一种智能变频振动电机的制作方法

本发明涉及振动机械领域，特别是一种智能变频振动电机。

背景技术：

振动电机的应用领域越来越广泛，各种各样的振动机械层出不穷。一些振动机械由于工作需求，需要调整不同的激振力，同时也需要具有隔爆性能，然而传统的振动电机是通过调节激振块的夹角来完成激振力的调节，这种调节方式非常的不方便，那么就需要用变频器，通过调频来改变振动电机的激振力，现有的变频器在参数设置的时候很复杂，给用户带来不便。

目前振动电机市场还没有专用的变频振动电机出现，但随着国家对节能减排的要求提高，以及变频驱动相对工频控制的优势，在未来振动电机配备专用变频器将会成为趋势。因此，有必要设计一种智能变频振动电机，能够在指定频率范围内调节，实现方便、快捷的调节激振力，同时具有防爆功能，自适应功能，满足多种工况需求。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种智能变频振动电机，其能够在振动电机不停机的情况下，实现无级调节振动电机的激振力，满足振动机械工作需求。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的智能变频振动电机，包括三相异步变频振动电机和与之配套使用的智能变频振动电机专用控制器。所述智能变频振动电机专用控制器由变频控制器、智能控制系统、振动传感器和遥控器组成，其中：振动传感器装在振动设备上，智能控制系统用于控制多段频率循环运行，遥控器用于随时启动、停止电机及检测使用频率和调节所需频率。

所述的变频控制器，其设有2kw～4kw、10ω～20ω的制动电阻。

所述的遥控器，采用无线wifi遥控器，控制范围为50-100米，设有数显屏幕，以及有启动、停止、上调、下调控制按钮；该遥控器控制命令与变频控制器的面板命令相结合，实现调节和观察智能变频振动电机运行频率。

所述的三相异步变频振动电机，有卧式、立式、侧板式或细长结构，均设有机座，机座两端设有端盖，端盖内设有轴承，机座内设有有绕组定子铁芯、转子，转子两端分别安装有激振块。

所述的三相异步变频振动电机，其端盖的止口上，机座的出线处，以及三相异步变频振动电机内部的轴承内盖和轴套上，均设有隔爆面。

所述的三相异步变频振动电机，用于30-80hz调频，电压等级为380v或660v，控制器功率段1.5kw-55kw，电机功率段0.2kw-18kw，配有振动传感器，显示振幅；有自适应功能，针对不同工况，寻找最佳频率，使系统处于最佳的运行状态；保存3组设定频率，可对每段频率设定运行时间，或实现2段或3段频率循环运行。

所述的振动传感器采用tsv-01型振动传感器。

所述的智能控制系统，采用plc可编程控制器。

所述的变频控制器，设有振动传感器、遥控器、电机接线端子6个，用于单独或同时控制2-6台振动电机。

本发明提供的上述的智能变频振动电机，其在多种振动工况中应用，包括不停机自动调节激振力，在给定频率范围无级调节激振力，或者防爆场合中应用。

本发明与现有技术相比具有以下的主要优点：

第一，电控柜结构尺寸减少，方便安装；电控柜接触器等元件减少，减少电气故障点，维护方便。

第二，控制器功率段1.5kw-55kw，电机功率段0.2kw-18kw，频率在30～80赫兹内可调。

第三，启动电流减少，可减少供电变压器的容量，以及对电网的冲击(工频启动为电机电流的7倍，变频启动最多为2倍)。

第四，稳定运行后,变频运行在额定频率以下时，电流要小于工频，能节省电能，减少客户的运行费用支出。

第五，具有直流制动能力，从工作频率至停止时间为2～4秒。

第六，不同的结构形式，具有隔爆性能，满足多种环境要求。

第七，可实现振动电机在不停机的情况下，对振动电机的激振力进行无级调节。

传统的调节方式，是需要拆下振动电机的振动端罩，再对振动电机的激振块夹角进行调节，耗时，费力。而本发明直接调节频率来改变振动电机的激振力，提高工效，并且调节激振力准确、可靠。

第八，用户在参数设置的时候非常方便；无线wifi遥控控制，可方便客户现场操作；

传统的变频器在设置，调节的时候非常麻烦，甚至还每次设置、调节都需要看使用说明书才能正确设置、使用变频器。而本发明采用遥控器调节或控制器面板调节，调节方式简单易懂。

第九，可外扩电机线端子，最多可外扩6组，单独或同时控制2-6台振动电机。

第十，具有“自适应”功能，能够根据不同的工况需求，来自动调整频率，找到最佳频率后，自动锁定最佳频率并记忆该频率，下一次系统启动，自动在最佳频率运行，也可以至少保存3组设定频率、振幅，可对每段频率设定运行时间，实现2段或3段频率循环运行。具有定时变量调频，根据工况自动选择一组作为最佳运行状态。

附图说明

图1是卧式结构示意图。

图2是立式结构示意图。

图3是侧板式结构示意图。

图4是细长结构示意图。

图5是智能变频振动电机专用控制器平面图。

图6是遥控器平面图。

图中：1.振动端罩，2.激振块，3.端盖，4.轴承内盖，5.机座，6.有绕组定子铁芯，7.转子，8.出线盒盖，9.螺钉，10.垫圈，11.轴承，12.轴端挡圈，13.轴承外盖，14.吊环，15.支座，16.数显屏幕，17.控制按钮，18.隔爆面。

具体实施方式

下面结合实例和附图对本发明作进一步说明，但并不局限于下面所述内容。

本发明提供的智能变频振动电机，主要由智能变频振动电机专用控制器和与之相连的三相异步变频振动电机组成。所述的智能变频振动电机专用控制器，由变频控制器，智能控制系统，振动传感器和遥控器组成，其中：振动传感器装在振动设备上，智能控制系统用于控制多段频率循环运行，遥控器用于随时启动、停止电机及检测使用频率和调节所需频率。

所述的智能变频振动电机专用控制器，外接三相电源，给三相异步变频振动电机提供输入电源，可以通过智能变频振动电机专用控制器面板上或遥控器上的控制按钮18来调节频率，从而改变振动电机转速，无级调节激振力大小。

所述的智能变频振动电机专用控制器，用于30-80hz调频，电压电机380v、660v，控制器功率段1.5kw-55kw，电机功率段0.2kw-18kw，配有振动传感器，显示振幅；有自适应功能，针对不同工况，寻找最佳频率，使系统处于最佳的运行状态；具有3段可设频率，且可分别对每段频率设定运行时间，也可实现2段或3段定时循环运行。

所述的变频控制器，是与振动电机配套使用的独立设备，其通过电缆与振动电机相连。该变频控制器外观设计与通用变频器外观不同，主要是设有智能变频振动电机专用控制器字样。变频控制器内部装有制动电阻，该电阻阻值可以为2kw～4kw、10ω～20ω；电机接线端子，采用专用一出六端子，满足一台变频器带多台电机的要求；配备无线wifi遥控器，控制范围50-100米，该遥控器控制命令与控制器的面板命令相结合，该遥控器设有数显屏幕16和控制按钮17，便于调节和观察智能变频振动电机运行频率。

所述的变频控制器采用的是能耗制动，而制动电阻是用来消耗电机因快速停车所产生的再生电能。

所述的智能控制系统，采用plc可编程控制器。加速过程中进行电流抑制,电机启动时，先用一个较低的频率，再将电机的频率迅速提升,可在加速时快速的通过设备的共振区，达到设备平稳启动的要求，且这个过程不需要手动去调节频率，只需要按下启动键即可；当电机停机时，先将电机的频率减小，再对电机进行能耗制动，可使不同功率电机制动电流控制在2倍额定电流范围内，保证制动效果一致，这个过程也不需要手动调节频率，按下停止键即可。

所述的振动传感器，放置在振动设备上。该振动传感器采用tsv-01型振动传感器，电流信号(4～20ma)输出到变频控制器。

所述的三相异步变频振动电机，根据使用环境的不同，还分为例如图1所示的普通型三相异步变频振动电机，以及例如图4所示的隔爆型三相异步变频振动电机。根据结构形式不同，分为卧式三相异步变频振动电机、立式三相异步变频振动电机、侧板式三相异步变频振动电机和细长机构三相异步变频振动电机。

上述几种结构形式的振动电机，其用于30-80hz调频，电压等级为380v或660v，控制器功率段1.5kw-55kw，电机功率段0.2kw-18kw，配有振动传感器，显示振幅；有自适应功能，针对不同工况，寻找最佳频率，使系统处于最佳的运行状态；保存3组设定频率，可对每段频率设定运行时间，或实现2段或3段频率循环运行。

上述几种结构形式的振动电机，其电磁方案采用以下的全新设计：(1)转子槽型采用较大的槽口高度，提高了槽口高与槽口宽的比值，增加转子谐波漏抗，提高电机的最大转矩；(2)定子采用多槽和短距绕组，绕组线圈采用变频电机专用耐电晕漆包圆铜线，提高抗高频脉冲电压的能力；(3)在保证转轴挠度的前提下，尽量设计成较小的气隙，提高电机的功率因数，减小铜耗的比例。这种结构形式的振动电机是专用的变频振动电机，能够使电机在变频使用中稳定、有效的运行。

所述的卧式三相异步变频振动电机，采用细长或短粗结构的振动电机，通过水平安装模式装在振动机械上，可多机组合成各种振动型式，完成多种作业需求。

所述的立式三相异步变频振动电机，采用单法兰结构、锤型激振块结构的振动电机，均可以增强振幅。

所述的侧板式三相异步变频振动电机，采用扁平结构的振动电机，该电机直接安装在振动机械的侧板上，使其实现圆运动或直线运动，分别用于振动设备的不同工况需求。

所述的细长机构三相异步变频振动电机，采用加长型壳体振动电机，其可以增加激振力作用点距离，加宽激振力传递的范围(同等激振力的电机一般传递范围在300mm左右，这个电机可传递范围在1000mm左右)。

上述的三相异步变频振动电机，均包括振动电机的机座5，机座5两端设有端盖3，端盖3内设有轴承11，轴承11设有轴承内盖4和轴承外盖13，端盖3外设有振动端罩1，机座5内设有有绕组定子铁芯6，有绕组定子铁芯6的引线连至出线盒内，用于连接智能变频振动电机专用控制器，出线盒盖8用螺钉9和垫圈10连接在出线盒上，用于出线盒内部的防水防尘，有绕组定子铁芯6内设有转子7，转子7两端分别与激振块2相连，轴端挡圈12安装于转子7的两端，以防激振块松动甩出。

所述立式结构的三相异步变频振动电机，除了具有上述三相异步变频振动电机的结构外，还设有吊环14，便于该振动电机安装。

所述细长结构的三相异步变频振动电机，除了具有上述三相异步变频振动电机的结构外，还设有支座15，用于加长振动电机的激振力传递。

所述隔爆型三相异步变频振动电机，是在其端盖3的止口上，机座5的出线处，以及三相异步变频振动电机内部的轴承内盖4和轴套上，均设有隔爆面18。采用这种结构，可以隔爆。

本发明通过变频模块将三相交流电转化为直流电，再输出一个可调频率的三相交流电，来改变振动电机的频率。通过对钟祥新宇机电制造股份有限公司生产的vbe-20104-b、

vbe-100634-b、vbe-52326-b和vbe-1801106-b振动电机的测试，当50hz为最大激振力的70％时，最大激振力的峰值频率和频率增减激振力产生的变化(表1)。

本发明提供的智能变频振动电机，其能够在振动电机不停机的情况下，通过改变振动电机的频率，调节振动电机的转速，从而实现无级调节振动电机的激振力，完成振动机械的工作需求。其工作过程如下：

三相电源连接智能变频振动电机专用控制器，通过智能控制器将三相电源转化为频率可调的电源后，输入振动电机，使振动电机有绕定子铁芯7通电，产生旋转磁场，带动转子8转动，同时带动转子两端的激振块转动，从而产生激振力，在振动电机运转过程中，可通过智能变频振动电机专用控制器调节频率，振动电机因频率变化，转速改变，因而激振力随之变化，来满足振动机械的工作需求，满足30-80hz调频，多台电机同步控制，不停机调速。另具有“自适应”功能，能够根据不同的工况需求，来自动调整频率，找到最佳频率后，自动锁定最佳频率并记忆该频率，下一次系统启动，自动在最佳频率运行，也可保存3组设定频率，可对每段频率设定运行时间，实现2段或3段频率循环运行。同时能使振动电机在不停机的情况下无级调整振动电机激振力。

表1振动电机激振力频率变化表