[發明專利]一種改變定轉子磁場分布的鼠籠調速電機

有效

• 申請號: 201410079875.5
• 申請日: 2014-03-06
• 公開（公告）號: CN103986272A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 岳建華;肖美茹;李蘭
• 申請（專利權）人: 岳建華;肖美茹;李蘭
• 主分類號: H02K7/10
• 分類號: H02K7/10;H02K1/22;H02K1/32;H02K9/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及電力驅動領域—一種改變定轉子磁場分布的鼠籠調速電機的方法。

背景技術

在工業和人民生活中，大量的風機、水泵等設備需要變速運行，以降低這些設備的運轉能耗。工業領域如電力、石油化工、冶金、水泥行業的風機、水泵、壓縮機、軋鋼機和空分裝置等大部分需要調速運行，占整個工業的70％左右；民用如空調、冷藏—冷凍設備和通風設備也需要調速；縱觀工業和民用，電動機的調速市場占整個電力需求的60％以上。

工業上對風機、水泵、壓縮機、軋鋼機和空分裝置等進行調速的主要技術有：液力偶合器、高(中)低壓變頻器、永磁調速裝置和汽輪機驅動等。其中液力偶合器、永磁調速裝置均需要在電動機和被驅動設備(如風機、水泵等)之間安裝獨立的調速設備，造成系統結構復雜，維護工作大，造價高；同時液力偶合器消耗大量高品質的液壓油、永磁調速裝置需用大量的稀土永磁材料；汽輪機是替代電動機進行驅動的，系統復雜，造價高，維護工作大；高(中)低壓變頻器是對電動機的電源進行調頻—調壓控制，體積大、壽命期投資費用高(約10年左右進行更換)、修理難度大，消耗大量的貴重金屬(如金、銅)，同時大功率、高電壓電力電子器件基本被國外壟斷。

以上幾種大功率調速設備除汽輪機驅動外，均涉及到電動機調速驅動，采用的調速裝備均是獨立于電動機外的設備，造成系統復雜、維護難度大、占用空間多、投資高等。

發明內容

本發明涉及一種改變定轉子磁場分布的鼠籠調速電機，與已經申報專利的一種通過改變電動機轉子磁場分布的交流調速電動機(申請號：201310743285.3)屬于兩種不同原理實現的電動機調速技術，此種電動機將電能轉換為機械能的同時，通過改變電動機定子磁場在鼠籠轉子的分布，實現了電動機的無級調速，即實現了電動機直接調速。

本發明的技術方案是：一種改變定轉子磁場分布的鼠籠調速電機，包括電動機外殼組件(1)、電動機定子組件(2)、電動機軸組件(3)、轉子組件(4)、調速組件(5)、定轉子磁隙(6)，其特征是：

1電動機殼體組件(1)，包括電動機外殼(1-1)、電動機端蓋(1-2)、軸承端蓋(1-3)、轉子軸承(1-4)、固定螺栓(1-5)；電動機外殼(1-1)上固定著定子鐵心(2-1)和定子通風部件(2-2)，電動機外殼(1-1)兩端固定著電動機端蓋(1-2)，電動機端蓋(1-2)固定著轉子軸承(1-4)和軸承端蓋(1-3)，兩側電動機端蓋(1-2)用固定螺栓(1-5)固定在電動機外殼(1-1)上；電動機軸(3-1)固定在轉子軸承(1-4)上，電動機軸(3-1)通過軸向軸承部件(3-4)與電動機轉子組件(4)實現連接，實現電動機轉子組件(4)在電動機軸(3-1)上軸向移動；轉子組件(4)中的轉子驅動耦合件(4-7)通過調速驅動組件(5-1)、中間傳動機構(5-2)與控制電動機(5-3)相連接，調速驅動組件(5-1)與轉子驅動耦合件(4-7)通過滑動模塊或軸承連接，中間傳動機構(5-2)與控制電動機(5-3)固定在電動機端蓋(1-2)；傳感器(5-4)與調速驅動組件(5-1)接觸(或采用非接觸的渦流探頭)并固定在電動機端蓋(1-2)；轉子鐵心(4-1)、分段鼠籠轉子(4-2)與定子鐵心(2-1)之間通過定轉子磁隙(6)實現磁耦合。

將定子鐵心分成多段(導磁材料)并與定子通風部件(非導磁材料)相鄰布置，將轉子鐵心(導磁材料)分成多段帶鼠籠和不帶鼠籠的轉子并相鄰布置是本發明電機調速的基礎，帶鼠籠和不帶鼠籠轉子之間設計有通風間隙。

2電動機定子組件(2)，包括定子鐵心(2-1)、定子通風部件(2-2)、定子通風孔(2-3)、鐵心固定螺栓(2-4)、定子線圈(2-5)，定子鐵心(2-1)與定子通風部件(2-2)相鄰布置，由于定子通風部件(2-2)不導磁，故定子線圈(2-5)產生的旋轉磁場主要集中在定子鐵心(2-1)中，定子鐵心(2-1)采用高質量的硅鋼片或其他優質導磁材料。

3電動機軸組件(3)，包括電動機軸(3-1)、轉子軸軸流風扇(3-2)、轉子滑道(3-3)、軸向軸承部件(3-4)，電動機軸(3-1)中的轉子滑道(3-3)與轉子組件(4)是通過軸向軸承部件(3-4)相連接，實現轉子組件(4)在電動機軸(3-1)軸向靈活移動(在允許的范圍內)、從而實現調速的目的；同時電動機軸上安裝用于冷卻轉子的轉子軸軸流風扇(3-2)。