[發(fā)明專利]一種通過改變轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)分布的交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310743285.3
• 申請(qǐng)日: 2013-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN103701254A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 岳建華;岳征宇;李蘭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 岳建華
• 主分類號(hào): H02K7/10
• 分類號(hào): H02K7/10;H02K1/22;H02K1/32;H02K9/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域-一種通過改變轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)分布的交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)的方法。

背景技術(shù)

在工業(yè)和人民生活中，大量需要對(duì)風(fēng)機(jī)、水泵等設(shè)備進(jìn)行變速運(yùn)行，以降低這些設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)能耗。工業(yè)領(lǐng)域如電力、石油化工、冶金、水泥等的風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)、軋鋼機(jī)和空分裝置等大部分需要調(diào)速運(yùn)行，占整個(gè)工業(yè)的70％左右；民用如空調(diào)、冷藏-冷凍設(shè)備和通風(fēng)設(shè)備也需要調(diào)速；縱觀工業(yè)和民用，電動(dòng)機(jī)的調(diào)速市場(chǎng)占整個(gè)電力需求的60％以上。

工業(yè)上對(duì)風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)、軋鋼機(jī)和空分裝置等進(jìn)行調(diào)速的主要技術(shù)有：液力偶合器、高(中)低壓變頻器、永磁調(diào)速裝置和汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)等。其中液力偶合器、永磁調(diào)速裝置均需要在電動(dòng)機(jī)和被驅(qū)動(dòng)設(shè)備(如風(fēng)機(jī)、水泵等)之間安裝獨(dú)立的調(diào)速設(shè)備，造成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)工作大，造價(jià)高；同時(shí)液力偶合器消耗大量高品質(zhì)的液壓油、永磁調(diào)速裝置需用大量的稀土永磁材料；汽輪機(jī)是替代電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的，系統(tǒng)復(fù)雜，造價(jià)高，維護(hù)工作大；高(中)低壓變頻器是對(duì)電動(dòng)機(jī)的電源進(jìn)行調(diào)頻-調(diào)壓控制，體積大、壽命期投資費(fèi)用高(約10年左右進(jìn)行更換)、修理難度大，消耗大量的貴重金屬(如金、銅)，同時(shí)大功率、高電壓電力電子器件基本被國(guó)外壟斷。

以上幾種大功率調(diào)速設(shè)備除汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)外，均涉及到電動(dòng)機(jī)調(diào)速驅(qū)動(dòng)，采用的調(diào)速裝備均是獨(dú)立于電動(dòng)機(jī)外的設(shè)備，造成系統(tǒng)復(fù)雜、維護(hù)難度大、占用空間多、投資高等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明涉及一種通過改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)分布的交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)，此種電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的同時(shí)，通過改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)分布，實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)的無級(jí)調(diào)速，即實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)直接調(diào)速。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種通過改變轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)分布的交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)，包括電動(dòng)機(jī)外殼組件(1)、電動(dòng)機(jī)定子組件(2)、電動(dòng)機(jī)軸組件(3)、轉(zhuǎn)子組件(4)、調(diào)速組件(5)、定轉(zhuǎn)子磁隙(6)，其特征是：

1電動(dòng)機(jī)殼體組件(1)，包括電動(dòng)機(jī)外殼(1-1)、電動(dòng)機(jī)端蓋(1-2)、軸承端蓋(1-3)、轉(zhuǎn)子軸承(1-4)、固定螺栓(1-5)；電動(dòng)機(jī)外殼(1-1)上固定著定子鐵心(2-1)和定子通風(fēng)部件(2-2)，電動(dòng)機(jī)外殼(1-1)兩端固定著電動(dòng)機(jī)端蓋(1-2)，電動(dòng)機(jī)端蓋(1-2)固定著轉(zhuǎn)子軸承(1-4)和軸承端蓋(1-3)，兩側(cè)電動(dòng)機(jī)端蓋(1-2)用固定螺栓(1-5)固定在電動(dòng)機(jī)外殼(1-1)上；電動(dòng)機(jī)軸(3-1)固定在轉(zhuǎn)子軸承(1-4)上，電動(dòng)機(jī)軸(3-1)通過軸向軸承部件(3-4)與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子組件(4)實(shí)現(xiàn)連接，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子組件(4)在電動(dòng)機(jī)軸(3-1)上軸向移動(dòng)；轉(zhuǎn)子組件(4)中的轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)耦合件(4-7)通過調(diào)速驅(qū)動(dòng)組件(5-1)、中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(5-2)與控制電動(dòng)機(jī)(5-3)相連接，調(diào)速驅(qū)動(dòng)組件(5-1)與轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)耦合件(4-7)通過滑動(dòng)模塊或軸承連接，中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(5-2)與控制電動(dòng)機(jī)(5-3)固定在電動(dòng)機(jī)端蓋(1-2)；傳感器(5-4)與調(diào)速驅(qū)動(dòng)組件(5-1)接觸并固定在電動(dòng)機(jī)端蓋(1-2)；轉(zhuǎn)子鐵心(4-1)、轉(zhuǎn)子銅環(huán)(4-2)與定子鐵心(2-1)之間通過定轉(zhuǎn)子磁隙(6)實(shí)現(xiàn)了磁耦合。

2電動(dòng)機(jī)定子組件(2)，包括定子鐵心(2-1)、定子通風(fēng)部件(2-2)、定子通風(fēng)孔(2-3)、鐵心固定螺栓(2-4)、定子線圈(2-5)，定子鐵心(2-1)與定子通風(fēng)部件(2-2)相鄰布置，由于定子通風(fēng)部件(2-2)不導(dǎo)磁，故定子線圈(2-5)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)主要集中在定子鐵心(2-1)中，定子鐵心(2-1)采用高質(zhì)量的硅鋼片或其他優(yōu)質(zhì)導(dǎo)磁材料。

3電動(dòng)機(jī)軸組件(3)，包括電動(dòng)機(jī)軸(3-1)、轉(zhuǎn)子軸軸流風(fēng)扇(3-2)、轉(zhuǎn)子滑道(3-3)、軸向軸承部件(3-4)，電動(dòng)機(jī)軸(3-1)中的轉(zhuǎn)子滑道(3-3)與轉(zhuǎn)子組件(4)是通過軸向軸承部件(3-4)相連接，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子組件(4)在電動(dòng)機(jī)軸(3-1)軸向靈活移動(dòng)(在允許的范圍內(nèi))、從而實(shí)現(xiàn)調(diào)速的目的；同時(shí)電動(dòng)機(jī)軸上安裝用于冷卻轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子軸軸流風(fēng)扇(3-2)。

4轉(zhuǎn)子組件(4)，包括轉(zhuǎn)子鐵心(4-1)、轉(zhuǎn)子銅環(huán)(4-2)、轉(zhuǎn)子通風(fēng)孔(4-3)、轉(zhuǎn)子鐵心固定螺栓(4-4)、轉(zhuǎn)子銅環(huán)通風(fēng)孔(4-5)、轉(zhuǎn)子軸流風(fēng)扇(4-6)、轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)耦合件(4-7)，轉(zhuǎn)子鐵心(4-1)、轉(zhuǎn)子銅環(huán)(4-2)相鄰布置；轉(zhuǎn)子銅環(huán)(4-2)安裝在與轉(zhuǎn)子鐵心(4-1)相同材料的轉(zhuǎn)子上；為了提高冷卻效果，轉(zhuǎn)子組件(4)安裝有轉(zhuǎn)子通風(fēng)孔(4-3)、轉(zhuǎn)子銅環(huán)通風(fēng)孔(4-5)及轉(zhuǎn)子軸流風(fēng)扇(4-6)，轉(zhuǎn)子鐵心(4-1)采用高質(zhì)量的硅鋼片或其他優(yōu)質(zhì)導(dǎo)磁材料。