一种双速锥形转子电机的制作方法

本发明涉及电机技术领域，更具体的是涉及一种双速锥形转子电机。

背景技术：

现有的电机通常为单极结构，在使用时，为了实现不同转速输出，通常配套有变速器，使整体结构占用空简大，同时，减速器容易存在断轴问题，并且在变速器运行过程中，存在能耗大的缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的在于：为了改善现有的电机能耗高的问题，本发明提供一种双速锥形转子电机。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种双速锥形转子电机，包括机壳及设置在所述的机壳上的制动系统，在所述的机壳内侧设置有转子和定子，所述的转子外形和所述的定子内腔均为锥形，所述的定子由第一磁极和第二磁极构成，所述的第一磁极和第二磁极之间设置有隔离防护层，所述的第一磁极和第二磁极分别设置有功率输出端，所述的第一磁极和第二磁极分别连接不同的控制系统，所述的第一磁极为4极，绕线为4×0.95-1.20mm，线圈匝数10-20，所述的第二电机为16极，绕线为3×1.00-1.30mm，线圈匝数10-20，所述的定子外径327mm，定子高度200-220mm，所述的定子为48槽，所述的转子为44槽。

本发明的有益效果如下：本发明通过采用两个磁极构成定子，使其分别了连接两个功率输出端，能够使一个电机输出两种速度，能够分成满负载和轻负载两种状况使用，能够改善现有电机容易出现能耗高、结构复杂的缺陷，使其能够作为中速电机或超慢速电机使用；并且利用锥形转子结构，使其能够与现有的制动系统相配合，实现快速启停，在用于电葫芦等设备时，使用更加安全可靠。

可选的，为更好的实现本发明，在所述的转子的输出轴上设置有套管，在所述的输出轴上设置有外管，所述的外管通过轴承转动连接在所述的输出轴上，在所述的外管外部设置有输出齿轮，在所述的套管上设置有平行于所述的输出轴的拉杆，所述的拉杆远离所述的套管一端贯穿所述的输出齿轮并通过螺母固定。通过采用输出轴上的套管，使套管随着输出轴同步输出功率，在拉杆的作用下，使其能够带动负载端输出齿轮转动，实现功率输出，当负载超出额定功率时能够使拉杆断裂，避免超出额定功率时导致电机烧毁的问题。

可选的，为更好的实现本发明，在所述的外管靠近所述的套管一端内外侧设置有挡沿，在所述的套管上设置有制动管，所述的制动管远离所述的套管一端向内侧弯折形成制动端，所述的制动端位于所述的挡沿与所述的输出齿轮之间，在所述的制动端和所述的挡沿相向的端面上分别设置有制动片。通过采用制动管，在电机超载时，使电机断电，此时电机制动系统使电机停转，使制动端的制动片与挡沿上的制动片相互摩擦，能够实现电机的快速停机。

可选的，为更好的实现本发明，在所述的制动端和所述的挡沿上分别均布有通槽使其形成斜齿状结构，所述的制动端和所述的挡沿上的斜齿状结构边缘呈相互配合斜面，所述的制动片分别固定在相应所述的斜面上。通过设置斜齿状结构，能够在电机停转时，使制动端和挡沿上的制动片迅速相互贴合，利用摩擦力使电机迅速停机，避免电机惯性存在的安全隐患。

可选的，为更好的实现本发明，所述的制动管转动连接在所述的套管面向所述的输出齿轮一端，在所述的套管上设置有定位销，在所述的定位销一侧设置有弹簧，在所述的套管上设置有楔块，在所述的制动管内壁上分别设置有楔槽，在所述的楔块上分别设置有定位孔，所述的弹簧远离所述的定位销一端插接在所述的定位孔内，所述的楔块的侧壁呈弧形并楔入所述的楔槽内。通过采用设置在外部的楔块，可以调整制动端的制动片与挡沿上的制动片之间的距离，进而调整两个部件上的制动片的接触时间，调整电机停机所需时间。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明定子槽结构示意图；

图3为本发明转子槽结构示意图；

图4为本发明套管与输出齿轮连接结构示意图；

图5为本发明挡沿结构示意图；

图6为本发明制动端结构示意图；

图7为本发明制动管结构示意图。

附图标记：101.机壳，102.转子，103.定子，104.输出轴，105.套管，106.楔槽，107.外管，108.输出齿轮，109.挡沿，110.制动管，111.制动端，112.制动片，113.定位销，114.弹簧，115.楔块,116.拉杆。

具体实施方式

为了本技术领域的人员更好的理解本发明，下面结合附图和以下实施例对本发明作进一步详细描述。

在用于不同的负载时，需要选择不同功率的电机，电机功率选择不当，容易出现“小马拉大车”或“大马拉小车”，会造成电能浪费。为了方便调整电机输出转速，在电机上配设有减速器，使得系统整体结构占用空间大，并且使用时需要提供较高的电压实现整体系统的运行，整个系统的功耗大大增加。

本发明针对现有的电机存在功耗大、结构复杂的缺陷，对电机内部结构进行了改进，如图1到3所示，本发明提供一种双速锥形转子电机，包括机壳101及设置在所述的机壳101上的制动系统，在所述的机壳101内侧设置有转子102和定子103，所述的转子102外形和所述的定子103内腔均为锥形，所述的定子103由第一磁极和第二磁极构成，所述的第一磁极和第二磁极之间设置有隔离防护层，所述的第一磁极和第二磁极分别设置有功率输出端，所述的第一磁极和第二磁极分别连接不同的控制系统，所述的第一磁极为4极，绕线为4×0.95-1.20mm，线圈匝数10-20，所述的第二电机为16极，绕线为3×1.00-1.30mm，线圈匝数10-20，所述的定子103外径327mm，定子高度200-220mm，所述的定子103为48槽，所述的转子102为44槽。本发明中，使第一磁极和第二磁极形成电机定子，使其与转子相配合，形成两个功率输出系统，分别通过两个功率输出系统。本发明中，使电机引线出6根连接控制系统的接头，使两个磁极分别与两个控制系统连接，将其中一个作为快速系统，另一个作为慢速系统。

本发明中，第一磁极为4极，为中速电机，转速为1400-1500r/min，第二磁极为16极，为超低速电机，转速为375r/min。将第一磁极作为快速极，用于轻负载状况下连接负载，第二磁极作为慢速极，用于满负载状况下连接负载。第一磁极和第二磁极分别连接功率输出端，使其可以通过不同的控制系统进行控制。在在满负载时，电机用慢速，轻负载时电机用快速，在用于轻负载时功率小，相比现有的电机，其耗电量相对较小，在轻负载时，所需电流相对较小，在使用时，可以连接相应的小规格电路控制元件，使整机的使用效率更高，并且更加节能。

由于本发明中在第一磁极和第二磁极之间设置有隔离防护层，可以使两级之间不容易存在相互影响，两极之间有足够的保护层，即使一极烧坏，另一极也不影响使用，而以前双速基本上采用的是单绕组结构，一旦烧坏一极，电机就全部维修。可以采用现有的隔离防护材料制成该保护层，使其起到使第一磁极和第二磁极相互不影响的效果，具有保护整体系统持续运行的作用。

通过使转子与定子形成锥形转子电机，可以配合现有的制动系统，使其能够能够加适用于恶劣环境，而现有的电机在使用频繁的情况下，后面的变速机构容易出现断轴或减速外壳断裂、导致起吊重物使用过程中制动失效，造成用户财产或人身伤害，本发明则不容易出现该问题。本发明利用整体锥形转子结构，可以采用现有的制动机构，使其与转子相配合，形成锥形转子电机，利用锥形电子电机通电后转子会做轴向窜动，借此将电机刹车松开，用于吊装设备，断电时，转子在弹簧作用下复位，同时转子外连的刹车片与端盖摩擦进行刹车，使转子不能转动，此时即可使吊装起来的设备悬空，特别适用于行车、电葫芦等要求绝对安全的场合，用于频繁起制动、起动迅速、制动可靠、定位精确、快慢结合的场合，也可用于同一般的机械设备配套。

在采用本发明进行起吊或行走时，可以实现精准定位，比如安装模具可以快速起升或降落，等接近时可以直接切换至慢速，实现精准定位安装。

实施例1：

如图4所示，为了避免电机超载时烧坏，本实施例中，在电机输出轴上设置了控制机构，优选地，在所述的转子102的输出轴104上设置有套管105，在所述的输出轴104上设置有外管107，所述的外管107通过轴承转动连接在所述的输出轴104上，在所述的外管107外部设置有输出齿轮108，在所述的套管105上设置有平行于所述的输出轴104的拉杆116，所述的拉杆116远离所述的套管105一端贯穿所述的输出齿轮108并通过螺母固定。本实施例中，使套管键连接在输出轴上，通过采用输出轴上的套管，使套管随着输出轴同步输出功率，将拉杆一端固定在套管上，使拉杆平行于输出轴的轴线方向，将外管通过轴承转动连接在输出轴上，使外管能够相对输出轴转动，将输出齿轮键连接在外管上，将用于驱动外部负载的驱动机构与输出齿轮实现齿轮传动，将拉杆远离套管一端插接在输出齿轮上，在拉杆的作用下，使其能够带动负载端输出齿轮转动，实现功率输出。

可以根据电机的具体输出功率选择拉杆的型号，当负载超出额定功率时能够使拉杆断裂，避免超出额定功率时导致电机烧毁的问题。

通过采用输出轴上的套管与输出齿轮相配合，使套管随着输出轴转动时，套管上的拉杆带动输出齿轮同步转动，当出现超载时，在剪切力作用下，使拉杆断裂，此时即可使电机呈空转状态，进而能够避免电机由于超载出现烧坏的问题。

实施例2：

由于锥形转子电机在运行时，锥形转子电机的气隙磁场产生轴向磁拉力，压缩制动弹簧，使风扇制动轮与电机端盖上的制动环脱开，电机能自由转动。断电时，轴向磁拉力消失，转子在制动弹簧的推力下产生轴向移动，使风扇制动轮压紧制动环，产生摩擦力，迫使电机迅速停转并绑住转子，以防止起吊的重物下落，保障安全。

如图5、6所示，本实施例在实施例1的基础上，为了使电机断电时能够快速停机，避免其由于惯性产生的转动，优选地，在所述的外管107靠近所述的套管105一端内外侧设置有挡沿109，在所述的套管105上设置有制动管110，所述的制动管110远离所述的套管105一端向内侧弯折形成制动端111，所述的制动端111位于所述的挡沿109与所述的输出齿轮108之间，在所述的制动端111和所述的挡沿109相向的端面上分别设置有制动片112。由于电机断电时，由于惯性，转子会持续转动。

当输出齿轮在拉杆的作用下与套管同步转动时，电机正常运行，当电机超载时，拉杆断裂，套管与输出轴同步转动，输出齿轮和外管停转，此时套管上的制动管能够随着套管同步转动。本实施例中，由于电机启动或停机时，转子会存在轴向窜动，在电机启动时，风扇制动轮与该侧制动环相互脱离，位于输出轴一侧的制动管随着套管轴向移动，使制动端的制动片与挡沿上的制动片相互脱离，此时电机可以正常转动；当制电机断电时，轴向磁拉力消失，使风扇制动轮与该侧的制动环相互摩擦，风扇制动轮压紧制动环，迫使电机停机，此时位于输出轴一侧的制动管随着套管轴向移动，使制动端的制动片压合在挡沿上的制动片上，使电机的后端盖一侧和输出轴一侧均能够实现立即制动，使其能够迅速停转，进而可以防止吊装的重物下落。

进一步优选地，本实施例中，在所述的制动端111和所述的挡沿109上分别均布有通槽使其形成斜齿状结构，所述的制动端111和所述的挡沿109上的斜齿状结构边缘呈相互配合斜面，所述的制动片112分别固定在相应所述的斜面上。通过采用斜齿状结构的挡沿，拉杆断裂时，制动管与套管同步转动，输出齿轮和外管停转，电机断电时，制动管末端的制动端的斜面能够迅速贴合在挡沿上的斜面上，制动片迅速相互贴合并相互作用，进而能够使输出侧快速停转，使电机的停转速度更快，使其出现过载断电时能够迅速停机。

实施例3：

如图7所示，为了方便调整制动端的制动片与挡沿的制动片接触的时间，本实施例中，优选地，所述的制动管110转动连接在所述的套管105面向所述的输出齿轮108一端，在所述的套管105上设置有定位销113，在所述的定位销113一侧设置有弹簧114，在所述的套管105上设置有楔块115，在所述的制动管110内壁上分别设置有楔槽106，在所述的楔块115上分别设置有定位孔，所述的弹簧114远离所述的定位销113一端插接在所述的定位孔内，所述的楔块115的侧壁呈弧形并楔入所述的楔槽106内使所述的制动管110不能转动。在制动环内壁上设置楔槽，使楔块一个侧壁呈弧形并插接在楔槽内侧，使弹簧的一端固定在定位销上，另一端固定在楔块上，使弹簧将楔块抵在楔槽内侧，此时弹簧轴线垂直于输出轴的轴线。

本实施例中，使弹簧一端固定在定位销上，另一端连接楔块，楔块边缘楔入制动管内壁，使制动管能够随着套管同步转动的同时，调整楔块的位置，使楔块能够推动制动管相对套管转动，当将楔块通过弹簧固定之后，制动管与套管保持相对稳定状态。在选用不同长度的弹簧时，使楔块的位置也相对变化，此时使制动管在楔块的推动下也相对转动，使得制动管的位置能够进行微调，进而使得制动管上的制动端上的齿结构的斜面与挡沿上的齿结构的斜面之间的距离相对变化，在转子转速匀速变化的情况下，使两个部件的斜面上的制动片的接触时间也相对变化。

在使用时，使弹簧将楔块抵入楔槽，当更换不同长度的弹簧时，能够使楔块推动相应的制动环转动，使制动环相对转动过程中，制动端的斜面与挡沿的斜面上的制动片之间的距离同步调整，此时即可相应调整两个部件上的制动片接触的时间，进而调整电机停转所需的时间。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。