防爆组合型永磁或开关磁阻机电一体机及组装方法与流程

本发明涉及一种防爆组合型永磁或开关磁阻机电一体机及组装方法，属于防爆型永磁电机技术领域。

背景技术：

目前，在工业电力拖动系统中，传统的传动方式是电动机-联轴（或液力耦合器）-减速器-滚筒等。这种典型设备配置，得到了广泛应用，尤其是大功率系统，仍然采用的是传统方式，这给现场运行维护带来许多问题。例如：传动效率较低，运行维护工作量大、成本高，设备布置所需空间大，初期工程投资大等。作为电机减速传动，其结构均为将电机、减速器等部件应用在皮带运输机和提升运输等设备的动力输出转化上，在港口、矿山、冶金、化工、煤炭、建材、电力、粮食及交通运输等行业，得到了广泛应用。但是，在应用范围和使用上存在如下问题：（1）目前，内装式电动滚筒，一般是中小功率低电压90kw以下，应用结构优化高效率大功率传动的产品基本没有；（2）电机、减速器内置结构，有油冷和油浸结构维护困难（漏油问题等）、维护成本高的问题；（3）传统的传动方式结构，仍存在效率较低的问题，如传统皮带机和输送带系统传动效率一般为70%左右。鉴于存在上述问题，传统的传动系统中，尤其是中小功率传动系统普遍存在着高能耗、低效率、维护困难、成本高等问题。

根据国家对企业节能环保要求，推广使用节能环保技术设备，是今后发展的方向。随着电力电子技术、计算机技术、新型电机控制理论和稀土永磁材料的快速发展，永磁同步（或开关磁阻电机）电动机得以迅速的推广应用。永磁低速大扭矩大功率防爆机电减速一体机的生产具备了技术条件。申请号为201520581361.x的中国实用新型专利，公开了一种半直驱永磁电机动力总成；该结构中减速机外壳与低速永磁电机机壳连接与轴伸端端盖共同组成的减速机齿轮润滑油室，但是，这种结构设计不是相互独立，不能满足矿用设备煤安要求，不能用于煤矿井下作业环境。因此，要求需要机电一体化产品不仅效率高，而且必须满足矿用设备井下作业环境使用需求和防爆性能要求，符合矿用电机标准。

技术实现要素：

本发明目的是提供一种防爆组合型永磁或开关磁阻机电一体机及组装方法，电机前端盖与减速器基座连接处设有腔体独立空间，符合矿用电机标准，同时提高转载、提升、运输等作业的工作效率，解决背景技术中存在的问题。

本发明的技术方案是：

一种防爆组合型永磁或开关磁阻机电一体机，包含机壳、转子轴、输出轴、永磁定子铁芯、定子绕组、转子铁芯、磁钢和行星减速器；机壳的前端盖上设有轴承，转子轴设置在轴承上；机壳内设有永磁定子铁芯，永磁定子铁芯上设有定子绕组，转子轴上设有转子铁芯，转子铁芯上设有磁钢；行星减速器设置在减速器基座上，减速器输入轴上设有花键槽，轴承外的转子轴端部与减速器输入轴之间通过花键连接，减速器输入轴与转子轴同轴心，在前端盖与减速器基座连接处设有腔体独立空间；所述行星减速器设置在端盖内，端盖的一端设有行星减速器的输出轴，端盖的另一端与前端盖通过螺栓连接，端盖、前端盖和机壳连为一体结构；依靠前端盖和减速器基座之间的腔体独立空间来实现电机的防爆性能，在满足矿用设备井下作业环境使用需求和防爆性能要求的前提下，实现传输速比的转化和动力的输出。

所述端盖与前端盖通过螺栓连接后向下延伸，进入前端盖与减速器基座之间的腔体独立空间。

所述转子轴尾端设有外接制动闸盘。

本发明将防爆永磁电动机转子轴输出到行星减速器，即高速电机输出轴连接一级行星减速器输入端，通过花键槽与减速器输入轴连接，继而依次连接行星减速器内的太阳轮、行星轮和齿圈，减速后传输至输出轴，形成低速大功率大扭矩机电一体化装置。

所述定子绕组和机壳内分别装设温度传感元件。

所述转子轴内部装设震动传感元件。

所述壳体上设有接线端子箱，接线端子箱设有绝缘套固定结构，用于电源线和测量线进入壳体内部。

本发明适合电压等级660v\1140v\6kv\10kv。本发明采用永磁同步电动机原理工作。

所述机壳上设有自然散热片，机壳内设有内外循环的水强迫冷却系统，机壳上设有冷却水进口和冷却水出口；所述接线端子箱设有防爆接线盒外壳，防爆接线盒外壳与冷却水进口和冷却水出口的间距在300-350mm，防爆接线盒外壳与冷却水进口和冷却水出口之间设有防水挡板。

一种防爆组合型永磁或开关磁阻机电一体机的组装方法，包含如下步骤：

①机壳的前端盖上设有轴承，转子轴设置在轴承上；机壳内设有永磁定子铁芯，永磁定子铁芯上设有定子绕组，转子轴上设有转子铁芯，转子铁芯上设有磁钢，组装成永磁电机；

②行星减速器设置在减速器基座上，减速器输入轴上设有花键槽，轴承外的转子轴端部与减速器输入轴之间通过花键连接，减速器输入轴与转子轴同轴心，在前端盖与减速器基座连接处设有腔体独立空间；永磁电机与行星减速器连为一体结构；

③前端盖的两端面加工成电气防爆标准的防爆面，与前端盖两面分别配合的端盖端面和机壳端面也加工成电气防爆标准的防爆面；端盖、前端盖和机壳连为一体结构，行星减速器和永磁电机配合形成防爆组合型永磁或开关磁阻机电一体机。

所述的定子绕组和机壳内分别装设温度传感元件；转子轴内部装设震动传感元件；所述壳体上设有接线端子箱，接线端子箱设有绝缘套固定结构，用于电源线和测量线进入壳体内部；机壳上设有自然散热片，机壳内设有内外循环的水强迫冷却系统。

所述水强迫冷却系统设有液体压力检测和液体流量检测，并与永磁电机的主控制回路实现电气闭锁。

本发明的有益效果：具有低速大扭矩大功率，可应用于煤矿井下和具有爆炸气体危险的化工企业，也可用在一般其它行业。特别是用于大型皮带机和输送机应用场所，替代传统电气传动，是电气传动领域的一场革命，使皮带机、输送机、刮板机、转载机等具有高效率、低速大扭矩、大功率的特点，配变频器后，速度从零到最大可调。本发明由低速大扭矩大功率防爆永磁电机和行星减速器合二为一组成的一体机传动系统，是一种机电一体化产品，具有如下效果：a.一体机传动系统，替代了传统电机、减速器、液力耦合器构成的传动系统，设备布置节省了大量空间，节省初期投资；b.现场机电设备的运行维护量大幅降低，节省人力、维修材料；故障率低，生产事故减少；c.与传统系统相比，效率可提高至96%；d.由于没有传统高速电机和变速箱等，噪音极大降低，更环保；e.对倾斜角度传动系统，电滚筒可方便加装盘型制动，使系统更安全。

附图说明

图1为本发明实施例的结构结构图；

图2为本发明实施例的立体组装示意图；

图3为本发明组装俯视图；

图中：转子轴1、输出轴2、永磁定子铁芯3、定子绕组4、转子铁芯5、磁钢6、端盖7、前端盖8、腔体独立空间9、减速器输入轴10、轴承11、花键槽12、机壳13、接线端子箱14、行星减速器15、减速器基座16、螺栓17。

具体实施方式

以下结合附图，通过实例对本发明作进一步说明。

一种防爆组合型永磁或开关磁阻机电一体机，包含机壳13、转子轴1、输出轴2、永磁定子铁芯3、定子绕组4、转子铁芯5、磁钢6和行星减速器15；机壳13的前端盖8上设有轴承11，转子轴1设置在轴承11上；机壳13内设有永磁定子铁芯3，永磁定子铁芯3上设有定子绕组4，转子轴1上设有转子铁芯5，转子铁芯5上设有磁钢6；行星减速器15设置在减速器基座16上，减速器输入轴10上设有花键槽12，轴承11外的转子轴1端部与减速器输入轴10之间通过花键连接，减速器输入轴与转子轴同轴心，在前端盖8与减速器基座16连接处设有腔体独立空间9；所述行星减速器15设置在端盖7内，端盖7的一端设有行星减速器15的输出轴2，端盖7的另一端与前端盖8通过螺栓17连接，端盖7、前端盖8和机壳13连为一体结构；依靠前端盖和减速器基座之间的腔体独立空间来实现电机的防爆性能，在满足矿用设备井下作业环境使用需求和防爆性能要求的前提下，实现传输速比的转化和动力的输出。

所述端盖7与前端盖8通过螺栓17连接后向下延伸，进入前端盖8与减速器基座16之间的腔体独立空间9。

所述转子轴1尾端设有外接制动闸盘。

本发明将防爆永磁电动机转子轴输出到行星减速器，即高速电机输出轴连接一级行星减速器输入端，通过花键槽与减速器输入轴连接，继而依次连接行星减速器内的太阳轮、行星轮和齿圈，减速后传输至输出轴，形成低速大功率大扭矩机电一体化装置。

所述的定子绕组4和机壳内分别装设温度传感元件。

所述转子轴内部装设震动传感元件。

所述壳体上设有接线端子箱14，接线端子箱14设有绝缘套固定结构，用于电源线和测量线进入壳体内部。

所述机壳13上设有自然散热片，机壳内设有内外循环的水强迫冷却系统。

本发明采用永磁同步电动机原理工作。

一种防爆组合型永磁或开关磁阻机电一体机的组装方法，包含如下步骤：

①机壳13的前端盖8上设有轴承11，转子轴1设置在轴承11上；机壳13内设有永磁定子铁芯3，永磁定子铁芯3上设有定子绕组4，转子轴1上设有转子铁芯5，转子铁芯5上设有磁钢6，组装成永磁电机；

②行星减速器15设置在减速器基座16上，减速器输入轴10上设有花键槽12，轴承11外的转子轴1端部与减速器输入轴10之间通过花键连接，减速器输入轴与转子轴同轴心，在前端盖8与减速器基座16连接处设有腔体独立空间9；永磁电机与行星减速器连为一体结构；

③前端盖8的两端面加工成电气防爆标准的防爆面，与前端盖8两面分别配合的端盖7端面和机壳13端面也加工成电气防爆标准的防爆面；端盖7、前端盖8和机壳13连为一体结构，行星减速器和永磁电机配合形成防爆组合型永磁或开关磁阻机电一体机。

所述的定子绕组4和机壳内分别装设温度传感元件；转子轴内部装设震动传感元件；所述壳体上设有接线端子箱14，接线端子箱14设有绝缘套固定结构，用于电源线和测量线进入壳体内部；电源线和监测线分别通过接线端子箱14连接。

所述机壳13上设有自然散热片，机壳内设有内外循环的水强迫冷却系统；所述水强迫冷却系统：机壳上设有冷却水进口和冷却水出口，在定子铁芯设有冷却水接口，冷却水接口分布嵌入定子铁芯内，强迫冷却水通过永磁电机内的冷却水接口在定子铁芯内形成内部串联循环冷却。所述接线端子箱14设有防爆接线盒外壳，防爆接线盒外壳与冷却水进口和冷却水出口的间距在300-350mm，防爆接线盒外壳与冷却水进口和冷却水出口之间设有防水挡板。

所述水强迫冷却系统设有液体压力检测和液体流量检测，并与永磁电机的主控制回路实现电气闭锁。

本发明与传统电机传动结构相比，电机和一级行星减速使结构大大优化，体积小，重量轻，并实现了机电一体化的结合。可广泛应用于矿山、港口、水泥、冶金、化工等及其它工业场所。本发明将行星减速器和永磁电机（或开关磁阻电机）融为一体，这种独特的结构大大的优化并满足了工业现场要求。利用永磁同步电机技术和变频技术极大地提高了工业场所中如转载、提升、运输等作业的工作效率。由行星减速器和永磁电机融为一体组成的传动系统与普通传统异步电动机组成的传动系统相比，优点如下：替代了传统电机、传统减速器、液力耦合器等，加长了电动机径向尺寸，减少了纵向占用空间，设备布置节省了大量空间，减少了设备基础的土建工程，对矿山井下场所，减少了巷道工程，节省工程初期投资；便于诸如巷道等狭窄空间的行人和运输；现场机电设备的运行维护量大幅降低，系统维护简单，节省人力、维修材料，系统故障率低，生产事故减少；免维护或易维护；永磁变频调速和机械调速相结合的综合传动方式，实现了高效率传动，传动效率可达96%，减少电力消耗；集成了冷却系统内部串联循环冷却，使整体体积大大减小；在高速轴上可扩展制动闸盘或闸轮，大大减低了加工和制造成本。