[發(fā)明專利]一種用于煤礦帶式輸送機(jī)的外轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)直驅(qū)輥筒

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811354612.5
• 申請日: 2018-11-14
• 公開（公告）號: CN109368141A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高永新;杜浩
• 申請（專利權(quán)）人: 遼寧工程技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: B65G23/08
• 分類號: B65G23/08;H02K9/04;H02K5/20
• 代理公司: 北京華夏正合知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11017
• 代理人: 陳曉寧;張麗萍

本發(fā)明提供了一種用于煤礦帶式輸送機(jī)的外轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)直驅(qū)輥筒，包括輥筒體、外轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)、外轉(zhuǎn)子電機(jī)定子空心固定軸和輥筒端蓋，輥筒體連同輥筒端蓋繞外轉(zhuǎn)子電機(jī)定子空心固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)；在外轉(zhuǎn)子電機(jī)定子空心固定軸的進(jìn)風(fēng)口設(shè)有冷卻系統(tǒng)；輥筒體的兩側(cè)設(shè)有剎車機(jī)構(gòu)，用于使輥筒體迅速制動(dòng)并且所受制動(dòng)力均勻；輥筒端蓋兩側(cè)的內(nèi)側(cè)裝有止逆裝置，用于防止輥筒體在過載情況下出現(xiàn)倒轉(zhuǎn)。本發(fā)明將外轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)內(nèi)置于帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)輥筒內(nèi)部，利用外轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)對帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)輥筒進(jìn)行直接驅(qū)動(dòng)，省去了減速器、聯(lián)軸器等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，縮短了傳動(dòng)鏈提高了機(jī)械效率、提高了帶式輸送機(jī)的工作效率、節(jié)約電能，并且結(jié)構(gòu)簡單，成本低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤礦帶式輸送機(jī)的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于煤礦帶式輸送機(jī)的外轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)直驅(qū)輥筒。

背景技術(shù)

帶式輸送機(jī)是現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域不可或缺的運(yùn)輸設(shè)備，正在朝著高效率、大功率、帶速快、運(yùn)輸量大、運(yùn)輸距離長的方向發(fā)展。尤其在煤炭開采中帶式輸送機(jī)更是扮演著重要的角色，帶式輸送機(jī)的性能直接影響著煤炭綜采工作面的生產(chǎn)效率。

當(dāng)今煤礦帶式輸送機(jī)均采用異步電機(jī)配合減速器和液力耦合器等裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，由于異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其實(shí)際效率僅有60％～70％，并且在煤礦用帶式輸送機(jī)選用異步電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)，異步電機(jī)的額定功率要根據(jù)最大負(fù)載時(shí)的功率進(jìn)行選擇，因此存在“大馬拉小車”現(xiàn)象，采用異步電機(jī)對煤礦用膠帶運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)造成電能被大量浪費(fèi)，并且由于異步電機(jī)需要串聯(lián)減速器、聯(lián)軸器等傳動(dòng)裝置，導(dǎo)致傳動(dòng)鏈過長，存在機(jī)械效率低、設(shè)備占用空間大、設(shè)備維護(hù)成本高等缺陷。

永磁同步電機(jī)相比于異步電機(jī)效率高，因此能夠?qū)崿F(xiàn)多極結(jié)構(gòu)，易于實(shí)現(xiàn)低速大轉(zhuǎn)矩。尤其是外轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)，因其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)更易于實(shí)現(xiàn)低速大轉(zhuǎn)矩。因此將外轉(zhuǎn)子電機(jī)置于輥筒內(nèi)部對帶式輸送機(jī)進(jìn)行直驅(qū)是未來帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要發(fā)展趨勢。雖然外轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)效率高，省去了減速器、聯(lián)軸器等傳動(dòng)裝置，縮短了傳動(dòng)鏈長度，提高了機(jī)械效率。但是低速大轉(zhuǎn)矩永磁直驅(qū)的實(shí)際應(yīng)用還很少，尤其外轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)在低速大轉(zhuǎn)矩的實(shí)際應(yīng)用幾乎沒有。

一方面因?yàn)橥廪D(zhuǎn)子電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及外轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)需要內(nèi)置到膠帶運(yùn)輸機(jī)的驅(qū)動(dòng)輥筒中，因此存在冷卻問題。當(dāng)前電機(jī)的散熱方式主要有通過電機(jī)自身轉(zhuǎn)子帶動(dòng)散熱風(fēng)扇進(jìn)行散熱和在電機(jī)殼體上布置冷卻水道利用液體對電機(jī)進(jìn)行冷卻。由于低速大轉(zhuǎn)矩的原因，外轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)速低，無法通過自身轉(zhuǎn)子帶動(dòng)散熱風(fēng)扇進(jìn)行散熱的方式達(dá)到電機(jī)的冷卻要求。若采用液冷的冷卻方式，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。更重要的是由于外轉(zhuǎn)子電機(jī)結(jié)構(gòu)的自身特點(diǎn)，只能在電機(jī)定子內(nèi)布置水道，這樣就會改變電機(jī)結(jié)構(gòu)，對電機(jī)的電磁性能產(chǎn)生影響。

另一方面在低速大轉(zhuǎn)矩的工況下采用永磁同步電機(jī)對負(fù)載進(jìn)行直驅(qū)，要考慮到負(fù)載變化對永磁同步電機(jī)的沖擊，尤其煤礦用膠帶運(yùn)輸機(jī)，負(fù)載是變化的，甚至?xí)?jīng)常會出現(xiàn)滿載啟動(dòng)、過載等情況，因此要在永磁同步電機(jī)與負(fù)載之間連接柔性啟動(dòng)裝置，以此來平衡力矩，降低負(fù)載對永磁同步電機(jī)的沖擊，對永磁同步電機(jī)進(jìn)行保護(hù)。然而由于外轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)限制，外轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)與輥筒之間不能連接液力耦合器等傳統(tǒng)柔性保護(hù)裝置。所以在實(shí)際應(yīng)用中，大功率高轉(zhuǎn)矩的領(lǐng)域運(yùn)用外轉(zhuǎn)子永磁同步進(jìn)行直驅(qū)的幾乎沒有。

專利201810109541.6公布了一種筒式單氣隙外轉(zhuǎn)子電機(jī)，通過在筒形導(dǎo)磁件上設(shè)置有冷卻管路，能夠達(dá)到快速降溫的效果。該技術(shù)方案雖能夠達(dá)到快速降溫的效果，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易于加工，更重要的是在永磁同步電機(jī)內(nèi)部添加冷卻管路會改變永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致電機(jī)優(yōu)化復(fù)雜，極其容易產(chǎn)生諧波影響永磁同步電機(jī)電磁性能。