混凝土攪拌機電機設計與制造

【摘要】混凝土攪拌機運行時需要兩臺同型號同功率的電機同時驅動一根機械軸，來滿足負載要求，兩臺電機必須具有較高的同步性和耦合性。我們通過電機的設計及制造過程的控制，加上出廠前做相應的同步調整，滿足了用戶的使用需求。

【關鍵詞】變頻控制；同步性；軸向竄動

1. 引言

（1）在起重、冶金、玻璃生產及水泥加工等行業由于可靠性要求，或是機械負載平衡性要求，又或者是同步性的要求，需要兩臺同功率電機驅動同一個負載，這就要求兩臺電機具有較高的轉速一致性。

（2）由三相異步電動機轉速公式：n=60f（1-s）/p可知，為了達到轉速一致性，我們可以采用變頻器加編碼器的閉環控制方案，編碼器實時測出電機轉速并反饋信號到變頻器控制系統，控制系統改變輸出到電機的電源頻率從而達到改變轉速的目的。在某些使用更精準的場合還可以直接使用伺服電機或步進電機直接代替普通電機。上述方案可以很好的滿足用戶要求，但使用成本將大幅提高。

2.可行性分析

控制方式的選用依賴與整個運行系統所要達到的精度和速度，以及系統設備的具體參數。由于電機本身具有一定的柔性，相互間能根據負載情況自動調節轉矩轉速，根據這一點加上混凝土攪拌機系統在所要達到的精度和速度是在一定的范圍內，因此我們可以直接選用兩臺同步性相對高的電機來驅動混凝土攪拌機的傳動軸，通過扭矩同步耦合來實現傳遞電機轉矩。

3. 電機的設計及制造

為了制造出同步性相對高的電機，我們在電機材料的選用、使用及生產管理上我們制定了一系列管理規范和工藝守則：

3.1 作為電機導磁的關鍵部件定、轉子鐵芯是由硅鋼板疊壓而成的，因此為保證電機具有相同的旋轉磁場，我們規定同一批電機必須使用同一鋼廠（武鋼或首鋼）同一批號的板材；另外對同批的單臺電機定、轉子鐵芯通過稱重和數片的方法控制沖片的數量；選用相同的鐵芯疊壓系數，并采用相同的預壓力和疊壓步驟，從而保證同批所有電機鐵心的一致性。

3.2 電磁線的選用也是從長期合格供方中選擇聲譽較好的生產廠家，也必須滿足同一批電機使用同一批次的電磁線，線圈采用短距線圈形式可以減少電磁諧波帶來的損耗，線圈形狀上可以設計成“T”，這樣可以最大限度的減少定子漏抗。

3.3 為了保證兩臺電機同時驅動同一機械軸時具有良好的耦合性，在設計過程中著重考慮了到減小電機的軸向竄，使轉子的軸向雙向竄動量控制在0.36～0.6mm范圍內，我們在設計時把機座、端蓋、軸承內外蓋及轉子軸肩的加工等級提高了一個精度等級，使得整機的裝配精度等級也提高一檔，從而保證了最小軸向竄動量。

4. 同步調整

我們知道旋轉磁場是電機產生轉矩的根本，而穩定的旋轉磁場是由電機的激磁電流激發產生的，為了達到同批電機轉速一致性要求，電機在出廠前除了其它的例行檢測外，著重對電機的空載電流進行了測試，通過對轉子外圓的微加工，把空載電流控制在一個相同的很小的范圍內。

5. 結束語

樣機通過現場實際運行環境的運行測試，性能完全滿足要求。至今已陸續供貨約1000臺（不同規格型號的電機）左右。為用戶降低了運行成本，我們的設計及制造得到用戶的肯定，同時也為公司帶來了可觀的利潤。

[作者簡介] 何利強，男，工作單位：西安泰富西瑪電機有限公司，從事電機設計工作，1997年畢業于西安交通大學電氣學院電機設計制造專業。