混凝土搅拌机电机设计与制造

【摘要】混凝土搅拌机运行时需要两台同型号同功率的电机同时驱动一根机械轴，来满足负载要求，两台电机必须具有较高的同步性和耦合性。我们通过电机的设计及制造过程的控制，加上出厂前做相应的同步调整，满足了用户的使用需求。

【关键词】变频控制；同步性；轴向窜动

1. 引言

（1）在起重、冶金、玻璃生产及水泥加工等行业由于可靠性要求，或是机械负载平衡性要求，又或者是同步性的要求，需要两台同功率电机驱动同一个负载，这就要求两台电机具有较高的转速一致性。

（2）由三相异步电动机转速公式：n=60f（1-s）/p可知，为了达到转速一致性，我们可以采用变频器加编码器的闭环控制方案，编码器实时测出电机转速并反馈信号到变频器控制系统，控制系统改变输出到电机的电源频率从而达到改变转速的目的。在某些使用更精准的场合还可以直接使用伺服电机或步进电机直接代替普通电机。上述方案可以很好的满足用户要求，但使用成本将大幅提高。

2.可行性分析

控制方式的选用依赖与整个运行系统所要达到的精度和速度，以及系统设备的具体参数。由于电机本身具有一定的柔性，相互间能根据负载情况自动调节转矩转速，根据这一点加上混凝土搅拌机系统在所要达到的精度和速度是在一定的范围内，因此我们可以直接选用两台同步性相对高的电机来驱动混凝土搅拌机的传动轴，通过扭矩同步耦合来实现传递电机转矩。

3. 电机的设计及制造

为了制造出同步性相对高的电机，我们在电机材料的选用、使用及生产管理上我们制定了一系列管理规范和工艺守则：

3.1 作为电机导磁的关键部件定、转子铁芯是由硅钢板叠压而成的，因此为保证电机具有相同的旋转磁场，我们规定同一批电机必须使用同一钢厂（武钢或首钢）同一批号的板材；另外对同批的单台电机定、转子铁芯通过称重和数片的方法控制冲片的数量；选用相同的铁芯叠压系数，并采用相同的预压力和叠压步骤，从而保证同批所有电机铁心的一致性。

3.2 电磁线的选用也是从长期合格供方中选择声誉较好的生产厂家，也必须满足同一批电机使用同一批次的电磁线，线圈采用短距线圈形式可以减少电磁谐波带来的损耗，线圈形状上可以设计成“T”，这样可以最大限度的减少定子漏抗。

3.3 为了保证两台电机同时驱动同一机械轴时具有良好的耦合性，在设计过程中着重考虑了到减小电机的轴向窜，使转子的轴向双向窜动量控制在0.36～0.6mm范围内，我们在设计时把机座、端盖、轴承内外盖及转子轴肩的加工等级提高了一个精度等级，使得整机的装配精度等级也提高一档，从而保证了最小轴向窜动量。

4. 同步调整

我们知道旋转磁场是电机产生转矩的根本，而稳定的旋转磁场是由电机的激磁电流激发产生的，为了达到同批电机转速一致性要求，电机在出厂前除了其它的例行检测外，着重对电机的空载电流进行了测试，通过对转子外圆的微加工，把空载电流控制在一个相同的很小的范围内。

5. 结束语

样机通过现场实际运行环境的运行测试，性能完全满足要求。至今已陆续供货约1000台（不同规格型号的电机）左右。为用户降低了运行成本，我们的设计及制造得到用户的肯定，同时也为公司带来了可观的利润。

[作者简介] 何利强，男，工作单位：西安泰富西玛电机有限公司，从事电机设计工作，1997年毕业于西安交通大学电气学院电机设计制造专业。