[发明专利]一种基于磁流变脂的电动机软启动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电机动力传动装置，关于一种用于输送机、提升机等大功率重载设备的基于磁流变脂的电动机软启动装置。

背景技术

机械设备软启动是指动力机械在启动时断开负荷，动力机械运行正常后逐步施加负载缓慢平稳地启动。软启动技术对于机械传动系统而言，可保证在启动过程中作用在机械设备上的冲击能量最小，延长动力机械及其它工作机构的使用寿命，因此对于大功率重载设备非常必要。目前软启动技术应用于矿山或港口码头的大型提升机和输送机，工程设备的挖掘机、牵引机和起重机等。

液力启动方式一般包括液力耦合软启动和液体粘性软启动。现有的液力耦合器利用液体来传递能量，泵轮在发动机的带动下转动，将机械能转化为液体的动能，液体将能量传递给涡轮，涡轮带动从动轴转动。液力耦合器的能量传递效率低，特别在低速时，有近75％的能量被浪费，同时大容量的设备还须额外增加水冷系统，以降低在能量转换中产生的热能。液体粘性软启动器利用在主、从动轮摩擦片之间的油膜的粘性剪切作用力来传递动力。液体粘性软启动器在一定范围内能够实现主、从动轴之间的无极调速和同步运行，能对传动系统进行过载保护，但是电动机的动力通过粘性转矩作用在负载上，而不是真正的空载启动。当电动机处于负载启动状态，负载惯性较大而电动机转子的转速因负载惯性跟不上去，结果使过载电流大、电流冲击时间长，出现短时电流冲击现象。液体粘性软启动器的传动效率低，功率损失大、发热严重、且装置复杂、制造和维护的成本较高。

发明内容

本发明针对现有软启动方式存在的不足，提出一种控制方法简单、力矩传递效率可调的基于磁流变脂的电动机软启动装置。本发明的主电机使用电网电压，不存在电压切换时出现的短时电流冲击的问题，同时设备结构简单易于实现，制造和维护成本低廉。本发明的电动机软启动传动装置可广泛用于输送机、提升机等大功率重载设备，使电动机主电机启动电流小于额定电流的条件下实现软启动。

本发明的技术方案如下：

一种电动机软启动装置，其特征在于：它包括外壳、工作缸、励磁线圈、输入力矩转轴和输出力矩转轴；其中所述工作缸设置在外壳内且与外壳同轴，并可相对外壳转动；工作缸外侧壁与外壳内侧壁之间设置励磁线圈；所述输入力矩转轴和输出力矩转轴均设置在外壳与工作缸的轴线上，输入力矩转轴一端连接电动机的转子，输入力矩转轴另一端穿过外壳一端面和工作缸一端面到达工作缸的内部，所述输入力矩转轴与外壳和工作缸转动连接；输出力矩转轴一端固定在工作缸另一端面外部且与外壳转动连接，输出力矩转轴另一端穿过所述外壳连接负载；工作缸内侧壁上纵向间隔设置多个径向伸入的磁性通道环，将工作缸内腔分为多个连通的舱室；所述工作缸内填充磁流变脂；所述工作缸整体密封在所述外壳内。

所述磁性通道环为永磁体。

所述磁性通道环通过内花键设置在所述工作缸内侧壁上。

所述输入力矩转轴与所述工作缸和外壳均通过滚动轴承连接，所述输出力矩转轴与所述外壳通过滚动轴承连接。

每个所述舱室内设置一片状剪切环，所述剪切环与所述输入力矩转轴固定。

所述剪切环通过外花键设置在所述输入力矩转轴上。

所述工作缸外侧壁与外壳内侧壁之间设置有隔离板，所述隔离板与所述外壳内侧壁之间的圆筒形空腔内周向缠绕所述励磁线圈。

所述工作缸另一端面的内侧面上设置有盲孔，所述输入力矩转轴另一端的末端置入该盲孔内。

所述工作缸另一端面的外侧面设置有凸出部，所述凸出部中心设置有凸出部孔，所述输出力矩转轴一端固定在该凸出部孔内。

所述输入力矩转轴、输出力矩转轴和工作缸侧壁采用非导磁材料，所述外壳、两工作缸端面、剪切环采用导磁材料。

本发明的技术效果如下：