滚筒式一体机以及皮带输送机

826 编辑：中冶有色技术网来源：青岛中加特电气股份有限公司

2023-11-15 16:38:59

权利要求书： 1.一种滚筒式一体机，其特征在于，所述滚筒式一体机包括：

电机模组，其引出有第一引线；

变频器模组，其用于调节所述电机模组工作电源的频率，所述变频器模组引出有第二引线；以及

过渡接线盒，其分别与所述电机模组和所述变频器模组固定连接，所述第一引线与所述第二引线在所述过渡接线盒内电连接。

2.根据权利要求1中所述的滚筒式一体机，其特征在于，所述过渡接线盒包括可拆卸式连接的第一盒体和第二盒体，所述第一引线收容于所述第一盒体内，所述第一盒体固设在所述电机模组上，所述第二引线收容于所述第二盒体内，所述第二盒体固设在所述变频器模组上。

3.根据权利要求2中所述的滚筒式一体机，其特征在于，所述第一盒体上设有用于可拆卸地安装所述第一引线的第一固定部，所述第二盒体上设有用于可拆卸地安装所述第二引线的第二固定部。

4.根据权利要求2中所述的滚筒式一体机，其特征在于，所述电机模组包括轴座以及固设在所述轴座上的电机本体，所述电机本体与所述第一引线电连接，所述第一盒体可拆卸地固设在所述轴座上。

5.根据权利要求4中所述的滚筒式一体机，其特征在于，所述电机本体包括安装在所述轴座上的固定轴、套装在所述固定轴上的滚筒以及安装在所述固定轴上且收容于所述滚筒内的绕组。

6.根据权利要求5中所述的滚筒式一体机，其特征在于，所述滚筒包括套设在所述固定轴两端的前盖和后盖以及用于连接所述前盖和所述后盖的环形侧壁。

7.根据权利要求6中所述的滚筒式一体机，其特征在于，所述环形侧壁的轴线与所述固定轴的轴线为同一直线。

8.一种皮带输送机，其特征在于，包括如上权利要求1-7中任一项所述的滚筒式一体机。

说明书：滚筒式一体机以及皮带输送机技术领域

本实用新型一般地涉及电机技术领域。更具体地，本实用新型涉及一种滚筒式一体机以及皮带输送机。

背景技术

皮带输送机当前广泛应用在工业生产中，尤其是在矿井中被大量使用。目前，主要是采用电机直接驱动皮带输送机的滚筒，或通过减速机驱动皮带输送机的滚筒，从而使滚筒驱动皮带运行。然而，当采用这种方式为皮带输送机提供动力时，电机需要安装在滚筒的一侧，这样就占用了井下的空间。当井下空间狭小时，对于安装和使用都不方便。

为了解决上述电机驱动方式存在的问题，出现了滚筒式电机。滚筒式电机的结构包括固定轴和套筒，固定轴固定安装在轴座上，套筒套装在固定轴上，电机绕组安装在固定轴上。滚筒式电机工作时，固定轴不动，套筒转动(与传统电机外壳不动而转子转动的方式相反)，从而使套筒直接作为皮带输送机的滚筒来驱动皮带运行。滚筒式电机能够安装到皮带输送机内部，这不仅降低了空间占用，还使井下的安装和使用更加方便。

相关技术中的滚筒式电机是电机腔和变频腔设为一体，此种结构存在以下问题：电机装配完后，变频器需要接完电机引线和控制线后，才能把相关的电气件装配完成，这样的装配顺序使得变频器部分组装只能等电机部分组装完成后才能进行完成，不利于生产调度，影响工作效率且不利于后期产品的维护等。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电机使用寿命更长的滚筒式一体机以及皮带输送机。

根据本实用新型的一方面，提供一种滚筒式一体机，包括：电机模组，其引出有第一引线；变频器模组，其用于调节所述电机模组工作电源的频率，所述变频器模组引出有第二引线；以及过渡接线盒，其分别与所述电机模组和所述变频器模组固定连接，所述第一引线与所述第二引线在所述过渡接线盒内电连接。

作为本实用新型的一个实施例，所述过渡接线盒包括可拆卸式连接的第一盒体和第二盒体，所述第一引线收容于所述第一盒体内，所述第一盒体固设在所述电机模组上，所述第二引线收容于所述第二盒体内，所述第二盒体固设在所述变频器模组上。

作为本实用新型的一个实施例，所述第一盒体上设有用于可拆卸地安装第一引线的第一固定部，所述第二盒体上设有用于可拆卸地安装所述第二引线的第二固定部。

作为本实用新型的一个实施例，所述电机模组包括轴座以及固设在所述轴座上的电机本体，所述电机本体与所述第一引线电连接，所述第一盒体可拆卸地固设在所述轴座上。

作为本实用新型的一个实施例，所述电机本体包括安装在所述轴座上的固定轴、套装在所述固定轴上的滚筒以及安装在所述固定轴上且收容于所述滚筒内的绕组。

作为本实用新型的一个实施例，所述滚筒包括分别套设在所述固定轴两端的前盖和后盖以及用于连接所述前盖和所述后盖的环形侧壁。

作为本实用新型的一个实施例，所述环形侧壁的轴线与所述固定轴的轴线为同一直线。

根据本实用新型的另一方面，提供一种皮带输送机，包括如上任一实施例中所述的滚筒式一体机。

实施本实用新型实施例，将具有如下有益效果：

本实施例中，可以单独装配电机模组和变频器模组，然后通过过渡接线盒将第一引线和第二引线连接，即可实现装配，而无需使电机模组和变频器模组按顺序装配，在装配电机模组的同时也可以装配变频器模组，使本实施例中的滚筒式一体机能够实现快速装配，从而装配效率高。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：

图1是示出根据本实用新型实施例的滚筒式一体机的结构示意图；

图2是示出根据本实用新型的实施例的变频器200的组成框图；

图3是示出根据本实用新型的实施例的整流电路的原理图；以及

图4是示出根据本实用新型的实施例的逆变电路的原理图。

图中：100、电机模组；110、第一引线；120、轴座；130、电机本体；131、固定轴；132、滚筒；200、变频器模组；210、第二引线；300、过渡接线盒；310、第一盒体；320、第二盒体。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

参考图1，本实用新型一个实施例提供了一种滚筒式一体机，其可以包括电机模组100、变频器模组200和过渡接线盒300，电机模组100引出有第一引线110；变频器模组200用于调节电机模组100工作电源的频率，变频器模组200引出有第二引线210；过渡接线盒300分别与电机模组100和变频器模组200固定连接，第一引线110与第二引线210在过渡接线盒300内电连接。在一个实施例中，可以单独装配电机模组100和变频器模组200，然后通过过渡接线盒300将第一引线110和第二引线210连接，即可实现装配，而无需使电机模组100和变频器模组200按顺序装配。可以看出，本实用新型的方案实现了装配电机模组100的同时来装配变频器模组200，从而能够实现并行快速的装配。由此，本实用新型的方案不仅实现了高效的装配，还同时节省人力成本并减小装配所需空间。

为了进一步简化装配过程，在一个实施例中，过渡接线盒300包括可拆卸式连接的第一盒体310和第二盒体320，第一引线110收容于第一盒体310内，第一盒体310固设在电机模组100上，第二引线210收容于第二盒体320内，第二盒体320固设在变频器模组200上。通过将接线盒设置为由第一盒体310和第二盒体320组成，相较于接线盒为一体式的设计，可以更方便第一引线110和第二引线210的连接，而且也方便第一引线110和第二引线210的断开。

进一步地，第一盒体310上设有用于可拆卸地安装第一引线110的第一固定部(图中未示出)，第二盒体320上设有用于可拆卸地安装第二引线210的第二固定部(图中未示出)。在该实施例中，第一引线110可方便地安装在第一固定部上或自第一固定部上拆离，而第二引线210可方便地安装在第二固定部上或自第二固定部上拆离。

优选地，第一固定部上设有弹片(图中未示出)，当第一引线110安装在第一固定部上时，弹片与第一引线110电连接。第二固定部上设有探针(图中未示出)，当第二引线210安装在第二固定部上时，探针与第二引线210电连接。当第一盒体310与第二盒体320连接时，探针插设在弹片上，则第一引线110与第二引线210电连接。通过这样的布置，本实施例的连接方式简单方便且易于操作。

在一个实施例中，电机模组100包括轴座120以及固设在轴座120上的电机本体130。作为示例，电机本体与第一引线110电连接，而第一盒体310可拆卸地固设在轴座120上。具体地，电机本体130可以包括安装在轴座120上的固定轴131、套装在固定轴131上的滚筒132以及安装在固定轴131上且收容于滚筒132内的绕组(图中未示出)。在一个实施例中，滚筒132可以呈圆柱状。具体地，滚筒132可以包括分别套设在固定轴131两端的前盖和后盖以及用于连接前盖和后盖的环形侧壁。优选地，环形侧壁的轴线与固定轴131的轴线为同一直线。

基于上述结合图1的描述，本领域技术人员也可以理解本实用新型实际上也提供了一种皮带输送机，其可以包括如上任一实施例中所述的滚筒式一体机。鉴于本实用新型的上述实施例中的滚筒式一体机装配简单方便，从而也可以使本实施例中的皮带输送机装配更为简单和方便。

图2是示出根据本实用新型的实施例的变频器模组200的组成框图。如图2所示，本实用新型的变频器模组可以包括：整流单元401、直流回路402以及逆变单元403。在一个实施例中，所述整流单元可以包括整流器和滤波器，其中所述整流器利用具有单向导电特性的元器件，可以将变压器输出的电压较高且方向和大小变化的交流电转换成单向脉动性直流电。所述滤波器用于滤除所述脉动直流电压中的交流成分。

图3是示出根据本实用新型的实施例的整流电路500的原理图。如图3所示，所述整流电路的输入端用于接收所述三相交流电(R相、S相和T相)，其输出端用于输出经过整流处理之后的直流电。作为一个具体的电路实现，所述三相整流桥可以由18个整流二极管D1～D18组成，其中R相电压连接于串联的第一上桥(由串联的D1～D3组成)和第一下桥(由串联的D4～D6组成)之间；S相电压连接于串联的第二上桥(由串联的D7～D9组成)和第二下桥(由串联的D10～D12组成)之间；T相电压连接于串联的第三上桥(由串联的D13～D15组成)和第三下桥(由串联的D16～D18组成)之间。进一步，整流二极管D1、D7和D13的输出端连接于一点，以作为直流母线的DC+端；整流二极管D6、D12和D18的输入端连接于一点，以作为直流母线的DC-端。下面简要描述整流电路的工作原理。

所述整流电路在任意时刻下的输出电流，是由三相电中最高电位的一相所连接的整流二极管流出，并且经过负载流向电位最低的一相所连接的整流二极管，最终流回电源。例如在0～30度之间的情形下，由于T相电位最高，S相电位最低，故在这段时间内整流二极管D15、D14、D13和D12、D11、D10始终处于导通状态，而其余二极管则处于截止状态。因此，此时电流由T相输出，并顺序流经D15、D14和D13，然后流经负载，再顺序由D12、D11和D10流回S相，此时T相输出即为整流电路的输出。

在30～90度之间的情形下，由于R相电位最高，S相电位最低，故在这段时间内整流二极管D3、D2、D1和D12、D11、D10始终处于导通状态，而其余二极管则处于截止状态。因此，此时电流由R相输出，并顺序流经D3、D2和D1，然后流经负载，再顺序由D12、D11和D10流回S相，此时R相输出即为整流电路的输出。

进一步，在90～150度之间的情形下，由于R相电位最高，T相电位最低，故在这段时间内整流二极管D3、D2、D1和D18、D17、D16始终处于导通状态，而其余二极管则处于截止状态。因此，此时电流由R相输出，并顺序流经D3、D2和D1，然后流经负载，再顺序由D18、D17和D16流回T相，此时R相输出即为整流电路的输出。以此类推，可以得出150度～360度情形下的整流电路的输出。由上述可知，经过三组整流二极管的轮流导通，本变频器模组的整流单元中的整流电路最终可以将例如10KV的高压三相交流电转换为高压直流电。

在另一个实施例中，所述直流回路可以包括由直流母线和储能电容所构成的电路。如图2所示，所述直流母线由DC+端和DC-端构成，所述储能电容C可以包括C1、C2、C3和C4等多个电容。进一步，所述储能电容C可以为电解电容。可以理解的是，图2中的直流回路中的储能电容C根据应用场景的不同还可以替换为储能电感等其他储能元器件，并且所述储能电容的数量可以为多个。

在又一个实施例中，所述整流单元即可以通过直流回路向所述逆变单元输出直流电。由于所述电机属于感性负载，因此无论电机处于何种运行状态，其功率因数总不为1。因此在直流回路和电机之间总会有无功功率的交换，这种无功功率需要直流回路中的储能元件来进行缓冲，以便使整流单元输出的直流电压始终保持平稳。基于上述原理，所述直流回路用于接收和存储整流单元输入来的直流电，并且将所述直流电进行抑制干扰等处理。

在一个实施例中，所述逆变单元可以包括由多个逆变桥所构成的逆变电路，所述逆变桥可以由多个绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，简称“IGBT”)模块构成。具体地，所述逆变单元可以包括逆变桥、逻辑控制电路和滤波电路，并且配置用于将直流回路输出的直流电转换成定频定压或调频调压的交流电，以便供给电机模组。进一步地，所述逆变桥可以包括输入接口、电压启动回路、功率开关元件、直流变换回路和反馈回路等部分；所述逻辑控制电路可以包括脉宽调制控制器、载波发生器和调制波发生器等部分，并且其可以布置于所述控制器内或者其功能可以由所述控制器完成。

在所述逆变单元工作过程中，所述逆变桥在将直流电转变为三相交流电的过程中起到了关键的作用。其通过逻辑控制电路所产生的脉宽调制信号，控制位于其上桥和下桥上的功率开关元件的导通或者断开，从而在逆变桥的三个输出端上获得相位互差120°的三相交流电，以便向所述电机进行输出。在一个实施例中，所述功率开关元件例如可以是IGBT，其具有高输入阻抗和低导通电压等优点。

所述逆变单元与所述控制器通过通讯线路连接，例如其可以通过RS-485串行总线与逆变单元进行相互通信。所述控制器配置用于接收并处理所述逆变单元传送来的信号。并且根据处理结果向所述逆变单元发送脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，简称“PWM”)控制信号，以便控制所述IGBT进行轮流导通，从而对所述逆变单元输出的交流电的频率进行控制，进而控制电机的转速。

图4是示出根据本实用新型的实施例的逆变电路的原理图。如图4所示，所述逆变电路是包括6个IGBT模块VT1～VT6的逆变电路600。如图4所示，VT1和VT2串联组成第一桥式电路，并且所述逆变电路输出的三相交流电中的U相电压取自VT1和VT2之间。VT3和VT4串联组成第二桥式电路，并且所述逆变电路的三相交流电中的V相电压取自VT3和VT4之间。VT5和VT6串联组成第三桥式电路，并且所述逆变电路的三相交流电中的W相电压取自VT5和VT6之间。下面简要说明所述逆变电路的工作原理。

为了便于描述，将一个三相交流电的工作周期划分成t1～t6。对于U相和V相之间的电压UUV来说，在t1～t2时间内，VT1和VT4同时导通，此时U相电压为“+”，V相电压为“-”，则UUV为“+”，且UUV的幅值为母线电压值。在t4～t5时间内，VT2和VT3同时导通，此时U相电压为“-”，V相电压为“+”，则UUV为“-”，且UUV的幅值为母线电压值。

对于V相和W相之间的电压UVW来说，在t3～t4时间内，VT3和VT6同时导通，此时V相电压为“+”，W相电压为“-”，则UVW为“+”，且UVW的幅值为母线电压值。在t6～t1时间内，VT4和VT5同时导通，此时V相电压为“-”，W相电压为“+”，则UVW为“-”，且UVW的幅值为母线电压值。

对于W相和U相之间的电压UWU来说，在t5～t6时间内，VT5和VT2同时导通，此时W相电压为“+”，U相电压为“-”，则UWU为“+”，且UWU的幅值为母线电压值。在t2～t3时间内，VT1和VT6同时导通，此时W相电压为“-”，U相电压为“+”，则UWU为“-”，且UWU的幅值为母线电压值。

由上述分析可知，UUV、UVW和UWU之间的相位互差120度，且三者的振幅值都与直流母线电压值相等。由此可见，当按照一定的规律来控制6个IGBT的导通与截止，就可以将直流电逆变成三相交流电。而逆变后的电流频率，则可以在上述导通规律不变的前提下，通过控制器改变PWM控制信号的变化周期来进行调节。

在变频器工作过程中，输入的高压三相交流电首先经过整流单元进行整流处理，进而输出直流电。接着，所述直流电经过直流回路的储能和干扰抑制等处理之后，流向逆变单元。最后，逆变单元将所述直流电进行逆变处理，以便将其转换为与输入的高压三相交流电频率不同的交流电，并将其输出给电机，从而驱动所述电机运转。当需要改变电机转速时，通过控制器改变PWM信号的变化周期来调节逆变器的IGBT的导通频率，使得电机接收到不同频率的三相交流电，从而改变电机的转速。

在本说明书的上述描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“固定”、“安装”、“相连”或“连接”等术语应该做广义的理解。例如，就术语“连接”来说，其可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。因此，除非本说明书另有明确的限定，本领域技术人员可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

根据本说明书的上述描述，本领域技术人员还可以理解如下使用的术语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”、“中心”、“纵向”、“横向”、“顺时针”或“逆时针”等指示方位或位置关系的术语是基于本说明书的附图所示的方位或位置关系的，其仅是为了便于阐述本实用新型的方案和简化描述的目的，而不是明示或暗示所涉及的装置或元件必须要具有所述特定的方位、以特定的方位来构造和进行操作，因此上述的方位或位置关系术语不能被理解或解释为对本实用新型方案的限制。

另外，本说明书中所使用的术语“第一”或“第二”等用于指代编号或序数的术语仅用于描述目的，而不能理解为明示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”或“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个或更多个等，除非另有明确具体的限定。

虽然本说明书已经示出和描述了本实用新型的多个实施例，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施例只是以示例的方式提供的。本领域技术人员会在不偏离本实用新型思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本实用新型的过程中，可以采用对本文所描述的本实用新型实施例的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本实用新型的保护范围，并因此覆盖这些权利要求范围内的模块组成、等同或替代方案。