻率。目前科學(xué)家發(fā)現(xiàn)混沌振動(dòng)的壓土機(jī)比具有單一振動(dòng)頻率的振動(dòng)壓土機(jī)具有更好的壓實(shí)效果。其原因在于實(shí)際的泥土或混凝土材料是由不同大小和成分的固體顆粒混合組成，從而使得這些顆粒具有不同的共振頻率。當(dāng)壓土機(jī)的振動(dòng)頻率接近固體顆粒的共振頻率時(shí)，顆粒將會(huì)產(chǎn)生最大的振動(dòng)位移而具有最優(yōu)的壓實(shí)效果。然而，單一振動(dòng)頻率的壓土機(jī)僅僅接近泥土或混凝土中一部分顆粒的共振頻率。由于混沌振動(dòng)具有連續(xù)而寬闊的振動(dòng)頻率，因此混沌振動(dòng)壓土機(jī)可以使得更多固體顆粒產(chǎn)生共振，因此具有更好的壓實(shí)效果。現(xiàn)在已有的混沌振動(dòng)壓土機(jī)仍然保持柴油機(jī)或電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子周期運(yùn)轉(zhuǎn)，而通過機(jī)械方式設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子偏心塊而產(chǎn)生混沌振動(dòng)。但是機(jī)械式混沌振動(dòng)壓土機(jī)結(jié)構(gòu)笨重，而且一旦轉(zhuǎn)子偏心塊機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)好后，混沌振動(dòng)的模式將不能改變。因此研制開發(fā)可以靈活改變其振動(dòng)模式，可避免復(fù)雜機(jī)械設(shè)計(jì)，同時(shí)操作簡單的混沌振動(dòng)壓土機(jī)具有著重要的意義。同時(shí)，如何選擇適應(yīng)這些要求的混沌振動(dòng)壓土機(jī)驅(qū)動(dòng)源是另一個(gè)需要考慮的重要因素，該驅(qū)動(dòng)源需要滿足操作簡單、結(jié)構(gòu)堅(jiān)固和在不同工況下振動(dòng)的要求。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本發(fā)明的目的是提出一種基于雙凸極永磁電機(jī)的電氣式混沌振動(dòng)壓土機(jī)。該種壓土機(jī)選擇三相雙凸極永磁電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源，電機(jī)采用轉(zhuǎn)子斜槽設(shè)計(jì)，因此其氣隙磁場和電感隨位置呈正弦狀分布，可以由三相對(duì)稱的工頻交流供電系統(tǒng)直接供電，操作簡單。

技術(shù)方案：本發(fā)明的基于雙凸極永磁電機(jī)的電氣式混沌振動(dòng)壓土機(jī)選擇三相雙凸極永磁電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源，基于這種電機(jī)自身的非線性動(dòng)態(tài)模型，通過變壓器改變加在電機(jī)上三相電壓的大小，可使得電機(jī)通電后自行產(chǎn)生混沌的旋轉(zhuǎn)速度。由該電機(jī)驅(qū)動(dòng)常規(guī)的實(shí)心偏心塊，可產(chǎn)生混沌的振動(dòng)模式。這種電氣式混沌振動(dòng)壓土機(jī)既不需要對(duì)轉(zhuǎn)子偏心塊進(jìn)行復(fù)雜的機(jī)械設(shè)計(jì)，也不依靠對(duì)電機(jī)進(jìn)行附加的控制。同時(shí)，通過變壓器調(diào)節(jié)三相電壓，該電氣式振動(dòng)壓土機(jī)的振動(dòng)可在周期振動(dòng)和混沌振動(dòng)之間進(jìn)行切換，而且，混沌振動(dòng)的范圍可以改變，可壓實(shí)不同的固體顆粒。

本發(fā)明的基于雙凸極永磁電機(jī)的電氣式混沌振動(dòng)壓土機(jī)采用雙凸極永磁電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源，一個(gè)整體的偏心塊聯(lián)結(jié)在雙凸極永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子上，固定螺母將雙凸極永磁電機(jī)固定在支架上，支架和振動(dòng)板通過螺母緊固在一起。

所述的雙凸極永磁電機(jī)中，定子上有12個(gè)凸極，在四個(gè)角分布有4個(gè)永磁體，永磁體的磁場方向沿著電機(jī)的圓周方向，轉(zhuǎn)子上有8個(gè)凸極，轉(zhuǎn)子凸極寬度略大于定子凸極的寬度。所述的轉(zhuǎn)子采用斜槽設(shè)計(jì)，減小電機(jī)的自定位轉(zhuǎn)矩并獲得接近正弦形狀的氣隙磁密分布。

有益效果：本發(fā)明的特點(diǎn)是采用三相帶斜槽雙凸極永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)壓土機(jī)，利用雙凸極永磁電機(jī)的非線性模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)其直接提供三相交流電而產(chǎn)生混沌的振動(dòng)效果，構(gòu)成一種新型的電氣式混沌振動(dòng)壓土機(jī)。首先，這種電氣式混沌振動(dòng)壓土機(jī)不需復(fù)雜的機(jī)械設(shè)計(jì)，可采用常規(guī)振動(dòng)壓土機(jī)偏心塊設(shè)計(jì)；其次，這種電氣式混沌振動(dòng)壓土機(jī)操作簡單，無需附加控制，直接提供三相交流電即可實(shí)現(xiàn)混沌振動(dòng)效果；再次，這種電氣式混沌振動(dòng)壓土機(jī)操作靈活，通過改變?nèi)嚯妷旱拇笮。蓪?shí)現(xiàn)其在周期振動(dòng)和混沌振動(dòng)之間切換，而且混沌振動(dòng)范圍可變；最后，這種電氣式混沌振動(dòng)壓土機(jī)提供的混沌振動(dòng)比常規(guī)周期振動(dòng)壓土機(jī)具有更寬的振壓頻率，因此有更好的壓實(shí)效果。

1、采用三相帶斜槽雙凸極永磁電機(jī)作為壓土機(jī)的驅(qū)動(dòng)源驅(qū)動(dòng)普通的實(shí)心偏心塊，來產(chǎn)生混沌的振動(dòng)，去除了針對(duì)轉(zhuǎn)子偏心塊的復(fù)雜機(jī)械設(shè)計(jì)。

2、這種雙凸極永磁電機(jī)具有實(shí)心轉(zhuǎn)子，因此結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，可適用于各種劇烈的振動(dòng)工況。

3、通過外加三相供電電源，基于電機(jī)自身的非線性模型將直接產(chǎn)生混沌振動(dòng)，無需附加控制。

4、通過改變外加電源電壓數(shù)值的大小，使壓土機(jī)振動(dòng)在周期振動(dòng)和混沌振動(dòng)之間切換。

5、通過改變外加電源電壓的大小，混沌振動(dòng)的范圍可改變，可壓實(shí)不同特性的固體顆粒。

6、相對(duì)常規(guī)周期振動(dòng)壓土機(jī)，該電氣式混沌振動(dòng)壓土機(jī)有更寬的振壓頻率，使得更多固體顆粒產(chǎn)生共振，因此具有更好的壓實(shí)效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為用于該電氣式混沌振動(dòng)壓土機(jī)驅(qū)動(dòng)源的三相雙凸極永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)。

圖3為該電氣式混沌振動(dòng)壓土機(jī)的機(jī)構(gòu)。

圖4為該電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的在不同外加三相電壓數(shù)值下的分岔圖。