[實(shí)用新型]一種開關(guān)磁阻型電磁調(diào)速電動機(jī)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202021597930.7
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN212627633U
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊玉崗
• 申請（專利權(quán)）人: 楊玉崗
• 主分類號: H02K49/00
• 分類號: H02K49/00;H02K17/32;H02K11/22;H02P15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種開關(guān)磁阻型電磁調(diào)速電動機(jī)，包括異步電動機(jī)、開關(guān)磁阻型電磁轉(zhuǎn)差離合器、整流器、開關(guān)磁阻型勵磁電流控制器、內(nèi)轉(zhuǎn)子位置檢測器、導(dǎo)電滑環(huán)、聯(lián)軸器；所述開關(guān)磁阻型電磁轉(zhuǎn)差離合器包括外轉(zhuǎn)子和內(nèi)轉(zhuǎn)子；所述外轉(zhuǎn)子隨著異步電動機(jī)旋轉(zhuǎn)；開關(guān)磁阻型勵磁電流控制器的功率小于總調(diào)速功率的2％，向外轉(zhuǎn)子繞組提供勵磁電流，在外、內(nèi)轉(zhuǎn)子間建立勵磁磁場，對內(nèi)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生磁阻轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動內(nèi)轉(zhuǎn)子和機(jī)械負(fù)載以用戶要求的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。本實(shí)用新型的有益效果是：取代傳統(tǒng)電磁調(diào)速電動機(jī)、變頻器和開關(guān)磁阻電機(jī)，應(yīng)用于各種機(jī)械負(fù)載的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，具有體積小、效率高、成本低、堅固耐用、調(diào)速范圍寬、不受電壓和功率等級限制、所有零部件均國產(chǎn)、節(jié)材環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本專利涉及一種電磁調(diào)速電動機(jī)，尤其涉及一種開關(guān)磁阻型電磁調(diào)速電動機(jī)，可以廣泛應(yīng)用于各種需要調(diào)速驅(qū)動的領(lǐng)域。

背景技術(shù)

由于變頻調(diào)速電源具有優(yōu)良的調(diào)速性能，近年來在電機(jī)調(diào)速領(lǐng)域得到了大量應(yīng)用。但是采用變頻調(diào)速電源受到諸多限制：一是從電動機(jī)傳遞給負(fù)載的所有電能都要經(jīng)過變頻調(diào)速電源進(jìn)行功率變換，而進(jìn)行功率變換的核心部件是高性能的電力電子開關(guān)器件，高性能的電力電子開關(guān)器件大多依賴進(jìn)口，不但價格昂貴，而且面臨斷供危險；二是這些電力電子開關(guān)器件會產(chǎn)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(shù)要求高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本很高；四是由于電力電子器件工作在開關(guān)狀態(tài)，產(chǎn)生了大量的諧波污染和電磁干擾，嚴(yán)重影響電網(wǎng)的供電質(zhì)量，而且隨著變頻電源功率的增大，造成的不良影響更加嚴(yán)重；五是隨著變頻電源容量和電壓的不斷提高，電力電子器件的耐壓和容量已不能滿足要求，為了解決這一問題，人們提出了PWM多電平電路，但是又產(chǎn)生了電路的復(fù)雜性與可靠性之間的矛盾。以上這些限制和矛盾，是變頻調(diào)速電源本身固有的矛盾，單純依靠對變頻調(diào)速理論和方法的改進(jìn)及變頻電路的完善是難以克服的，要想克服這些限制和矛盾，需要另尋他途。近年來，人們嘗試采用電磁調(diào)速電動機(jī)和開關(guān)磁阻電機(jī)來克服這些限制和矛盾。

傳統(tǒng)電磁調(diào)速電動機(jī)(又稱滑差電機(jī))由三相交流異步電動機(jī)、電磁轉(zhuǎn)差離合器和勵磁電流控制器三部分組成，其中，三相交流異步電動機(jī)是電磁調(diào)速電動機(jī)的原動機(jī)，為電磁調(diào)速電動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)提供動力，電磁轉(zhuǎn)差離合器通過勵磁電流控制器提供大小不同的勵磁電流而完成調(diào)速功能。傳統(tǒng)電磁調(diào)速電動機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)包括：(1)電磁調(diào)速電動機(jī)的內(nèi)部部件除了軸承和用來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的勵磁線圈外，幾乎全部都是鋼、鐵件，其結(jié)構(gòu)堅固耐用、容易裝拆維修、適應(yīng)于長期無故障運(yùn)行，其總的制造成本和運(yùn)行維護(hù)成本遠(yuǎn)低于變頻調(diào)速電源。(2)電磁調(diào)速電動機(jī)在原動機(jī)轉(zhuǎn)速不變的情況下，通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)差離合器中勵磁電流的大小來調(diào)節(jié)負(fù)載轉(zhuǎn)速。如果負(fù)載需要短時停轉(zhuǎn)，只要切斷勵磁電源，而毋需停止拖動電機(jī)，既可減少拖動電機(jī)的起動次數(shù)，又能降低電動機(jī)起動電流對電網(wǎng)的沖擊影響。(3)原動機(jī)傳遞給負(fù)載的所有能量都是通過電磁轉(zhuǎn)差離合器的內(nèi)、外轉(zhuǎn)子之間的磁場進(jìn)行傳遞的，克服了變頻調(diào)速裝置中所有功率都要通過脆弱、昂貴的電力電子開關(guān)進(jìn)行傳遞的問題，而只有很小的勵磁磁場功率(占總調(diào)速功率的0.2～1％)需要通過簡單、可靠的勵磁電路來傳遞，所以沒有變頻調(diào)速裝置中電力電子開關(guān)的耐壓和功率等級的限制，產(chǎn)生的諧波和電磁干擾也忽略不計，從而大大提高了設(shè)備的可靠性。然而，傳統(tǒng)電磁調(diào)速電動機(jī)也存在技術(shù)缺陷：主要是其所提供的轉(zhuǎn)矩是渦流轉(zhuǎn)矩，存在較大的轉(zhuǎn)差功率，而轉(zhuǎn)差功率全部轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)差渦流損耗，而且調(diào)速范圍越大，轉(zhuǎn)差損耗渦流越大，使得工作效率降低，溫升很高；此外，還存在低速失控區(qū)。

開關(guān)磁阻電機(jī)通過在其定、轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生磁阻轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)調(diào)速，具有結(jié)構(gòu)簡單、堅固、效率高的優(yōu)點(diǎn)，近年來在電機(jī)調(diào)速領(lǐng)域也得到發(fā)展，但是開關(guān)磁阻電機(jī)存在轉(zhuǎn)矩脈動大的技術(shù)缺陷，而且和變頻電源一樣，其所有功率也都要通過電力電子開關(guān)進(jìn)行傳遞，限制了其在高電壓、大功率場合的應(yīng)用。