专利名称：柔性启动电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电机，特别是一种柔性启动电机。
背景技术：
目前，电机按照转子的结构分类，可分为笼型感应电动机(旧标准称为 鼠笼型异步电动机)和绕线转子感应电动机(旧标准称为绕线型异步电动机)。
现有电机存在以下问题电机启动时，启动电流过高，对机电设备和供电电 网造成严重的沖击；电机重载启动，要求电机的功率大于带动负载稳定运转 时的功率，造成"大马拉小车"的现象，电机与负载不匹配，导致设备投资 的增加；电机启动时间过长，容易造成电机烧毁；意外过载或负载卡死时， 易损毁机器，造成事故。
通过大量的研究电机启动时的电流特性曲线、电压特性曲线、功率特性 曲线、转子转速特性曲线和力矩耦合特性曲线，发现电动机启动时，当电机 启动转速达到额定转速75%时，启动电流最大，承载能力最小。
现有技术中，通常给电机加装软启动器来解决电机启动时存在的问题。 软启动器主要通过控制启动电压或改变频率，实现电机软启动。中国实用新 型专利申请号200620155553.5公开的"电机软启动器"(授权公告号 CN200997579Y, >开日2007.12.26 )。该设备虽然可以实现电机软启动， 但是启动时间长；实现电机软启动，需要附加软启动器，增加了电机的成本; 电机没有过载保护的功能
发明内容
本发明的目的是提供一种柔性启动电机，使得电机启动电流降低，实现 电机与负载相匹配，减少电机启动时间。
为了实现上述目的，本发明提供一种柔性启动电机，包括转轴； 一滑 差挂载柔性启动装置与所述转轴同轴设置，所述滑差挂栽柔性启动装置包括 两个以上的叶片，均匀地固设在转轴上；
壳体，由外壳、第一端盖和第二端盖组成，并非接触地套设在所述叶片 外部，所述叶片将所述壳体与转轴所围成的空间等分成数个空腔，所述叶片 前端与所述外壳内壁留有空隙；
多个刚性球体，均匀地分装在所述空腔中，所述刚性球体的半径大于所 述叶片前端与所述外壳内壁留有的空隙。
由以上技术方案可知，本发明有如下效果降低了电机启动的电流，避 免启动电流过大烧坏电机；实现电机与负载全匹配；电机启动时间短，防止 电机烧毁；减少了电机的体积，提高了电机的节能效果，同时，使得电机具 有过载保护功能，进一步地提高了电机运行的安全性和可靠性。
下面通过具体实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
图1为本发明柔性启动电机的实施例一整体结构示意图2为本发明柔性启动电机的实施例二整体结构示意图3为本发明柔性启动电机实施例三中滑差挂栽柔性启动装置结构图4为本发明柔性启动电机的实施例七整体结构示意图5为图3的A-A剖视图一；
图6为图3的A-A剖视图二。
图中
1 —电机壳； 2—电机定子； 3—电机转子；
4一电机风扇； 5—转轴； 6—第二端盖；7—外壳;
8—第"端盖j
9—叶片；
10—端盖螺4丁
11—轴瓦
12—螺紋孔;
13—刚性球体
14一螺塞
15—转子;
16—半联轴器
17—螺钉
18—弹性套;
19—皮带轮;
20—紧固螺4丁
21 —第一轴承盖;
22—第二轴承盖； 23轴承。
具体实施例方式
实施例一
如图1所示，本发明实施例一种柔性启动电机，包括转轴5; —滑差 桂载柔性启动装置与所述转轴5同轴设置，所述滑差挂载柔性启动装置包括 两个以上的叶片9,均匀地固设在转轴5上；
壳体，由外壳7、第一端盖8和第二端盖6组成，并非接触地套设在所 述叶片9外部，所述叶片9将所述壳体与转轴5所围成的空间等分成数个空 腔，所述叶片9前端与所述外壳7内壁留有空隙；
多个刚性J求体13，均匀地分装在所述空腔中，所述刚性J求体13的半径 大于所述叶片9前端与所述外壳7内壁留有的空隙。
当电枳4妄通电源启动后，转轴5上的叶片9带动刚性J求体13在壳体中作 刚体运动，同时刚性球体13受离心力作用逐渐在壳体外壳7内圓柱面滑动。 由于轴瓦11与转轴5采用间隙配合，与第一端盖8和第二端盖6采用过盈配 合，因此壳体在刚电机启动时不随转轴5转动，此时作用在电动机上的阻力 矩即为刚性球体与壳体的摩擦力矩，电机近似空载启动。当转轴5的转速逐 渐增大时，刚性球体13在离心力作用下紧贴外壳7内壁，刚性球体13与内 壁的摩擦力矩逐渐增大，壳体逐渐被带动，直至壳体与转轴5达到同步运转 状体，它们之间不存在转速差。在第一端盖8上均匀设有至少两个螺紋孔12, 负载通过连接螺紋孔12被电机带动，实现了电机带动负载软启动。发明人在试验中发现，相对于现有技术电机，本实施例柔性启动电机的启动电流可降
低60%左右，通过力矩匹配，相对于带动相同负载条件下的现有技术的电机， 本发明柔性启动电机以较小的功率即可带动负载，使得电机正常运行时的电 流可降低25 % ~ 30 % ,极大地提高了电机的节能效果。
此外，可通过增减刚性球体13数量来调节电机启动时扭矩的传递参 数，缩短了电机的启动时间。同时，通过分析计算可得出设定合适数量的刚 性球体13，以有效实现电机过载保护的功能。具体为，通过设定合适数量的 刚性球体13，在电机运行过程中，若出现堵转或过载时，滑差桂载柔性启动 装置中的刚性球体13会在外壳7内壁上打滑，因而，电机转轴5所受到的实 际力矩不会增加，电机不会出现烧毁等不良现象，从而起到了过载保护功能， 有效提高了电机运行的安全性和可靠性。
由以上技术方案可知，本发明柔性启动电机具有以下特点
1、 实现了电机的轻载启动，降低了启动电流，防止电机因启动电流过 大而被烧毁；
2、 实现了电机与负载全匹配力矩耦合的高效^f氐耗的节能新模式；
3、 缩短了电机的启动时间，杜绝扫膛恶性事故的发生；
4、 具有过载保护功能，防止电机烧毁；
5、 由于电才几启动电流下降，可有效抑制电网的多次谐波，起到净化电 网发展绿色环保电网的效果；
6、 减少了电机的体积，提高了电机的节能效果。 实施例二
如图2所示，设置转子15，所述转子15固设在所述转轴5上，所述叶 片9固设在所述转子15上，叶片9将壳体与转子15所围成的空间等分成与 叶片9数量相同的空腔。通过设置转子15，可以方便叶片9的安装，同时转 轴5通过转子15传递动力，更容易保护转轴5不受损伤。
实施例三如图1和图2所示，在第一端盖8开设的通孔和第二端盖6开设的通孔 中分别设置轴瓦11，并且所述轴瓦11套设在转轴5或转子15上；
如图3所示，在第一端盖8开设的通孔和第二端盖6开设的通孔中分别 设置轴承23，并且所述轴承23套设在转轴5或转子15上，并增设第一轴承 盖21和第二轴承盖22,将轴承23封装到壳体中，例如通过紧固螺钉20 将第一轴承盖21和第二轴承盖22分别与第一端盖8和第二端盖6连接，将 轴承23封装到壳体中。使用轴瓦11或轴承23,在电机启动时，大大降低了 转轴受到的阻力力矩。
实施例四
如图2和图4所示，滑差挂载柔性启动装置部分或全部凸设在电机壳1 中。在电机转动时，电机壳1可以支撑滑差挂载柔性启动装置，减少电机连 接负载运转时，电机轴向的振动。
实施例五
如图2所示，在第一端盖8上固设半联轴器16。例如通过将螺钉17 穿过半联轴器16开设的通孔，并与螺紋孔12连接，使半联轴器16固设到第 一端盖8上。通过设置半联轴器16,方便电机连接工作机、减速器等负载。
如图3所示，在第一端盖8上固设皮带轮19。例如通过将螺钉17穿 过皮带轮19开设的通孔，并与螺紋孔12连接，使皮带轮19固设到第一端盖 8上。通过设置皮带轮19，方便电机在三角带和平皮带的场合工作。
实施例六
如图2和图3所示，在半联轴器16或皮带轮19开设的通孔中设置弹性 套18。通过设置弹性套18可以有效地补偿被连接的两轴出现的偏移，具有 緩冲减震的作用。
实施例七
如图4所示，将外壳7外表面设计成皮带轮的形状。通过将外壳7外表 面设计成皮带轮的形状，方便电机在三角带和平皮带的场合工作，同时可以节省外加的皮带轮，减低成本。 实施例八
如图5和图6所示，图5中所述叶片9的两个側面在最接近外壳7处有 向转动中心倾斜的斜面；图6中所述叶片9的两个侧面与外壳7最接近位置 起有向内凹的弧形面。当电机转动时，刚性球体13按电4几的转动方向靠近叶 片9，其中，先到达的刚性球体13由于受到后到达的刚性球体13的挤压， 只能沿叶片9的斜面或弧形面向转动中心方向滑动，从而脱离受挤压最大的 位置，而该位置由后面的刚性球体13填充，如此往返变化，实现了刚性球体 13受力状态的改变。通过替换受力最大的刚性球体，可以防止刚性球体13 的变形和破坏，从而预防电机因刚性球体13的损坏而出现的卡机现象。
最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其 限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术 人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或 者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技
术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求
1、一种柔性启动电机，包括转轴；其特征在于一滑差挂载柔性启动装置与所述转轴同轴设置，所述滑差挂载柔性启动装置包括两个以上的叶片，均匀地固设在转轴上；壳体，由外壳、第一端盖和第二端盖组成，并非接触地套设在所述叶片外部，所述叶片将所述壳体与转轴所围成的空间等分成数个空腔，所述叶片前端与所述外壳内壁留有空隙；多个刚性球体，均匀地分装在所述空腔中，所述刚性球体的半径大于所述叶片前端与所述外壳内壁留有的空隙。
2、 根据权利要求l所述的柔性启动电机，其特征在于所述滑差挂载 柔性启动装置设置转子，所述转子与所述转轴同轴设置，所述叶片固设在转 子上，叶片将壳体与转子所围成的空间等分成与叶片数量相同的空腔。
3、 根据权利要求1或2所述的柔性启动电机，其特征在于在所述转轴或转子与第一端盖开设的通孔和第二端盖开设的通孔中分别设置轴瓦，并 所述轴瓦套设在所述转轴上。
4、 根据权利要求1或2所述的柔性启动电机，其特征在于在所述转 轴或转子与第一端盖开设的通孔和第二端盖开设的通孔之间分别设置轴承， 并设置第一轴承盖和第二轴承盖分别与第一端盖和第二端盖连接，将轴承封 装到壳体中。
5、 根据权利要求1所述的柔性启动电机，其特征在于滑差挂载柔性 启动装置部分或全部凸设在电机壳中。
6、 根据权利要求l所述的柔性启动电机，其特征在于在所述第一端 盖上固设半联轴器或皮带轮。
7、 根据权利要求6所述的柔性启动电机，其特征在于在所述半联轴 器或皮带轮开设的通孔中设置弹性套。
8、 根据权利要求l所述的柔性启动电机，其特征在于将所述外壳外表面设计成皮带轮的形状。
9、 根据权利要求1所述的柔性启动电机，其特征在于所述叶片的两 个侧面在最接近所述外壳处设有向转动中心倾斜的斜面；或所述叶片的两个 侧面与所述外壳最接近位置处设有向内凹的弧形面。
全文摘要
本发明提供一种柔性启动电机，包括转轴；一滑差挂载柔性启动装置与所述转轴同轴设置，所述滑差挂载柔性启动装置包括两个以上的叶片，均匀地固设在转轴上；壳体，由外壳、第一端盖和第二端盖组成，并非接触地套设在所述叶片外部，所述叶片将所述壳体与转轴所围成的空间等分成数个空腔，所述叶片前端与所述外壳内壁留有空隙；多个刚性球体，均匀地分装在所述空腔中，所述刚性球体的半径大于所述叶片前端与所述外壳内壁留有的空隙。本发明效果是降低了电机启动的电流，实现电机与负载全匹配，具有过载保护功能。
文档编号H02P1/26GK101540575SQ20091008196
公开日2009年9月23日 申请日期2009年4月9日 优先权日2009年4月9日
发明者力 张 申请人:北京新宇航世纪科技有限公司;张 力