專利名稱：電機的無級調(diào)速裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機，更具體地說，涉及一種無級調(diào)速電機。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的無級調(diào)速電機由于受電子器件的限制，只靠電子或單片機來控制的 速度方案只是將速度控制分成有限個檔位來控制，不能實現(xiàn)真正意義的無級調(diào) 速。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種無級 調(diào)速裝置和方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種電機的無級調(diào)速裝 置，其特征在于，包括轉(zhuǎn)軸，與所述轉(zhuǎn)軸配合的推力軸承，與所述軸承套接的 軸套，用于調(diào)節(jié)所述彈簧的預(yù)緊力的調(diào)節(jié)裝置，用于支撐所述軸套的支架，用 于調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速的電位器，齒輪結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)軸與電機的輸出軸相互套接，所 述軸套中設(shè)有彈簧，所述轉(zhuǎn)軸相對所述輸出軸徑向運動，所述轉(zhuǎn)軸上設(shè)有葉片， 所述軸套通過所述齒輪結(jié)構(gòu)與所述電位器相連，所述軸套相對所述支架徑向運 動；
所述輸出軸帶動所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，所述葉片轉(zhuǎn)動并在氣壓的壓力下推動所述 軸套移動，所述彈簧壓緊后所述軸套繼續(xù)移動帶動所述齒輪結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動，所述齒
輪結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動并調(diào)節(jié)所述電位器從而調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速達(dá)到平衡。
在本發(fā)明所述的電機的無級調(diào)速裝置中，所述推力軸承包括左瓦片和右瓦
片，所述轉(zhuǎn)軸與所述輸出軸連接的一端開有用于與所述輸出軸相對滑動連接的
槽，所述轉(zhuǎn)軸的另一端與推力軸承的相連。
在本發(fā)明所述的電機的無級調(diào)速裝置中，所述推力軸承的右瓦片安裝在所
述軸套中。
在本發(fā)明所述的電機的無級調(diào)速裝置中，所述彈簧設(shè)置在所述軸套的中間 部分，所述軸套上設(shè)有鍵槽，所述軸套通過所述鍵槽與所述支架連接固定。
在本發(fā)明所述的電機的無級調(diào)速裝置中，所述槽為半圓形、方形、橢圓形。 在本發(fā)明所述的電機的無級調(diào)速裝置中，所述調(diào)節(jié)裝置包括檔板、旋鈕， 所述檔板設(shè)置在所述彈簧的端部，所述旋鈕調(diào)節(jié)所述檔板的位置調(diào)節(jié)所述彈簧 的壓縮量。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種電機的無級調(diào)速方 法，包括轉(zhuǎn)軸，與所述轉(zhuǎn)軸配合的推力軸承，與所述軸承套接的軸套，用于調(diào) 節(jié)所述彈簧的預(yù)緊力的調(diào)節(jié)裝置，用于支撐所述軸套的支架，用于調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn) 速的電位器，齒輪結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)軸與電機的輸出軸相互套接，所述軸套中設(shè)有 彈簧，所述轉(zhuǎn)軸相對所述輸出軸徑向運動，所述轉(zhuǎn)軸上設(shè)有葉片，所述軸套通 過所述齒輪結(jié)構(gòu)與所述電位器相連，所述軸套相對所述支架徑向運動；包括如 下步驟
Al)輸出軸轉(zhuǎn)動帶動所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，設(shè)置在所述轉(zhuǎn)軸上的所述葉片轉(zhuǎn)動， 所述葉片在氣壓的壓力下推動所述軸套移動；
A2)所述軸套移動并帶動安裝在其上的所述彈簧壓縮，所述彈簧壓縮到 最大量，所述軸套整體移動從而推動所述齒輪結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動；
A3)所述齒輪結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動帶動所述電位器滑動，使得從而調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速 達(dá)到平衡。
在本發(fā)明所述的電機的無級調(diào)速方法中，在所述步驟A中，還包括如下 步驟
A3.1)所述葉片轉(zhuǎn)速增大，所述齒輪結(jié)構(gòu)推動所述電位器滑動，所述電位 器電阻變大，可控硅導(dǎo)通角變大，所述電機兩邊的平均電壓變?。?br> A3.2)所述電機兩邊的平均電壓變小，電機轉(zhuǎn)速變慢，葉片獲得的推力變 小，彈簧推動調(diào)速機構(gòu)向左移動，齒輪機構(gòu)帶動所述電位器滑動，所述電位器 電阻變小，可控硅導(dǎo)通角變小，所述電機兩邊的平均電壓變大；
A3.3)最后葉片的推力、彈簧彈力達(dá)到平衡，電機勻速轉(zhuǎn)動。
在本發(fā)明所述的電機的無級調(diào)速方法中，在所述步驟A之前，還包括如 下步驟旋轉(zhuǎn)所述調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)所述彈簧的預(yù)緊力。
實施本發(fā)明的電機的無級調(diào)速裝置和方法具有以下有益效果本發(fā)明的電 機的無級調(diào)速裝置和方法中的彈簧的預(yù)緊力可以無級調(diào)節(jié)，電位器的阻值也可 以無級調(diào)節(jié)，即加在電機兩端的電壓可以無級調(diào)節(jié)，也就實現(xiàn)了真正意義上的 無級調(diào)速了?？梢酝ㄟ^手動調(diào)節(jié)旋鈕來選擇速度平衡點，當(dāng)手動轉(zhuǎn)動旋鈕時， 彈簧會獲得不同的預(yù)緊力，此預(yù)緊力與葉片獲得的推力達(dá)到動態(tài)平衡時，就是 速度的穩(wěn)定點，此方案的速度控制精度高并且可靠。


下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中 圖1是本發(fā)明無級調(diào)速電機的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明無級調(diào)速電機的電路圖。
具體實施例方式
如圖l、圖2所示，為本發(fā)明無級調(diào)速電機的結(jié)構(gòu)示意圖。本方案的工作 原理和工作過程如圖1所示為本發(fā)明的無級調(diào)速的機械結(jié)構(gòu)的一種實施方 式，被控制電機的輸出軸IO通過半圓槽11與無級調(diào)速結(jié)構(gòu)相連接，整個無級 調(diào)速結(jié)構(gòu)可在電機輸出上進行相對滑動；無級調(diào)速機械結(jié)構(gòu)由轉(zhuǎn)軸l、葉片2、
推力軸承3、軸套4、彈簧5、擋板6、旋鈕7、齒條9和齒輪8等組成，葉片 2與轉(zhuǎn)軸1固定連接(可通過焊接，還可通過鉚接或螺接的方式連接)，轉(zhuǎn)軸1 左端開有半圓槽ll，用于與電機輸出軸10進行相對滑動連接，轉(zhuǎn)軸l右端的 軸肩用于安裝推力軸承3的左瓦片，推力軸承3的右瓦片安裝在軸套4中，軸 套4通過鍵槽13與支架14相連接，軸套4與支架14之間可以進行相對滑動， 軸套4與擋板6之間安裝有彈簧5，彈簧5通過擋板6和旋鈕7進行預(yù)緊，旋 鈕7與擋板6之間裝有彈性擋圈12，軸套4的右端通過螺接與齒條9固定， 齒條9與一齒輪8相嚙合，齒輪8中心的半圓槽11與一電位器15相連接，此 電位器15對應(yīng)于圖二中的VRU
電機轉(zhuǎn)速的控制過程，當(dāng)電機轉(zhuǎn)動時，通過半圓槽ll帶動轉(zhuǎn)軸l及葉片 2進行旋轉(zhuǎn)，葉片2在旋轉(zhuǎn)過程中，通過風(fēng)力(葉片2左右有大氣壓差)，被 推動向右移動，帶動轉(zhuǎn)軸1也向右移動，轉(zhuǎn)軸1通過推力軸承3推動軸套4 向右移動，軸套4推動齒條9并壓縮彈簧5向右移動，齒條9帶動齒輪8轉(zhuǎn)動， 齒輪8帶動電位器15轉(zhuǎn)動。當(dāng)電機轉(zhuǎn)速增高時，葉片2獲得的推力大，推動 整個結(jié)構(gòu)向右移動，電位器15逆時針轉(zhuǎn)動，即如圖2所示，其中電位VR1的 阻值變大，使可控硅的導(dǎo)通角變大，從而加在電機兩端的平均電壓變小，使電 機的轉(zhuǎn)速變慢，當(dāng)電機的轉(zhuǎn)速變慢時，情況正好相反，葉片2獲得的推力變小，彈簧5推動整個調(diào)速結(jié)構(gòu)向左移動，電位器15順時針轉(zhuǎn)動，阻值變小，使可 控硅的導(dǎo)通角變小，從而加在電機兩端的平均電壓變大，使電機的轉(zhuǎn)速變快，
整個控制系統(tǒng)就是在這種動態(tài)平衡中進行電機的無級調(diào)速的。擋板6和旋鈕7 的作用是來調(diào)節(jié)彈簧5的預(yù)緊力的，不同的電機轉(zhuǎn)速對應(yīng)不同的預(yù)緊力。
本發(fā)明的優(yōu)點通過手動調(diào)節(jié)旋鈕7來選擇速度平衡點，當(dāng)手動轉(zhuǎn)動旋鈕
7時，彈簧5會獲得不同的預(yù)緊力，此預(yù)緊力與葉片2獲得的推力達(dá)到動態(tài)平 衡時，通過臂環(huán)反饋達(dá)到速度的穩(wěn)定點，此方案的速度控制，相對于現(xiàn)在普遍 采用只靠電子或單片機來控制的速度方案，精度更高而且更可靠；(2)由于受
電子器件的限制，只靠電子或單片機來控制的速度方案不能實現(xiàn)真正意義的無 級調(diào)速，它只是將速度控制分成有限個檔位來控制，從此方案控制原理可知，
彈簧5的預(yù)緊力可以無級調(diào)節(jié)，電位器15的阻值也可以無級調(diào)節(jié)，即加在電 機兩端的電壓可以無級調(diào)節(jié)，也就實現(xiàn)了真正意義上的無級調(diào)速了。
權(quán)利要求
1、一種電機的無級調(diào)速裝置，其特征在于，包括轉(zhuǎn)軸(1)，與所述轉(zhuǎn)軸(1)配合的推力軸承(3)，與所述軸承(3)套接的軸套(4)，用于調(diào)節(jié)所述彈簧(5)的預(yù)緊力的調(diào)節(jié)裝置，用于支撐所述軸套(4)的支架(14)，用于調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速的電位器(15)，齒輪結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)軸(1)與電機的輸出軸(10)相互套接，所述軸套(4)中設(shè)有彈簧(5)，所述轉(zhuǎn)軸(1)相對所述輸出軸(10)徑向運動，所述轉(zhuǎn)軸(1)上設(shè)有葉片(2)，所述軸套(4)通過所述齒輪結(jié)構(gòu)與所述電位器(15)相連，所述軸套(4)相對所述支架(14)徑向運動；所述輸出軸(10)帶動所述轉(zhuǎn)軸(1)轉(zhuǎn)動，所述葉片(2)轉(zhuǎn)動并在氣壓的壓力下推動所述軸套(4)移動，所述彈簧(5)壓緊后所述軸套(4)繼續(xù)移動帶動所述齒輪結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動，所述齒輪結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動并調(diào)節(jié)所述電位器(15)從而調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速達(dá)到平衡。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機的無級調(diào)速裝置，其特征在于，所述推力 軸承(3)包括左瓦片和右瓦片，所述轉(zhuǎn)軸(1)與所述輸出軸(10)連接的一 端開有用于與所述輸出軸(10)相對滑動連接的槽(11)，所述轉(zhuǎn)軸(1>的另 一端與推力軸承(3)的相連。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電機的無級調(diào)速裝置，其特征在于，所述推力 軸承(3)的右瓦片安裝在所述軸套(4)中。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電機的無級調(diào)速裝置，其特征在于，所述彈簧 (5)設(shè)置在所述軸套(4)的中間部分，所述軸套(4)上設(shè)有鍵槽，所述軸套(4)通過所述鍵槽與所述支架(14)連接固定。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電機的無級調(diào)速裝置，其特征在于，所述槽(ll)為半圓形、方形、橢圓形。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機的無級調(diào)速裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié) 裝置包括檔板(6)、旋鈕(7)，所述檔板設(shè)置在所述彈簧(5)的端部，所述旋鈕(7)調(diào)節(jié)所述檔板(6)的位置調(diào)節(jié)所述彈簧(5)的壓縮量。
7、 一種電機的無級調(diào)速方法，其特征在于，包括轉(zhuǎn)軸(1)，與所述轉(zhuǎn)軸 (1)配合的推力軸承(3)，與所述軸承(3)套接的軸套(4)，用于調(diào)節(jié)所述彈簧(5)的預(yù)緊力的調(diào)節(jié)裝置，用于支撐所述軸套(4)的支架(14)，用于 調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速的電位器(15)，齒輪結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)軸(1)與電機的輸出軸(10) 相互套接，所述軸套(4)中設(shè)有彈簧(5)，所述轉(zhuǎn)軸(l)相對所述輸出軸(10) 徑向運動，所述轉(zhuǎn)軸(1)上設(shè)有葉片(2)，所述軸套(4)通過所述齒輪結(jié)構(gòu) 與所述電位器(15)相連，所述軸套(4)相對所述支架(14)徑向運動；包 括如下步驟Al)輸出軸(10)轉(zhuǎn)動帶動所述轉(zhuǎn)軸(1)轉(zhuǎn)動，設(shè)置在所述轉(zhuǎn)軸(1〉 上的所述葉片(2)轉(zhuǎn)動，所述葉片(2)在氣壓的壓力下推動所述軸套(4) 移動；A2)所述軸套(4)移動并帶動安裝在其上的所述彈簧(5)壓縮，所述 彈簧(5)壓縮到最大量，所述軸套(4)整體移動從而推動所述齒輪結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動；A3)所述齒輪結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動帶動所述電位器(15)滑動，使得從而調(diào)節(jié)電機 的轉(zhuǎn)速達(dá)到平衡。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機的無級調(diào)速方法，其特征在于，在所述步 驟A3中，還包括如下步驟A3.1)所述葉片(2)轉(zhuǎn)速增大，所述齒輪結(jié)構(gòu)推動所述電位器(15)滑 動，所述電位器(15)電阻變大，可控硅導(dǎo)通角變大，所述電機兩邊的平均電壓變小；A3.2)所述電機兩邊的平均電壓變小，電機轉(zhuǎn)速變慢，葉片(2)獲得的 推力變小，彈簧(5)推動調(diào)速機構(gòu)向左移動，齒輪機構(gòu)帶動所述電位器(15) 滑動，所述電位器(15)電阻變小，可控硅導(dǎo)通角變小，所述電機兩邊的平均 電壓變大；A3.3)最后葉片(2)的推力、彈簧(5)彈力達(dá)到平衡，電機勻速轉(zhuǎn)動。 9、根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機的無級調(diào)速方法，其特征在于，在所述步驟Al之前，還包括如下步驟旋轉(zhuǎn)所述調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)所述彈簧(5)的預(yù)緊力。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電機的無級調(diào)速裝置和方法，所述裝置包括轉(zhuǎn)軸、推力軸承、軸套、調(diào)節(jié)裝置、支架、電位器、齒輪結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)軸與電機的輸出軸相互套接，所述軸套中設(shè)有彈簧，所述轉(zhuǎn)軸相對所述輸出軸徑向運動，所述轉(zhuǎn)軸上設(shè)有葉片，所述軸套通過所述齒輪結(jié)構(gòu)與所述電位器相連，所述軸套相對所述支架徑向運動。所述方法包括如下步驟A1)輸出軸轉(zhuǎn)動帶動所述葉片轉(zhuǎn)動，并推動所述軸套移動；A2)軸套整體移動從而推動所述齒輪結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動；A3)所述齒輪結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動帶動所述電位器滑動，電機的轉(zhuǎn)速達(dá)到平衡。本發(fā)明的電機的無級調(diào)速裝置和方法通過設(shè)置彈簧不同的預(yù)緊力，此預(yù)緊力與葉片獲得的推力達(dá)到動態(tài)平衡時，就是速度的穩(wěn)定點，調(diào)節(jié)精度高而且可靠。
文檔編號H02P27/02GK101174814SQ200710124158
公開日2008年5月7日 申請日期2007年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月26日
發(fā)明者劉建偉, 姜西輝, 蔣洪波 申請人:深圳市和而泰電子科技有限公司