[發明專利]一種電磁調速機

有效

• 申請號: 201210524206.5
• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號: CN103855886A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 楊玉崗
• 申請（專利權）人: 楊玉崗
• 主分類號: H02K16/00
• 分類號: H02K16/00;H02K11/00;H02K13/00;H02K1/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種機電一體化的電磁調速驅動系統，尤其涉及一種電磁調速機，可以廣泛應用于各種需要調速驅動的領域。

背景技術

據統計，我國單產能耗是發達國家的5倍，且長期居高不下，而電能的嚴重浪費是其主要原因之一。以大型風機、水泵為例，其驅動電動機電壓為交流3～10kV的高電壓，功率達到3000kW以上，過去由于長期采用恒速驅動，浪費了大量電能，近年來人們廣泛采用變頻調速電源供電，在風機、水泵低流量輸出時使電動機低速運行，使電源實現低功率輸出，從而節約了電能。但是采用變頻調速電源受到諸多限制：一是從電動機傳遞給負載的所有電能都要經過變頻電源進行功率變換，而進行功率變換的核心部件是高性能的電力電子開關器件，這些高性能的電力電子開關器件都依賴進口，所以其價格長期居高不下；二是這些電力電子開關器件會產生較大的電能損耗，并且受溫度、電壓、電流的沖擊，很容易損壞，造成變頻電源的故障率較高；三是變頻電源的技術要求高，結構復雜，所以成本很高；四是由于電力電子器件工作在開關狀態，產生了大量的諧波污染和電磁干擾，嚴重影響電網的供電質量，而且隨著變頻電源功率的增大，造成的不良影響更加嚴重；五是隨著變頻電源的容量和電壓不斷提高，電力電子器件的耐壓和容量已不能滿足要求。

近年來出現一種永磁調速驅動器可以部分克服這些技術缺陷。這類永磁調速驅動器采用永磁體產生磁場，磁場穿過氣隙把主、從動軸耦合在一起，通過調節氣隙來調節耦合磁場的大小從而實現調速。其主要缺點有：一是永磁體體積較小，產生的轉矩較小，調速范圍有限；二是永磁體受熱和長期運行會產生退磁甚至失磁現象；三是調節氣隙的機械裝置結構復雜。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術不足，提供一種成本低、結構簡單、經久耐用、實施方便、高效節能、調速范圍寬、不受電壓和功率等級限制、所有部件都是國產的電磁調速機。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種電磁調速機，由電磁調速機本體和直流勵磁電路組成。所述電磁調速機本體由內轉子、外轉子、內轉子軸、外轉子軸、軸承、組合軸承、導電滑環、電刷、導線、轉速傳感器、機殼和機座構成；所述直流勵磁電路由可控整流電路、電流傳感器、電抗器、控制電路和連接導線構成。

所述內轉子包括鼠籠繞組和鐵芯，與傳統鼠籠式交流異步電動機的轉子相同；所述內轉子套在內轉子軸上；所述內轉子軸通過兩個軸承安裝在機殼和外轉子端蓋上；所述機殼固定在機座上。

所述外轉子包括集中繞組、鐵芯磁極、鐵芯磁軛、外轉子殼、外轉子支撐板和外轉子端蓋。所述集中繞組采用銅或鋁導線繞制，所述鐵芯磁極和鐵芯磁軛采用硅鋼片；所述集中繞組繞在所述鐵芯磁極上，集中繞組數量與鐵芯磁極數量相等，都是偶數，通過連接所述集中繞組與直流勵磁電路的正、負輸出端子，使所述兩個相鄰鐵芯磁極的極性相反。所述外轉子固定在外轉子殼上，所述外轉子殼通過外轉子支撐板固定在外轉子軸上，所述外轉子軸通過一個軸承套在機殼上；所述外轉子殼通過外轉子端蓋和外轉子軸承套在內轉子軸上。所述內轉子和外轉子的鐵芯磁極之間形成固定的氣隙。

在所述外轉子支撐板上安裝有兩個導電滑環，在所述機殼上安裝有兩個電刷，所述兩個電刷與兩個導電滑環的表面保持滑動接觸；在與所述導電滑環相接觸的外轉子支撐板上開兩個支撐板孔，使所述導電滑環與外轉子的集中繞組通過導線連接在一起；在所述機殼上開一個機殼孔，使所述兩個電刷通過導線連接所述直流勵磁電路的正、負輸出端子。在所述外轉子軸上安裝有一個轉速傳感器，轉速傳感器通過導線與所述控制電路的信號輸入端連接在一起。在所述外轉子支撐板和外轉子端蓋上開通風孔，確保散熱，通風孔形狀可以是圓形、橢圓形、三角形、矩形、弧形、梯形。

所述內轉子軸和外轉子軸通過一個組合軸承連接在一起，所述組合軸承由兩個并列的滾動軸承外套一個鋼管構成，所述內轉子軸和外轉子軸分別套在所述兩個并列的滾動軸承中，確保所述內轉子軸和外轉子軸之間自由地相對轉動，并保證所述內轉子軸和外轉子軸的機械穩定性。

所述可控整流電路與傳統可控整流電路相同，可以是單相或三相；所述可控整流電路由單相或三相交流電源供電；所述可控整流電路通過所述電抗器連接在所述電刷上，為所述電磁調速機本體提供大小可控的直流勵磁電流If；所述可控整流電路的控制端與控制電路的信號輸出端相連，所述控制電路的信號輸入端分別與所述電流傳感器和轉速傳感器的信號輸出端相連。

所述電磁調速機在使用時，所述內轉子軸連接在驅動電動機的軸上，所述外轉子軸連接在驅動負載的軸上。

本發明的有益效果是：