[實用新型]一種用于煤礦帶式輸送機的外轉子永磁同步電機直驅輥筒

有效

• 申請號: 201821874391.X
• 申請日: 2018-11-14
• 公開（公告）號: CN209177421U
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發明（設計）人: 高永新;杜浩
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學
• 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權代理事務所(普通合伙) 11017
• 代理人: 陳曉寧;張麗萍

本實用新型提供了一種用于煤礦帶式輸送機的外轉子永磁同步電機直驅輥筒，包括輥筒體、外轉子永磁同步電機、外轉子電機定子空心固定軸和輥筒端蓋，輥筒體連同輥筒端蓋繞外轉子電機定子空心固定軸轉動；在外轉子電機定子空心固定軸的進風口設有冷卻系統；輥筒體的兩側設有剎車機構，用于使輥筒體迅速制動且所受制動力均勻；輥筒端蓋兩側的內側裝有止逆裝置，用于防止輥筒體在過載情況下出現倒轉。本實用新型將外轉子永磁同步電機內置于帶式輸送機驅動輥筒內部，利用外轉子永磁同步電機對帶式輸送機的驅動輥筒進行直接驅動，省去減速器、聯軸器等傳動機構，縮短了傳動鏈提高了機械效率、提高了帶式輸送機的工作效率、節約電能，結構簡單，成本低。

技術領域

本實用新型涉及煤礦帶式輸送機的技術領域，尤其涉及一種用于煤礦帶式輸送機的外轉子永磁同步電機直驅輥筒。

背景技術

帶式輸送機是現代工業領域不可或缺的運輸設備，正在朝著高效率、大功率、帶速快、運輸量大、運輸距離長的方向發展。尤其在煤炭開采中帶式輸送機更是扮演著重要的角色，帶式輸送機的性能直接影響著煤炭綜采工作面的生產效率。

當今煤礦帶式輸送機均采用異步電機配合減速器和液力耦合器等裝置進行驅動，由于異步電機的結構特點，其實際效率僅有60％～70％，并且在煤礦用帶式輸送機選用異步電機進行驅動時，異步電機的額定功率要根據最大負載時的功率進行選擇，因此存在“大馬拉小車”現象，采用異步電機對煤礦用膠帶運輸機進行驅動造成電能被大量浪費，并且由于異步電機需要串聯減速器、聯軸器等傳動裝置，導致傳動鏈過長，存在機械效率低、設備占用空間大、設備維護成本高等缺陷。

永磁同步電機相比于異步電機效率高，因此能夠實現多極結構，易于實現低速大轉矩。尤其是外轉子永磁同步電機，因其結構特點更易于實現低速大轉矩。因此將外轉子電機置于輥筒內部對帶式輸送機進行直驅是未來帶式輸送機驅動系統的主要發展趨勢。雖然外轉子永磁同步電機效率高，省去了減速器、聯軸器等傳動裝置，縮短了傳動鏈長度，提高了機械效率。但是低速大轉矩永磁直驅的實際應用還很少，尤其外轉子永磁同步電機在低速大轉矩的實際應用幾乎沒有。

一方面因為外轉子電機的結構特點以及外轉子永磁同步電機需要內置到膠帶運輸機的驅動輥筒中，因此存在冷卻問題。當前電機的散熱方式主要有通過電機自身轉子帶動散熱風扇進行散熱和在電機殼體上布置冷卻水道利用液體對電機進行冷卻。由于低速大轉矩的原因，外轉子永磁同步電機轉速低，無法通過自身轉子帶動散熱風扇進行散熱的方式達到電機的冷卻要求。若采用液冷的冷卻方式，結構復雜，成本較高。更重要的是由于外轉子電機結構的自身特點，只能在電機定子內布置水道，這樣就會改變電機結構，對電機的電磁性能產生影響。

另一方面在低速大轉矩的工況下采用永磁同步電機對負載進行直驅，要考慮到負載變化對永磁同步電機的沖擊，尤其煤礦用膠帶運輸機，負載是變化的，甚至會經常會出現滿載啟動、過載等情況，因此要在永磁同步電機與負載之間連接柔性啟動裝置，以此來平衡力矩，降低負載對永磁同步電機的沖擊，對永磁同步電機進行保護。然而由于外轉子永磁同步電機的結構限制，外轉子永磁同步電機與輥筒之間不能連接液力耦合器等傳統柔性保護裝置。所以在實際應用中，大功率高轉矩的領域運用外轉子永磁同步進行直驅的幾乎沒有。

專利201810109541.6公布了一種筒式單氣隙外轉子電機，通過在筒形導磁件上設置有冷卻管路，能夠達到快速降溫的效果。該技術方案雖能夠達到快速降溫的效果，但是結構復雜，不易于加工，更重要的是在永磁同步電機內部添加冷卻管路會改變永磁電機結構，導致電機優化復雜，極其容易產生諧波影響永磁同步電機電磁性能。