用于振动机的电机-振动器组件及振动机

1056 编辑：中冶有色技术网来源：欧力股份有限公司

2023-12-12 13:36:36

权利要求书： 1.一种用于振动机的电机?振动器组件，所述电机?振动器组件(5)包括多个电机?振动器(6)，所述多个电机?振动器中的每个包括电机(9)和固定在所述电机(9)的轴(11)上的至少一个偏心质量部(10)；其特征在于，每个所述电机是同步电机，并且所述电机?振动器组件包括用于感测所述轴(11)的角位置并测量所述轴的角速度的位置感测器件、用于驱动所述同步电机的电子驱动器件、以及电子控制器件，所述电子控制器件配置为基于由所述位置感测器件所感测和测量的角位置和角速度来控制所述电子驱动器件，使得所述电机?振动器组件(5)产生预定振动运动。

2.根据权利要求1所述的电机?振动器组件，其特征在于，所述电子控制器件配置为控制所述电子驱动器件，以便以保持所述偏心质量部(10)的重心(21)彼此同相或按照预定的角偏差(α)彼此异相的方式来使得所述轴(11)沿着转角根据相应的角速度曲线和相应的旋转方向旋转，从而获得所述预定振动运动。

3.根据权利要求2所述的电机?振动器组件，其特征在于，所述电子控制器件配置为控制所述电子驱动器件，使得在所述轴(11)沿着所述转角以所述角速度曲线和所述旋转方向移动之前，所述电机?振动器(6)的所述轴(11)定位成使所述重心(21)以彼此同相或按照所述角偏差(α)彼此异相的方式布置。

4.根据权利要求2所述的电机?振动器组件，其特征在于，所述角速度曲线中的每个至少包括第一部分的转角(θ)，其中所述角速度等于第一速度值(K)。

5.根据权利要求4所述的电机?振动器组件，其特征在于，所述角速度曲线中的每个至少包括第二部分的转角(β)，其中所述角速度首先从所述第一速度值(K)增加到最大速度值(M)，然后从所述最大速度值(M)减小到所述第一速度值(K)，由此改变相关的所述偏心质量部(10)在所述第二部分的转角(β)中的离心力。

6.根据权利要求5所述的电机?振动器组件，其特征在于，所述第一部分的转角(θ)与所述第二部分的转角(β)的和为360°。

7.根据权利要求1所述的电机?振动器组件，其特征在于，所述电子驱动器件包括多个电子驱动装置(14)，每个所述电子驱动装置设计成驱动相应的同步电机。

8.根据权利要求7所述的电机?振动器组件，其特征在于，所述电子驱动装置(14)中的每个安装在相应的所述同步电机上。

9.根据权利要求7所述的电机?振动器组件，其特征在于，所述电子驱动装置(14)中的每个包括逆变器(16)。

10.根据权利要求1所述的电机?振动器组件，其特征在于，对于每个所述同步电机而言，所述位置感测器件包括安装在所述同步电机上的相应的编码器。

11.根据权利要求1所述的电机?振动器组件，其特征在于，对于每个所述同步电机而言，所述位置感测器件包括相应的电磁通量观测器件(15a)，以确定相应的所述同步电机的转子和定子之间的相互角位置。

12.一种振动机，包括电机?振动器组件(5)和能通过弹性元件(4)安装在基座(2)上的本体(3)，所述电机?振动器组件包括多个电机?振动器(6)，所述多个电机?振动器固定到所述本体(3)以产生预定振动运动并将所述预定振动运动传递到所述本体(3)，其特征在于，所述电机?振动器组件(5)是根据权利要求1所述的电机?振动器组件。

说明书：用于振动机的电机?振动器组件及振动机技术领域[0001] 本实用新型涉及一种用于振动机的电机?振动器组件(motor?vibratorassembly)。

背景技术[0002] 已知不同类型的振动机彼此的区别在于为了其预定的具体用途或应用的结构和总体形状。振动机的一些实例是：振动给料器，用于将材料供给到材料处理站；振动筛，用于

筛选粒状材料或粉末材料；振动抽取器，用于筒仓或料斗，以便于从筒仓或料斗抽取粒状材

料或粉末材料；振动管道运输器；摇床，用于进行不同类型的测试或压实粒状材料或粉末材

料；落砂装置，用于使砂与铸件分离；以及振动重力分离器，用于利用材料的不同的比重而

使不同的材料彼此分离。

[0003] 振动机的上述实例都具有的事实是包括：固定基座，设计成搁置在地面或地板上；例如托盘、筛、壁或支撑梁的本体，通过弹性器件(例如弹簧或橡胶元件)安装在基座上；以

及电机?振动器组件，通常包括固定到本体的多个电机?振动器，以产生预定的振动运动并

将该预定的振动运动传递到本体。根据特定的用途或应用，所产生的振动运动例如是直线

往复运动或圆周运动或椭圆运动。

[0004] 每个电机?振动器包括异步电机和偏心质量部，该偏心质量部固定在电机的轴上。电机?振动器组件通常包括机械接头(例如万向接头)，以将电机的轴彼此连接，从而允许电

机?振动器彼此同步，即，以便在偏心质量部的质心之间保持一定的角偏差(相位移)，以产

生期望的振动运动。

[0005] 上述机械接头的安装、保护、设置和维护是困难的，因此在经济上负担沉重。[0006] 存在另一种类型的电机?振动器组件，其包括多个振动单元和通过传动轴操作振动单元的一个单个电机。每一个振动单元包括通过大量在油浴中传动的构件彼此联接的偏

心质量部，并且根据模块化结构，同一振动机的多个振动单元通常通过机械接头彼此联接。

尽管存在润滑油浴，但是另外经受由电机?振动器组件有意产生的大量振动的大量运动部

件导致传动构件的显著机械磨损，因此这些传动构件经常需要更换和/或经受维护。

实用新型内容

[0007] 本实用新型的目的是提供一种用于振动机的电机?振动器组件，该电机?振动器组件不会具有上述缺点，同时，能以简单且经济的方式制造。

[0008] 根据本实用新型，提供了一种电机?振动器组件和一种振动机。[0009] 根据一个实施方式，涉及一种用于振动机的电机?振动器组件，所述电机?振动器组件包括多个电机?振动器，所述多个电机?振动器中的每个包括电机和固定在所述电机的

轴上的至少一个偏心质量部；所述电机?振动器组件的特征是每个所述电机是同步电机，并

且所述电机?振动器组件包括用于感测所述轴的角位置并测量所述轴的角速度的位置感测

器件、用于驱动所述同步电机的电子驱动器件、以及电子控制器件，所述电子控制器件配置

为基于由所述位置感测器件所感测和测量的角位置和角速度来控制所述电子驱动器件，使

得所述电机?振动器组件产生预定振动运动。

[0010] 根据另一方面，所述电子控制器件配置为控制所述电子驱动器件，以便以保持所述偏心质量部的重心彼此同相或按照预定的角偏差彼此异相的方式来使得所述轴沿着转

角根据相应的角速度曲线和相应的旋转方向旋转，从而获得所述预定振动运动。

[0011] 根据另一方面，所述电子控制器件配置为控制所述电子驱动器件，使得在所述轴沿着所述转角以所述角速度曲线和所述旋转方向移动之前，所述电机?振动器的所述轴定

位成使所述重心以彼此同相或按照所述角偏差彼此异相的方式布置。

[0012] 根据另一方面，所述角速度曲线中的每个至少包括第一部分的转角，其中所述角速度等于第一速度值。

[0013] 根据另一方面，所述角速度曲线中的每个至少包括第二部分的转角，其中所述角速度首先从所述第一速度值增加到最大速度值，然后从所述最大速度值减小到所述第一速

度值，由此改变相关的所述偏心质量部在所述第二部分的转角中的离心力。

[0014] 根据另一方面，所述第一部分的转角与所述第二部分的转角的和为360°。[0015] 根据另一方面，所述电子驱动器件包括多个电子驱动装置，每个所述电子驱动装置设计成驱动相应的同步电机。

[0016] 根据另一方面，所述电子驱动装置中的每个安装在相应的所述同步电机上。[0017] 根据另一方面，所述电子驱动装置中的每个包括逆变器。[0018] 根据另一方面，对于每个所述同步电机而言，所述位置感测器件包括安装在所述同步电机上的相应的编码器。

[0019] 根据另一方面，对于每个所述同步电机而言，所述位置感测器件包括相应的电磁通量观测器件，以确定相应的所述同步电机的转子和定子之间的相互角位置。

[0020] 根据另一实施方式，还涉及一种振动机，该振动机包括电机?振动器组件和能通过弹性元件安装在基座上的本体，所述电机?振动器组件包括多个电机?振动器，所述多个电

机?振动器固定到所述本体以产生预定振动运动并将所述预定振动运动传递到所述本体，

所述振动机的特征是所述电机?振动器组件是根据前述实施方式所述的电机?振动器组件。

附图说明[0021] 现在将参考附图描述本实用新型，附图示出了本实用新型的非限制性实施方式，在附图中：

[0022] 图1通过轴测图示出了包括根据本实用新型的电机?振动器组件的振动机；[0023] 图2通过截面图示出了图1的振动机；以及[0024] 图3示意性地示出了图1的振动机的电机?振动器组件；[0025] 图4示出了图1的振动机的电机?振动器组件的另一实施方式；[0026] 图5示出了图1的振动机的侧视图，其中，示出了由电机?振动器产生的振动运动；[0027] 图6和图7通过图1的振动机的侧视图示出了本实用新型的多个实施方式；[0028] 图8示出了根据本实用新型的另一实施方式的图3的电机?振动器中的一个的电机的轴的角速度曲线的图示；以及

[0029] 图9示出了由图8的角速度曲线产生的振动运动的图示。具体实施方式[0030] 在图1中，标号1总体上表示作为一个整体搁置在基座2上的振动机。振动机1包括：本体3，可通过多个已知的弹性元件4安装在基座2上；以及电机?振动器组件5，包括固定到

本体3的多个电机?振动器6，以便产生预定的振动运动并将其传递到本体3。

[0031] 在本文所示的实例中，振动机1是振动给料器，在该振动给料器中，本体3包括格栅底部7和彼此平行的两个侧壁8，存在四个弹性元件4，并且电机?振动器组件5包括两个电

机?振动器6，每个电机?振动器固定到相应的侧壁8。

[0032] 根据本文未示出的变型，基座2由地面或地板构成，即弹性元件4的相应的端部可以固定到地面或地板。

[0033] 参考图2，每个电机?振动器6包括电机9和偏心质量部10，该偏心质量部固定到电机9的轴11。轴11围绕相应的轴线11a旋转。在本文所示的实例中，电机9设置成在轴线11a垂

直于侧壁8的情况下穿过侧壁8的孔(未示出)，并且该电机具有其自身的外壳12，该外壳设

置有固定到侧壁8的凸缘13。偏心质量部10被分成两个本体10a和10b，这两个本体固定到轴

11的两个自由端。两个本体10a和10b中的每一个相对于轴线11a具有基本上半柱形的形状。

两个电机?振动器6彼此同轴地固定到相应的侧壁8，即相应的轴11的轴线11a在一个单一轴

线上重合。

[0034] 参考图3，每个电机9是同步电机，例如永磁无刷电机或磁阻电机，并且可由其自身的电子驱动装置14操作。电机?振动器组件5包括位置感测器件，以感测轴11的角位置并测

量该轴的角速度。在图3所示的实例中，位置感测器件包括在每个电机9上的相应的位置传

感器15。电子驱动装置14位于相应的电机9上，并且特别地，集成在外壳12中。每个电子驱动

装置14包括逆变器16，该逆变器设计成基于电子控制单元的指令以已知的方式操作相应的

同步电机9。位置传感器15包括角度编码器，该角度编码器由以下各项组成：集成到轴11的

发音轮17和固定到外壳12的传感器元件18，该传感器元件面向发音轮17以便以已知的方式

读取其角运动。

[0035] 再次参考图3，电机?振动器组件5包括电子控制单元19，该电子控制单元配置为基于通过位置传感器15感测的角位置和测量的角速度来控制电机9的电子驱动装置14，使得

电机?振动器组件5产生预定的振动运动。

[0036] 根据本实用新型的本文未示出的另一实施方式，电子驱动装置14不集成在相应的电机9上。例如，电子驱动装置14仅位于电子控制单元19上。

[0037] 根据本实用新型的本文未示出的另一实施方式，每个电子驱动装置14包括一对逆变器16，以操作两个不同的电机?振动器6的一对电机9。

[0038] 根据图4所示的本实用新型的另一实施方式，位置感测器件包括多个电磁通量观测器件而不是位置传感器15，这些电磁通量观测器件在图4中用15a表示，每个电磁通量观

测器件集成在相应的电子驱动装置14中并且设计成确定相应的电机9的转子和定子之间的

相互角位置，由此确定相应的轴11的角位置。换句话说，根据图4的实施方式，电机?振动器

组件5包括无传感器类型的电子驱动装置14，以在没有位置传感器15的情况下感测相应的

电机9的位置并测量其角速度。

[0039] 在通过侧视图(即，通过平行于电机9的轴线11a的观察方向)示出了振动机1的一部分的图5中，标号20表示平行于轴线11a并穿过经受振动运动的本体3的重心的轴线，标号

21表示平行于轴线11a并穿过图5所示的电机?振动器6的偏心质量部10的重心的轴线。换句

话说，在图5的视图中，本体3的重心和偏心质量部10的重心分别对应于轴线20和21，由此，

在下文中这些重心用相同的标号表示。重心21相对于以轴线11a为中心的极坐标系的角位

置由穿过轴线11a和重心21的径向方向限定，并且在图5中用22表示。

[0040] 电子控制单元19配置为控制两个电机?振动器6的电子驱动装置14，以使得轴11沿着转角根据相应的角速度曲线(angularvelocityprofile，角速度分布图)并根据相应的

旋转方向旋转，从而保持多个偏心质量部10的重心21彼此同相。重心21的相位由重心21的

初始角位置(即在电机?振动器6的初始操作瞬间的角位置)限定。当相应的相位之间的偏差

为零时，这些重心21被认为彼此同相。

[0041] 具体地，两个电机?振动器6的速度曲线是相同的并且由沿着整个转角等于恒定值K的角速度组成，二者的旋转方向与图5中用23表示的方向一致。由于旋转速度是恒定值K

和一致的旋转方向，允许两个重心21的相位保持一致(零相位移)。

[0042] 电子控制单元19有利地配置为在使得轴11沿着转角以相应的角速度曲线并以相应的旋转方向旋转之前，将多个电机?振动器6的轴11初始定位成使得重心21彼此同相。

[0043] 图1至图4的电机?振动器组件5的构造产生了圆形的振动运动，即，可以表示为围绕平行于重心20的轴线的方向进行圆形旋转的运动，该圆形的振动运动在图5中用24表示。

[0044] 根据图6所示的本实用新型的另一实施方式，其中电机?振动器组件5与参考图1至图4描述的电机?振动器组件的不同之处在于，对于每个侧壁8而言，电机?振动器组件包括

两个电机?振动器6，这些电机?振动器以上述方式固定到侧壁并且布置成使相应的轴线11a

垂直于方向25。一个侧壁8的两个电机?振动器6与另一侧壁8的对应的两个电机?振动器6同

轴。此外，电子控制单元19配置为控制每个侧壁8的两个电机?振动器6的电子驱动装置14使

其具有相同的等于恒定值K的角速度曲线和相反的旋转方向。多个偏心质量部10的重心21

以与上述相同的方式保持彼此同相。

[0045] 图6的电机?振动器组件5的构造产生沿着垂直于重心20的轴线并且垂直于方向25的方向26的直线往复振动运动。

[0046] 根据图7所示的本实用新型的另一实施方式，其中电机?振动器组件5与参考图6描述的电机?振动器组件的不同之处在于，对于每个侧壁8而言，电机?振动器组件包括三个电

机?振动器6，这些电机?振动器将相应的轴线11a布置在三角形的顶点处。所述三角形所具

有的两个顶点位于给定的方向27上，而第三顶点相对于方向27向下。换句话说，在三角形的

两个顶点处的两个电机?振动器6具有垂直于方向27的相应的轴线11a。此外，电子控制单元

19配置为控制每个侧壁8的三个电机?振动器6的电子驱动装置14，使得三角形的一个顶点

处的电机?振动器6的轴11的旋转方向28与其他两个电机?振动器6的轴11的旋转方向相反，

并且使得三角形的两个顶点处的两个电机?振动器6的重心21保持彼此同相，而第三电机?

振动器6的重心21根据角度或相偏差α而相对于其他两个电机?振动器6的重心21异相。在图

7的实例中，在所讨论的这些重心21的角位置22之间限定的角偏差α等于90°。

[0047] 电子控制单元19有利地配置为在使得轴11旋转之前，初始地将电机?振动器6的轴11定位成以下方式：使得在三角形的两个顶点处的两个电机?振动器6的重心21彼此同相，

而第三电机?振动器6的重心21根据角偏差α相对于前两个异相。

[0048] 图7的电机?振动器组件5的构造产生了基本上椭圆形的振动运动，即，可以表示为围绕平行于重心20的轴线的方向旋转并且基本上具有椭圆形的形状的运动，该椭圆形的主

轴线横向于方向27，该基本上椭圆形的振动运动在图7中用29表示。

[0049] 根据参考图1、图2、图3、图8和图9的另一实施方式，即，在该实施方式中，每个侧壁8具有一个电机?振动器6，轴11具有相同的速度曲线和旋转方向，并且两个电机?振动器6具

有相同的重心21，每个轴11的角速度曲线包括一部分的转角β(图8)，在这一部分的转角中，

角速度首先从恒定值K增加到最大值M，然后从最大值M减小到恒定值K，使得在这一部

分的转角β处修正偏心质量部10的不平衡。这一部分的转角β相对于集成到振动机的本体3

的极坐标系以预定的角位置γ为中心。在与这一部分的转角β互补的另一部分的转角θ(图

8)中，角速度保持等于恒定值K。在示出了上述速度曲线的图示的图8的实例中，一部分的

转角β是110°，角位置γ是45°。

[0050] 图1、图2、图3和图8的电机?振动器组件5的构造产生了复杂的振动运动，该复杂的振动运动在图9中用30表示，该复杂的振动运动可以表示为围绕平行于重心20的轴线的方

向的旋转并且基本上具有凸轮的形状，该凸轮的形状具有根据角位置γ定向的主轴线31。

振动运动30可以通过改变角速度的最大值M、一部分的转角β的宽度和角位置γ来配置。换

句话说，图1、图2、图3和图8的电机?振动器组件5的构造限定了电子凸轮。

[0051] 上面公开的电机?振动器组件5的主要优点在于快速设置，这是因为与已知的电机?振动器不同，该电机?振动器组件由于使用了设置有位置传感器并由电子控制单元控制

的同步电机，所以不需要机械接头来使偏心质量部同步。此外，使用同步无刷电机并且不具

有机械接头使得经受摩擦的机械部件减少，并且因此减少了对电机的专用轴承的磨损。此

外，以精确的方式沿着转角控制同步电机的速度曲线可以使得即使使用一个单个电机?振

动器也能产生复杂的振动运动。

[0052] 本专利申请要求2020年11月10日提交的意大利专利申请第102020000026819号的优先权，其全部公开内容通过引证结合于此。