專利名稱：鐵耗變阻方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種利用鐵芯中磁通大小、頻率變化而使鐵耗電阻大小發(fā)生改變的裝置，其功能之一可用作旋轉(zhuǎn)的頻敏變阻器。主要可用于繞線型異步電動機的無刷起動和調(diào)速。
現(xiàn)有技術(shù)中的頻敏變阻器通常有不可旋轉(zhuǎn)的和可旋轉(zhuǎn)的兩種，不可旋轉(zhuǎn)的需要滑環(huán)、電刷;可旋轉(zhuǎn)的用銅量大且由于轉(zhuǎn)軸承受的重量大而限制了應(yīng)用范圍?，F(xiàn)有頻敏電阻器的鐵耗電阻不能人為改變，只能用于繞線型異步電動機的起動，不能實現(xiàn)速度調(diào)節(jié)。
本發(fā)明的目的是提出一種除了能依靠起動過程中鐵芯內(nèi)磁通頻率變化改變鐵耗電阻外，還可人為地改變鐵芯中磁通頻率或大小，從而改變鐵耗電阻之方法和裝置。不僅能使電機平滑起動，擴大應(yīng)用范圍，而且能在一定范圍內(nèi)調(diào)速，結(jié)構(gòu)簡單，成本低。
本發(fā)明所說的裝置主要由外鐵芯1、內(nèi)鐵芯2、內(nèi)鐵芯繞組3及軸4等部件構(gòu)成(如

圖1所示)，其構(gòu)成關(guān)系可有以下幾種(1)外鐵芯1與內(nèi)鐵芯2固定在一起同步旋轉(zhuǎn);(2)外鐵芯1不與內(nèi)鐵芯2固定在一起，兩者之間可實現(xiàn)相對轉(zhuǎn)動;(3)外鐵芯1與內(nèi)鐵芯2之間可以沿軸向作相對移動，移動后再分別實現(xiàn)前述的(1)、(2)兩種構(gòu)成關(guān)系。
根據(jù)本發(fā)明所述的裝置，實現(xiàn)鐵耗變阻的方法可為以下幾種(1)按照前述的構(gòu)成關(guān)系(1)，使外鐵芯1與內(nèi)鐵芯2固定在一起。此時將內(nèi)鐵芯繞組3與繞線型異步電動機的轉(zhuǎn)子繞組對應(yīng)連接起來，并使其所說的裝置的軸4與電機轉(zhuǎn)軸同時旋轉(zhuǎn)，當(dāng)電機起動時，依靠電機轉(zhuǎn)子繞組中所感應(yīng)電勢的頻率變化，則可使本發(fā)明所說的鐵耗變阻裝置中的鐵耗電阻發(fā)生變化，起到頻敏電阻器的作用。
(2)按照前述的構(gòu)成關(guān)系(2)，使外鐵芯1與內(nèi)鐵芯2之間可相對轉(zhuǎn)動，外鐵芯安置托架中，托架與電機座連接，但兩者之間的軸向位置相對固定(如圖2所示)。此時，將內(nèi)鐵芯繞組3與繞線型異步電動機轉(zhuǎn)子繞組對應(yīng)連接起來，并使其所說的裝置的軸4與電機轉(zhuǎn)軸同時旋轉(zhuǎn)，外鐵芯1可以是靜止的也可以是由輔助電機拖動使其正向或反向旋轉(zhuǎn)，采用這種方法，當(dāng)電機起動和運行時，內(nèi)、外鐵芯中磁通的交變頻率因外鐵芯1與內(nèi)鐵芯2之間的相對旋轉(zhuǎn)速度不同而不同，因此，其鐵耗電阻的大小亦隨之發(fā)生變化，從而起到調(diào)節(jié)和改變繞線型異步電動機轉(zhuǎn)子繞組中串聯(lián)的電阻值大小，以更廣泛地適應(yīng)電機在不同工況時的需要。
(3)按照前述的構(gòu)成關(guān)系(3)，使外鐵芯1相對內(nèi)鐵芯2沿軸向作相對位移后，再分別實現(xiàn)構(gòu)成關(guān)系(1)、(2)的工況。此時，同樣使內(nèi)鐵芯繞組3與繞線型異步電動機的轉(zhuǎn)子繞組對應(yīng)連接起來，并使其所說的裝置的軸4與電機轉(zhuǎn)軸同時旋轉(zhuǎn)，此時的變阻原理與前述的方法(1)、(2)相同，只是當(dāng)外鐵芯1與內(nèi)鐵芯2作了軸向的相對移動后，外鐵芯1中的磁通大小也發(fā)生了變化，所以其阻值的調(diào)節(jié)和改變范圍較前兩種方法更大。
本發(fā)明所說的鐵耗變阻方法及裝置具有其鐵耗電阻值不僅可通過頻率的改變而改變，還可以通過改變鐵芯中磁通量的大小、頻率的方式而改變，故具有阻值調(diào)節(jié)范圍寬的優(yōu)點。由于鐵芯中的交變磁通頻率、大小發(fā)生變化使鐵耗亦發(fā)生變化，當(dāng)用來作為繞線型異步電動機的起動電阻時，相當(dāng)于繞線型異步電動機轉(zhuǎn)子繞組回路所串的電阻發(fā)生了變化，所以可根據(jù)電機運行的不同工況，調(diào)節(jié)出不同的阻值變化規(guī)律。當(dāng)將本發(fā)明所說的裝置安裝在繞線型異步電動機的轉(zhuǎn)軸上時，可以取代轉(zhuǎn)子回路所串電阻，并取消電機轉(zhuǎn)軸上的滑環(huán)和電刷，做到轉(zhuǎn)子上無電的觸點，無滑環(huán)、無電刷，轉(zhuǎn)動慣量小，能平滑起動，且起動電流小、功率因素高，起動轉(zhuǎn)矩大，并在一定范圍內(nèi)可實現(xiàn)調(diào)速。
附圖1內(nèi)、外鐵芯之間無氣隙的鐵耗變阻裝置示意圖;
附圖2內(nèi)、外鐵芯之間有氣隙的鐵耗變阻裝置示意圖。
以下將對本發(fā)明所述的技術(shù)作進一步的補充說明。
所說的外鐵芯1與內(nèi)鐵芯2之間可以做成無氣隙的結(jié)構(gòu)，如所說的構(gòu)成關(guān)系(1)，其結(jié)構(gòu)形式如圖1所示，外鐵芯1直接安置在內(nèi)鐵芯2上，其重量由轉(zhuǎn)軸承擔(dān)。
所說的外鐵芯1與內(nèi)鐵芯2之間可以做成有氣隙的結(jié)構(gòu)，如所說的構(gòu)成關(guān)系(1)、(2)和(3)，其結(jié)構(gòu)如圖2所示，外鐵芯1安置在托架6上，其重量經(jīng)軸承5和托架6由機殼或機座承擔(dān)。這是為了減小轉(zhuǎn)軸所承擔(dān)的重量、實現(xiàn)內(nèi)、外鐵芯相對旋轉(zhuǎn)或相對移動。當(dāng)內(nèi)外鐵芯需要同時旋轉(zhuǎn)時，可采用任何一種方式將外鐵芯1和內(nèi)鐵芯2鎖在一起。當(dāng)外鐵芯1需要相對內(nèi)鐵芯2旋轉(zhuǎn)和/或作軸線方向移動時，可以在外鐵芯、托架上安裝驅(qū)動機構(gòu)實現(xiàn)。
本發(fā)明所說的裝置的內(nèi)鐵芯及內(nèi)鐵芯繞組可直接安置在電機的轉(zhuǎn)軸上，也可將其裝置的軸4與電機轉(zhuǎn)軸直接聯(lián)結(jié)。所說的裝置可直接安置在電機的機殼內(nèi)面，也可安置在電機的機殼外面，而將內(nèi)鐵芯繞組與電機轉(zhuǎn)子繞組的出線端對應(yīng)連接起來，根據(jù)不同的電機運行工況選擇不同的構(gòu)成關(guān)系(1)、(2)或(3)即可。
為了改善功率因素、增大起動轉(zhuǎn)矩等，外鐵芯上可安放短路繞組(附圖中未畫出)，短路繞組由鋁或黃銅制成。所說的鐵芯可采用厚鋼板、鐵板、鑄鐵等單位體積損耗較大的導(dǎo)磁材料。所說的內(nèi)、外鐵芯可為疊片結(jié)構(gòu)，或為實心結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種鐵耗變阻裝置，主要由外鐵芯、內(nèi)鐵芯、內(nèi)鐵芯繞組及軸等部件組成，其特征在于，內(nèi)鐵芯與軸成緊配合，所說的鐵耗變阻裝置有以下四種構(gòu)成關(guān)系a)外鐵芯與內(nèi)鐵芯固定在一起，內(nèi)鐵芯安置在軸上，外鐵芯套在內(nèi)鐵芯上；或者b)外鐵芯與內(nèi)鐵芯之間有氣隙，但兩者鎖在一起，內(nèi)鐵芯安置在軸上，外鐵芯安置托架中，托架與電機座連接；或者c)外鐵芯與內(nèi)鐵芯之間有氣隙，內(nèi)鐵芯安置在軸上，外鐵芯安置托架中，托架與電機座連接，外鐵芯與內(nèi)鐵芯之間的軸向位置相對固定；或者d)外鐵芯與內(nèi)鐵芯之間有氣隙，內(nèi)鐵芯安置在軸上，外鐵芯安置托架中，托架與電機座連接，在外鐵芯、拖架上有可使外鐵芯相對內(nèi)鐵芯作相對轉(zhuǎn)動和/或移動的驅(qū)動機構(gòu)。
2.按照權(quán)利要求1所說的裝置，其特征在于，所說的內(nèi)鐵芯直接安置在電機的轉(zhuǎn)軸上。
3.按照權(quán)利要求1所說的裝置，其特征在于，在所說的外鐵芯中安置有短路繞組。
4.按照權(quán)利要求1所說的裝置，其特征在于，所說裝置可安置在電機的機殼外面，也可安置在電機的機殼內(nèi)面。
5.按照權(quán)利要求2、3、4所說的裝置，其特征在于，在所說的內(nèi)、外鐵芯可為疊片結(jié)構(gòu)，也可為實心結(jié)構(gòu)。
6.一種由外鐵芯、內(nèi)鐵芯、內(nèi)鐵芯繞組及軸組成的鐵耗變阻裝置，內(nèi)鐵芯與軸成緊配合，兩者之間沒有氣隙，外鐵芯與內(nèi)鐵芯固定在一起，其變阻方法為將內(nèi)鐵芯繞組與繞線型異步電動機的轉(zhuǎn)子繞組對應(yīng)連接在一起，并使其所說的裝置的軸與電機轉(zhuǎn)軸同時旋轉(zhuǎn)，當(dāng)電機起動和運行時，依靠電機轉(zhuǎn)子繞組中所感應(yīng)電勢的頻率變化則可使本發(fā)明所說的鐵耗變阻裝置起到頻敏變阻器的作用。
7.一種由外鐵芯、內(nèi)鐵芯、內(nèi)鐵芯繞組及軸組成的鐵耗變阻裝置，內(nèi)鐵芯與軸成緊配合，外鐵芯與內(nèi)鐵芯之間有氣隙，但兩者鎖在一起，其變阻方法為將內(nèi)鐵芯繞組與繞線型異步電動機的轉(zhuǎn)子繞組對應(yīng)連接在一起，并使其所說的裝置的軸與電機轉(zhuǎn)軸同時旋轉(zhuǎn)，當(dāng)電機起動和運行時，依靠電機轉(zhuǎn)子繞組中所感應(yīng)電勢的頻率變化則可使本發(fā)明所說的鐵耗變阻裝置起到頻敏變阻器的作用。
8.一種由外鐵芯、內(nèi)鐵芯、內(nèi)鐵芯繞組及軸組成的鐵耗變阻裝置，內(nèi)鐵芯與軸成緊配合，外鐵芯與內(nèi)鐵芯之間有氣隙，但兩者之間的軸向位置相對固定，其變阻方法為將內(nèi)鐵芯繞組與繞線型異步電動機的轉(zhuǎn)子繞組對應(yīng)連接起來，并使其所說的裝置的軸與電機轉(zhuǎn)軸同時旋轉(zhuǎn)，外鐵芯既可以是靜止的也可以是由輔助電機拖動使其正向或反向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)電機起動和運行時，內(nèi)、外鐵芯中磁通的交變頻率因外鐵芯與內(nèi)鐵芯之間的相對旋轉(zhuǎn)速度不同而不同，因此，其鐵耗的大小亦隨之發(fā)生變化，從而調(diào)節(jié)和改變繞線型異步電動機轉(zhuǎn)子繞組中串聯(lián)的電阻值大小。
9.一種由外鐵芯、內(nèi)鐵芯、內(nèi)鐵芯繞組及軸組成的鐵耗變阻裝置，外鐵芯與內(nèi)鐵芯之間有氣隙，在外鐵芯上有可使外鐵芯相對內(nèi)鐵芯作相對移動的驅(qū)動機構(gòu)，其變阻方法為將內(nèi)鐵芯繞組與繞線型異步電動機轉(zhuǎn)子繞組對應(yīng)連接起來，外鐵芯由驅(qū)動機構(gòu)使其相對內(nèi)鐵芯產(chǎn)生位移后，將內(nèi)、外鐵芯鎖在一起，并使其所說的裝置的軸與電機轉(zhuǎn)軸同時旋轉(zhuǎn)，當(dāng)電機起動和運行時，依靠電機轉(zhuǎn)子繞組中所感應(yīng)電勢的頻率和外鐵芯中磁通大小變化則可使本發(fā)明所說的鐵耗變阻裝置起到改變鐵耗電阻的作用。
10.按照權(quán)利要求9所說的變阻方法，其特征在于，將內(nèi)鐵芯繞組與繞線型異步電動機轉(zhuǎn)子繞組對應(yīng)連接起來，外鐵芯由驅(qū)動機構(gòu)使其沿軸向相對內(nèi)鐵芯產(chǎn)生位移后，使其所說的裝置的軸與電機轉(zhuǎn)軸同時旋轉(zhuǎn)，外鐵芯既可以是靜止的也可以是由輔助電機拖動使其正向或反向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)電機起動和運行時，內(nèi)、外鐵芯中磁通的交變頻率和大小都因外鐵芯與內(nèi)鐵芯之間的相對旋轉(zhuǎn)速度不同而不同，因此，其鐵耗的大小亦隨之發(fā)生變化，從而調(diào)節(jié)和改變繞線型異步電動機轉(zhuǎn)子繞組中串聯(lián)的電阻值大小。
全文摘要
本發(fā)明為用于繞線型異步電動機作替代轉(zhuǎn)子回路所串電阻的鐵耗變阻方法及裝置。主要由外鐵芯、內(nèi)鐵芯、內(nèi)鐵芯繞組及軸等構(gòu)成，可構(gòu)成外鐵芯與內(nèi)鐵芯固定在一起；外鐵芯與內(nèi)鐵芯之間可實現(xiàn)相對轉(zhuǎn)動；外鐵芯與內(nèi)鐵芯之間可以沿軸向作相對移動，移動后再分別實現(xiàn)前述的兩種情況的結(jié)構(gòu)形式。利用電機轉(zhuǎn)子電勢的轉(zhuǎn)差頻率或改變鐵芯中磁通量的大小、頻率的方式，改變和調(diào)節(jié)其鐵耗電阻值，使電機能無刷平滑起動，并能在一定范圍調(diào)速。
文檔編號H01F29/08GK1099917SQ9311695
公開日1995年3月8日 申請日期1993年8月29日 優(yōu)先權(quán)日1993年8月29日
發(fā)明者楊長安, 楊波 申請人:華中理工大學(xué)