一體化集成式開關(guān)磁阻型電磁調(diào)速電動(dòng)的制造方法
【專利摘要】一體化集成式開關(guān)磁阻型電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)，包括機(jī)殼和機(jī)座、內(nèi)轉(zhuǎn)子軸、外轉(zhuǎn)子軸、定子、集成式開關(guān)磁阻型外轉(zhuǎn)子、定子和集成式開關(guān)磁阻型外轉(zhuǎn)子之間的氣隙、開關(guān)磁阻型內(nèi)轉(zhuǎn)子、集成式開關(guān)磁阻型外轉(zhuǎn)子和開關(guān)磁阻型內(nèi)轉(zhuǎn)子之間的氣隙、滑環(huán)和電刷、位置傳感器、軸承、連接軸承、螺栓、導(dǎo)線；集成式開關(guān)磁阻型外轉(zhuǎn)子包括外層圓筒形轉(zhuǎn)子、中層隔磁圓筒和內(nèi)層圓筒形凸極電樞；開關(guān)磁阻型內(nèi)轉(zhuǎn)子包括內(nèi)轉(zhuǎn)子凸極鐵芯和內(nèi)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組。本發(fā)明的有益效果是：實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)交流電動(dòng)機(jī)和開關(guān)磁阻電機(jī)的一體化集成，進(jìn)行無極調(diào)速，可以取代變頻器，應(yīng)用于各種調(diào)速驅(qū)動(dòng)負(fù)載，具有體積小、效率高、成本低、堅(jiān)固耐用、調(diào)速范圍寬、不受電壓和功率等級(jí)限制等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】—體化集成式開關(guān)磁阻型電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)，尤其涉及一種一體化集成式開關(guān)磁阻型電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)，可以廣泛應(yīng)用于各種需要調(diào)速驅(qū)動(dòng)的領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)(又稱滑差電機(jī))由三相交流異步電動(dòng)機(jī)、電磁轉(zhuǎn)差離合器和勵(lì)磁電流控制器三部分組成，其中，三相交流異步電動(dòng)機(jī)是電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)的原動(dòng)機(jī)，為電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)提供動(dòng)力，電磁轉(zhuǎn)差離合器通過勵(lì)磁電流控制器提供大小不同的勵(lì)磁電流而完成調(diào)速功能。
[0003]傳統(tǒng)電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)的三相交流異步電動(dòng)機(jī)和電磁轉(zhuǎn)差離合器是相互獨(dú)立的兩個(gè)部分，通過機(jī)軸連接在一起，異步電動(dòng)機(jī)沒有機(jī)座，利用其端蓋上的凸緣裝在電磁轉(zhuǎn)差離合器的機(jī)座上而形成一個(gè)整體。所以傳統(tǒng)電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、材料用量多、制造成本高、軸向長度長、占地面積大、電磁轉(zhuǎn)差離合器的轉(zhuǎn)差損耗大、機(jī)械損耗大、溫升聞等技術(shù)缺陷。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)不足，在實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)的交流異步電動(dòng)機(jī)和電磁轉(zhuǎn)差離合器的一體化集成并申請了一種一體化集成式電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)的發(fā)明專利后，又提出一種可以消除轉(zhuǎn)差損耗的一體化集成式開關(guān)磁阻型電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一體化集成式開關(guān)磁阻型電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)，包括機(jī)殼和機(jī)座、內(nèi)轉(zhuǎn)子軸、外轉(zhuǎn)子軸、定子、集成式開關(guān)磁阻型外轉(zhuǎn)子、定子和集成式開關(guān)磁阻型外轉(zhuǎn)子之間的氣隙、開關(guān)磁阻型內(nèi)轉(zhuǎn)子、集成式開關(guān)磁阻型外轉(zhuǎn)子和開關(guān)磁阻型內(nèi)轉(zhuǎn)子之間的氣隙、滑環(huán)和電刷、位置傳感器、軸承、連接軸承、螺栓、導(dǎo)線。
[0007]所述定子包括定子鐵芯和定子繞組，與傳統(tǒng)交流電動(dòng)機(jī)的定子相同。所述定子固定在機(jī)殼和機(jī)座上，所述定子繞組通過導(dǎo)線與三相交流電源相連。
[0008]所述集成式開關(guān)磁阻型外轉(zhuǎn)子包括外層圓筒形轉(zhuǎn)子、中層隔磁圓筒和內(nèi)層圓筒形凸極電樞；所述外層圓筒形轉(zhuǎn)子、中層隔磁圓筒和內(nèi)層圓筒形凸極電樞相互套裝在一起，固定成一個(gè)整體。所述外層圓筒形轉(zhuǎn)子采用圓筒形鼠籠轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)；也可以在鼠籠形外層圓筒形轉(zhuǎn)子上加永磁塊，與傳統(tǒng)自起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子相同。所述中層隔磁圓筒由不導(dǎo)磁的不銹鋼制成。所述內(nèi)層圓筒形凸極電樞與傳統(tǒng)開關(guān)磁阻電機(jī)的定子鐵芯相同。所述集成式開關(guān)磁阻型外轉(zhuǎn)子通過中層隔磁圓筒固定在外轉(zhuǎn)子軸上。在所述定子和集成式開關(guān)磁阻型外轉(zhuǎn)子之間形成氣隙。
[0009]所述開關(guān)磁阻型內(nèi)轉(zhuǎn)子包括內(nèi)轉(zhuǎn)子凸極鐵芯和內(nèi)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組。所述內(nèi)轉(zhuǎn)子凸極鐵芯與傳統(tǒng)開關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)子相同；所述內(nèi)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組繞在內(nèi)轉(zhuǎn)子凸極鐵芯上，徑向相對的兩個(gè)內(nèi)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組串聯(lián)構(gòu)成一相勵(lì)磁繞組。所述內(nèi)層圓筒形凸極電樞的磁極數(shù)量與內(nèi)轉(zhuǎn)子凸極鐵芯的磁極數(shù)量不相等，但都是偶數(shù)。所述開關(guān)磁阻型內(nèi)轉(zhuǎn)子固定在內(nèi)轉(zhuǎn)子軸上。在所述集成式開關(guān)磁阻型外轉(zhuǎn)子和開關(guān)磁阻型內(nèi)轉(zhuǎn)子之間形成氣隙。
[0010]在所述內(nèi)轉(zhuǎn)子軸上設(shè)置滑環(huán)和電刷，通過導(dǎo)線將滑環(huán)和內(nèi)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組相連，電刷通過導(dǎo)線與外接的勵(lì)磁電流控制器相連，勵(lì)磁電流控制器外接交流或直流電源，用于為內(nèi)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組提供勵(lì)磁電流。在所述內(nèi)轉(zhuǎn)子軸和外轉(zhuǎn)子軸上設(shè)置位置傳感器，位置傳感器通過導(dǎo)線與勵(lì)磁電流控制器相連。所述內(nèi)轉(zhuǎn)子軸的一端通過兩個(gè)連接軸承和多個(gè)螺栓與外轉(zhuǎn)子軸相連，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子軸的另一端與負(fù)載機(jī)械軸相連。所述內(nèi)轉(zhuǎn)子軸和外轉(zhuǎn)子軸分別通過軸承安裝在機(jī)殼和機(jī)座上。
[0011]本發(fā)明也可以采用混合勵(lì)磁開關(guān)磁阻電機(jī)的結(jié)構(gòu)。
[0012]本發(fā)明也可以采用無位置傳感器控制技術(shù)。
[0013]本發(fā)明也適用于盤式電機(jī)的結(jié)構(gòu)。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:
[0015]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)交流電動(dòng)機(jī)和開關(guān)磁阻電機(jī)的一體化集成，通過調(diào)整開關(guān)磁阻型內(nèi)轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁電流，可以實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速，不但克服了傳統(tǒng)電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)和永磁調(diào)速驅(qū)動(dòng)器的軸向長度長、體積大、轉(zhuǎn)差損耗大、電樞溫升過高等技術(shù)缺陷，而且可以取代變頻器，廣泛應(yīng)用于各種需要調(diào)速驅(qū)動(dòng)的機(jī)械負(fù)載上，如風(fēng)機(jī)、水泵、輸油泵，提升機(jī)、皮帶運(yùn)輸機(jī)、電動(dòng)汽車、船、飛機(jī)和軌道交通等，具有體積小、效率高、堅(jiān)固耐用、調(diào)速范圍寬、制造和使用成本低、不受電壓和功率等級(jí)的限制、所有零部件都是國產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是圖1的A-A’剖視圖；
[0018]圖3是圖2中的內(nèi)轉(zhuǎn)子凸極鐵芯的磁極加極靴的另一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4是圖2中的內(nèi)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組繞在內(nèi)層圓筒形凸極電樞上的另一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖中，1-機(jī)殼和機(jī)座；2_內(nèi)轉(zhuǎn)子軸；3_外轉(zhuǎn)子軸；4-定子；4_1_定子鐵芯；4_2_定子繞組；5_定子和集成式開關(guān)磁阻型外轉(zhuǎn)子之間的氣隙；6_集成式開關(guān)磁阻型外轉(zhuǎn)子；6-1-外層圓筒形轉(zhuǎn)子；6-2_中層隔磁圓筒；6-3_內(nèi)層圓筒形凸極電樞；7_集成式開關(guān)磁阻型外轉(zhuǎn)子和開關(guān)磁阻型內(nèi)轉(zhuǎn)子之間的氣隙；8-開關(guān)磁阻型內(nèi)轉(zhuǎn)子；8-1_內(nèi)轉(zhuǎn)子凸極鐵芯；8-2-內(nèi)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組:9_滑環(huán)和電刷；10_位置傳感器；11_軸承；12_連接軸承；13_螺栓；14-導(dǎo)線。
【具體實(shí)施方式】
[0021]實(shí)施例一:
[0022]參照附圖1和2，一體化集成式開關(guān)磁阻型電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)的一種三相8/6極實(shí)施例，包括機(jī)殼和機(jī)座1、內(nèi)轉(zhuǎn)子軸2、外轉(zhuǎn)子軸3、定子4、集成式開關(guān)磁阻型外轉(zhuǎn)子6、定子和集成式開關(guān)磁阻型外轉(zhuǎn)子之間的氣隙5、開關(guān)磁阻型內(nèi)轉(zhuǎn)子8、集成式開關(guān)磁阻型外轉(zhuǎn)子和開關(guān)磁阻型內(nèi)轉(zhuǎn)子之間的氣隙7、滑環(huán)和電刷9、位置傳感器10、軸承11、連接軸承12、螺栓
13、導(dǎo)線14。[0023]所述定子4包括定子鐵芯4-1和定子繞組4-2，與傳統(tǒng)交流電動(dòng)機(jī)的定子相同。定子固定在機(jī)殼和機(jī)座上，定子繞組通過導(dǎo)線14與三相交流電源相連。
[0024]所述集成式開關(guān)磁阻型外轉(zhuǎn)子6包括外層圓筒形轉(zhuǎn)子6-1、中層隔磁圓筒6-2和內(nèi)層圓筒形凸極電樞6-3 ;所述外層圓筒形轉(zhuǎn)子6-1、中層隔磁圓筒6-2和內(nèi)層圓筒形凸極電樞6-3相互套裝在一起，固定成一個(gè)整體。所述外層圓筒形轉(zhuǎn)子6-1采用圓筒形鼠籠轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)；也可以在鼠籠形外層圓筒形轉(zhuǎn)子6-1上加永磁塊，與傳統(tǒng)自起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子相同。所述中層隔磁圓筒6-2由不導(dǎo)磁的不銹鋼制成。所述內(nèi)層圓筒形凸極電樞6-3與傳統(tǒng)開關(guān)磁阻電機(jī)的定子鐵芯相同，本實(shí)施例的內(nèi)層圓筒形凸極電樞6-3的磁極數(shù)量是
8。所述集成式開關(guān)磁阻型外轉(zhuǎn)子6通過中層隔磁圓筒6-1固定在外轉(zhuǎn)子軸3上。在所述定子4和集成式開關(guān)磁阻型外轉(zhuǎn)子6之間形成氣隙5。
[0025]所述開關(guān)磁阻型內(nèi)轉(zhuǎn)子8包括內(nèi)轉(zhuǎn)子凸極鐵芯8-1和內(nèi)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組8-2。所述內(nèi)轉(zhuǎn)子凸極鐵芯8-1與傳統(tǒng)開關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)子相同；所述內(nèi)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組8-2繞在內(nèi)轉(zhuǎn)子凸極鐵芯8-1上，徑向相對的兩個(gè)內(nèi)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組8-2串聯(lián)構(gòu)成一相勵(lì)磁繞組。本實(shí)施例的內(nèi)轉(zhuǎn)子凸極鐵芯8-1的磁極數(shù)量是6。所述開關(guān)磁阻型內(nèi)轉(zhuǎn)子8固定在內(nèi)轉(zhuǎn)子軸2上。在所述集成式開關(guān)磁阻型外轉(zhuǎn)子6和開關(guān)磁阻型內(nèi)轉(zhuǎn)子8之間形成氣隙7。
[0026]在所述內(nèi)轉(zhuǎn)子軸2上設(shè)置滑環(huán)和電刷9，通過導(dǎo)線將滑環(huán)和內(nèi)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組8-2相連，電刷通過導(dǎo)線與外接的勵(lì)磁電流控制器相連，勵(lì)磁電流控制器外接交流或直流電源，用于為內(nèi)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組8-2提供勵(lì)磁電流。在所述內(nèi)轉(zhuǎn)子軸2和外轉(zhuǎn)子軸3上設(shè)置位置傳感器10，位置傳感器10通過導(dǎo)線與勵(lì)磁電流控制器相連。所述內(nèi)轉(zhuǎn)子軸2的一端通過兩個(gè)連接軸承12和多個(gè)螺栓13與外轉(zhuǎn)子軸3相連，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子軸2的另一端與負(fù)載機(jī)械軸相連。所述內(nèi)轉(zhuǎn)子軸2和外轉(zhuǎn)子軸3分別通過軸承11安裝在機(jī)殼和機(jī)座I上。
[0027]實(shí)施例二:
[0028]參照附圖3，一體化集成式開關(guān)磁阻型電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)的另一種實(shí)施例。將實(shí)施例一中的內(nèi)轉(zhuǎn)子凸極鐵芯8-1的磁極加極靴。
[0029]實(shí)施例三:
[0030]參照附圖4，一體化集成式開關(guān)磁阻型電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)的一種三相12/8極實(shí)施例，內(nèi)層圓筒形凸極電樞6-3的磁極數(shù)量是12，內(nèi)轉(zhuǎn)子凸極鐵芯8-1的磁極數(shù)量是8。將實(shí)施例一中的內(nèi)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組8-2繞在內(nèi)層圓筒形凸極電樞6-3的磁極6-3-1上，形成內(nèi)層圓筒形凸極電樞的勵(lì)磁繞組6-3-2，徑向相對的兩個(gè)勵(lì)磁繞組6-3-2串聯(lián)成一對，與這對勵(lì)磁繞組相垂直的另外兩個(gè)徑向相對的勵(lì)磁繞組6-3-2也串聯(lián)成一對，這兩對串聯(lián)后的勵(lì)磁繞組再串聯(lián)或并聯(lián)在一起，構(gòu)成一相勵(lì)磁繞組。
【權(quán)利要求】
1.一體化集成式開關(guān)磁阻型電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī),包括機(jī)殼和機(jī)座、內(nèi)轉(zhuǎn)子軸、外轉(zhuǎn)子軸、定子、集成式開關(guān)磁阻型外轉(zhuǎn)子、定子和集成式開關(guān)磁阻型外轉(zhuǎn)子之間的氣隙、開關(guān)磁阻型內(nèi)轉(zhuǎn)子、集成式開關(guān)磁阻型外轉(zhuǎn)子和開關(guān)磁阻型內(nèi)轉(zhuǎn)子之間的氣隙、滑環(huán)和電刷、位置傳感器、軸承、連接軸承、螺栓、導(dǎo)線。 所述定子包括定子鐵芯和定子繞組，與傳統(tǒng)交流電動(dòng)機(jī)的定子相同。所述定子固定在機(jī)殼和機(jī)座上，所述定子繞組通過導(dǎo)線與三相交流電源相連。 所述集成式開關(guān)磁阻型外轉(zhuǎn)子包括外層圓筒形轉(zhuǎn)子、中層隔磁圓筒和內(nèi)層圓筒形凸極電樞；所述外層圓筒形轉(zhuǎn)子、中層隔磁圓筒和內(nèi)層圓筒形凸極電樞相互套裝在一起，固定成一個(gè)整體。所述外層圓筒形轉(zhuǎn)子采用圓筒形鼠籠轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)；也可以在鼠籠形外層圓筒形轉(zhuǎn)子上加永磁塊，與傳統(tǒng)自起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子相同。所述中層隔磁圓筒由不導(dǎo)磁的不銹鋼制成。所述內(nèi)層圓筒形凸極電樞與傳統(tǒng)開關(guān)磁阻電機(jī)的定子鐵芯相同。所述集成式開關(guān)磁阻型外轉(zhuǎn)子通過中層隔磁圓筒固定在外轉(zhuǎn)子軸上。在所述定子和集成式開關(guān)磁阻型外轉(zhuǎn)子之間形成氣隙。 所述開關(guān)磁阻型內(nèi)轉(zhuǎn)子包括內(nèi)轉(zhuǎn)子凸極鐵芯和內(nèi)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組。所述內(nèi)轉(zhuǎn)子凸極鐵芯與傳統(tǒng)開關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)子相同；所述內(nèi)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組繞在內(nèi)轉(zhuǎn)子凸極鐵芯上，徑向相對的兩個(gè)內(nèi)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組串聯(lián)構(gòu)成一相勵(lì)磁繞組。所述內(nèi)層圓筒形凸極電樞的磁極數(shù)量與內(nèi)轉(zhuǎn)子凸極鐵芯的磁極數(shù)量不相等，但都是偶數(shù)。所述開關(guān)磁阻型內(nèi)轉(zhuǎn)子固定在內(nèi)轉(zhuǎn)子軸上。在所述集成式開關(guān)磁阻型外轉(zhuǎn)子和開關(guān)磁阻型內(nèi)轉(zhuǎn)子之間形成氣隙。 在所述內(nèi)轉(zhuǎn)子軸上設(shè)置滑環(huán)和電刷，通過導(dǎo)線將滑環(huán)和內(nèi)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組相連，電刷通過導(dǎo)線與外接的勵(lì)磁電流控制器相連，勵(lì)磁電流控制器外接交流或直流電源，用于為內(nèi)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組提供勵(lì)磁電流。在所述內(nèi)轉(zhuǎn)子軸和外轉(zhuǎn)子軸上設(shè)置位置傳感器，位置傳感器通過導(dǎo)線與勵(lì)磁電流控制器相連。所述內(nèi)轉(zhuǎn)子軸的一端通過兩個(gè)連接軸承和多個(gè)螺栓與外轉(zhuǎn)子軸相連，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子軸的另一端與負(fù)載機(jī)械軸相連。所述內(nèi)轉(zhuǎn)子軸和外轉(zhuǎn)子軸分別通過軸承安裝在機(jī)殼和機(jī)座上。 本發(fā)明也可以采用混合勵(lì)磁開關(guān)磁阻電機(jī)的結(jié)構(gòu)。 本發(fā)明也可以采用無位置傳感器控制技術(shù)。 本發(fā)明也適用于盤式電機(jī)的結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化集成式開關(guān)磁阻型電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)，其特征在于將凸極式內(nèi)轉(zhuǎn)子的磁極加極靴。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化集成式開關(guān)磁阻型電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)，其特征在于將內(nèi)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組繞在內(nèi)層圓筒形凸極電樞的磁極上，形成內(nèi)層圓筒形凸極電樞的勵(lì)磁繞組，徑向相對的兩個(gè)內(nèi)層圓筒形凸極電樞的勵(lì)磁繞組串聯(lián)成一對，與這對勵(lì)磁繞組相垂直的另外兩個(gè)徑向相對的內(nèi)層圓筒形凸極電樞的勵(lì)磁繞組也串聯(lián)成一對，這兩對串聯(lián)后的勵(lì)磁繞組再串聯(lián)或并聯(lián)在一起，構(gòu)成一相勵(lì)磁繞組。
【文檔編號(hào)】H02K1/27GK103929027SQ201310027092
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年1月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月11日
【發(fā)明者】楊玉崗 申請人:楊玉崗