專利名稱：交流無(wú)級(jí)變速電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種交流調(diào)速電機(jī)，尤其是能在大范圍高效率自行無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的交流無(wú)級(jí)變速電機(jī)。
背景技術(shù)：
公知的交流調(diào)壓調(diào)速異步電機(jī)，是通過(guò)在鼠籠轉(zhuǎn)子上增加電阻值，將轉(zhuǎn)差功率消耗掉的耗能原理來(lái)實(shí)現(xiàn)其所需轉(zhuǎn)矩特性及變速特性的，由于電機(jī)轉(zhuǎn)子的電阻值高而使其效率降低和發(fā)熱量大。繞線轉(zhuǎn)子異步電機(jī)，在三個(gè)滑環(huán)上串聯(lián)可切換阻值的電阻設(shè)備，或串聯(lián)可調(diào)節(jié)電阻值的水電阻設(shè)備進(jìn)行轉(zhuǎn)速無(wú)級(jí)下調(diào)運(yùn)行，雖然解決了電機(jī)轉(zhuǎn)子大量發(fā)熱問(wèn)題，但還是用將轉(zhuǎn)差功率變成熱能消耗掉的方式實(shí)現(xiàn)其調(diào)速功能的。
在鼠籠轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的軸端串聯(lián)電磁滑差離合器，或串聯(lián)液力耦合器等進(jìn)行下調(diào)轉(zhuǎn)速運(yùn)行的方法，也是將轉(zhuǎn)差功率通過(guò)電磁滑差離合器上的渦流轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)換成熱能消耗掉的耗能原理來(lái)實(shí)現(xiàn)其調(diào)速功能的。
現(xiàn)有的高效率交流無(wú)級(jí)調(diào)速系統(tǒng)，都需要在被調(diào)速電機(jī)之外附加各種調(diào)速裝置，如串級(jí)調(diào)速裝置、變頻調(diào)速器等，這類附加的大功率電子調(diào)速裝置其技術(shù)復(fù)雜、價(jià)格昂貴，而且存在著多種負(fù)面效應(yīng)。如供給感應(yīng)電機(jī)的電流并非真正的正弦波，其中含有大量污染電機(jī)的高次諧波成份，使交流感應(yīng)電機(jī)的力能指標(biāo)和使用壽命都下降很多，電子調(diào)速裝置中，其整流環(huán)節(jié)產(chǎn)生的特征高次諧波又給供電系統(tǒng)造成公害。串級(jí)調(diào)速裝置使系統(tǒng)的功率因數(shù)下降到0.55～0.3，由于大功率電子器件的過(guò)載能力低，需在調(diào)速裝置中設(shè)置多種快速斷電保護(hù)功能，而每一種保護(hù)都會(huì)影響到風(fēng)機(jī)等設(shè)備的正?？煽窟\(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種，不需在電機(jī)外部附加調(diào)速裝置，其的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，體積小，重量輕，制造成本低并能高效率無(wú)級(jí)下調(diào)轉(zhuǎn)速運(yùn)行的恒轉(zhuǎn)矩交流無(wú)級(jí)調(diào)速電機(jī)，以取代用耗能方式進(jìn)行調(diào)速的YCT系列等電磁調(diào)速電機(jī)以及需要在交流電機(jī)外部配備調(diào)速裝置的交流無(wú)級(jí)調(diào)速系統(tǒng)。
本發(fā)明的交流無(wú)級(jí)變速電機(jī)是這樣實(shí)現(xiàn)的在交流感應(yīng)電機(jī)機(jī)座中，三相交流定子、感應(yīng)轉(zhuǎn)子及端蓋順序裝配，其特征是定子鐵心內(nèi)側(cè)的一頭，有沿著轉(zhuǎn)子軸線移動(dòng)并同步旋轉(zhuǎn)的永磁轉(zhuǎn)子，在另一頭和中間有，用多個(gè)0.25至0.65極距的超短節(jié)距絕緣線圈嵌在鐵心槽內(nèi)的感應(yīng)轉(zhuǎn)子。這種特殊轉(zhuǎn)子繞組結(jié)構(gòu)，使感應(yīng)轉(zhuǎn)子的磁通矢量滯后于定子磁通的夾角能在給定的調(diào)速區(qū)間始終小于90度電角度，同時(shí)由定子、轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)是增量磁場(chǎng)，因此這種交流無(wú)級(jí)變速電機(jī)將現(xiàn)有交流感應(yīng)電機(jī)的T-S曲線極窄的線性段拓寬到整個(gè)調(diào)速區(qū)間，在定子端電壓不變的情況下，定子的有功電流和轉(zhuǎn)子的輸出轉(zhuǎn)矩都是隨轉(zhuǎn)差率S成正比變化，在參數(shù)選擇適當(dāng)時(shí)，能使這種電機(jī)的輸出特性近似于永磁直流力矩電機(jī)的特性，能達(dá)到起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大于額定轉(zhuǎn)矩4倍以上和運(yùn)行效率高的雙重效果。同步旋轉(zhuǎn)的永磁調(diào)速轉(zhuǎn)子，能高效率地對(duì)感應(yīng)轉(zhuǎn)子每極磁通Φm進(jìn)行分流和調(diào)控，使交流無(wú)級(jí)變速電機(jī)實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩輸出特性。
其從屬特征是1.感應(yīng)轉(zhuǎn)子上的繞組由內(nèi)、外兩層不同節(jié)距和不同匝數(shù)的多個(gè)獨(dú)立并與鐵心絕緣的渦流線圈構(gòu)成。
2.在每一對(duì)相鄰的兩個(gè)轉(zhuǎn)子槽中都穿有表面經(jīng)陽(yáng)極化絕緣處理的U形鋁制構(gòu)件，并將穿過(guò)鐵心的一頭全部焊接在一個(gè)共用的鋁制端環(huán)上。
3.永磁同步轉(zhuǎn)子由固定在襯套(14)外圓上的硅鋼疊片和嵌在疊片中的永磁構(gòu)件組成，襯套(14)的內(nèi)孔與轉(zhuǎn)子軸之間裝有兩個(gè)球軸承(7)，襯套的一側(cè)裝有推拉永磁同步轉(zhuǎn)子的推拉軸承(9)，推拉軸承的內(nèi)環(huán)與后端蓋套筒(15)內(nèi)孔之間有帶螺母的滑套(10)。
4.將永磁構(gòu)件直接嵌在加大外徑尺寸的軟鋼襯套(14)上。
5.三相定子繞組是由相互絕緣的一個(gè)1/2至2/3功率的△形接線繞組和一個(gè)1/3至1/2功率的Y接線繞組組成的。
本發(fā)明的有益效果是1.交流無(wú)級(jí)變速電機(jī)同現(xiàn)有的各種交流無(wú)級(jí)調(diào)速系統(tǒng)相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低、可靠性高及維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)。
2.交流無(wú)級(jí)變速電機(jī)在起動(dòng)電流不增大的條件下，其起動(dòng)矩轉(zhuǎn)與額定轉(zhuǎn)矩比MQ/Mn由Y系列電機(jī)的2倍提高到4倍左右。
3.交流無(wú)級(jí)變速電機(jī)在大轉(zhuǎn)差率運(yùn)行時(shí)也具有高力能指標(biāo)。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1是交流無(wú)級(jí)變速電機(jī)的一種實(shí)施例的縱剖面構(gòu)造圖。
圖2是圖1的A-A剖視放大圖。
圖中1.轉(zhuǎn)子軸，2.絕緣渦流線圈，3.三相定子繞組，4.定子鐵心，5.轉(zhuǎn)子鐵心，6.渦流線圈的共用端環(huán)，7.球軸承，8.永磁調(diào)速轉(zhuǎn)子組件，9.推拉軸承，10.帶螺母的滑套，11.螺桿，12.伺服電動(dòng)機(jī)，13.齒輪，14.襯套，15.后端蓋套筒。
具體實(shí)施例方式
在圖1中，三相定子繞組(3)嵌在定子鐵心(4)的槽內(nèi)；轉(zhuǎn)子鐵心(5)按圖1中的位置固定在轉(zhuǎn)子軸(1)上，經(jīng)對(duì)其進(jìn)行精加工后，將絕緣渦流線圈(2)嵌入有槽絕緣的轉(zhuǎn)子槽內(nèi)，并用槽楔固定和浸漆處理；永磁調(diào)速轉(zhuǎn)子組件(8)固定在襯套(14)外徑上，襯套內(nèi)孔的兩頭，與兩個(gè)超輕系列的輕型深溝球軸承(7)的外環(huán)膠接，然后同在前端外圓上裝有推拉軸承(9)的帶螺母的滑套(10)傳動(dòng)連接。
交流無(wú)級(jí)變速電機(jī)的總體組裝方法是將定子部件按圖1中的位置壓裝在交流感應(yīng)電機(jī)的機(jī)座中，把前軸承內(nèi)油蓋和前軸承內(nèi)環(huán)順序裝到轉(zhuǎn)子組件前軸伸上，轉(zhuǎn)子組件按圖1中的位置穿入定子鐵心的孔中，裝有圓柱滾子軸承的前端蓋，用端蓋螺釘固定在機(jī)座前端的止口上，與帶螺母的滑套(10)傳動(dòng)連接的永磁調(diào)速轉(zhuǎn)子組件套裝在轉(zhuǎn)子的后軸上，再將帶螺母的滑套(10)上的螺母伸進(jìn)后端蓋套筒(15)上方的方槽中，把裝配有螺桿(11)的后端蓋用螺釘固定在機(jī)座后側(cè)面的止口上，在后端蓋上裝上伺服電動(dòng)機(jī)(12)、傳動(dòng)齒輪(13)、后軸承及軸承油蓋，然后安裝上前軸承蓋、風(fēng)扇和風(fēng)罩。
權(quán)利要求
1.一種交流無(wú)級(jí)變速電機(jī)，由三相交流定子、感應(yīng)轉(zhuǎn)子、機(jī)座和端蓋組成，其特征是定子鐵心內(nèi)側(cè)的一頭，有沿著轉(zhuǎn)子軸線移動(dòng)并同步旋轉(zhuǎn)的永磁轉(zhuǎn)子，在另一頭和中間有，用多個(gè)0.25至0.65極距的超短節(jié)距絕緣線圈嵌在鐵心槽內(nèi)的感應(yīng)轉(zhuǎn)子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流無(wú)級(jí)變速電機(jī)，其特征是感應(yīng)轉(zhuǎn)子上的繞組由內(nèi)、外兩層不同節(jié)距不同匝數(shù)的多個(gè)獨(dú)立并與鐵心絕緣的渦流線圈構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流無(wú)級(jí)變速電機(jī)，其特征是在每一對(duì)相鄰的兩個(gè)轉(zhuǎn)子槽中都穿有表面經(jīng)陽(yáng)極化絕緣處理的U形鋁制構(gòu)件，并將穿過(guò)鐵心的一頭全部焊接在一個(gè)共用的鋁制端環(huán)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流無(wú)級(jí)變速電機(jī)，其特征是永磁同步轉(zhuǎn)子由固定在襯套(14)外圓上的硅鋼疊片和嵌在疊片中的永磁構(gòu)件組成，襯套(14)的內(nèi)孔與轉(zhuǎn)子軸之間裝有兩個(gè)球軸承(7)，襯套的一側(cè)裝有推拉永磁同步轉(zhuǎn)子的推拉軸承(9)，推拉軸承的內(nèi)環(huán)與后端蓋套筒(15)內(nèi)孔之間有帶螺母的滑套(10)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流無(wú)級(jí)變速電機(jī)，其特征是將永磁構(gòu)件直接嵌在加大外徑尺寸的軟鋼襯套(14)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流無(wú)級(jí)變速電機(jī)，其特征是三相定子繞組(3)是由相互絕緣的一個(gè)1/2至2/3功率的Δ形接線繞組和一個(gè)1/3至1/2功率的Y接線繞組組成的。
全文摘要
一種由高轉(zhuǎn)換效率的永磁同步轉(zhuǎn)子與感應(yīng)轉(zhuǎn)子組成的交流無(wú)級(jí)變速電機(jī)。它是在交流電機(jī)的機(jī)座中，三相交流定子、感應(yīng)轉(zhuǎn)子，前后端蓋順序組裝而成，感應(yīng)轉(zhuǎn)子的繞組由0.45左右極距的多個(gè)獨(dú)立絕緣線圈構(gòu)成，同永磁轉(zhuǎn)子的磁通矢量進(jìn)行耦合后，就能使運(yùn)行在高轉(zhuǎn)差率下的感應(yīng)電機(jī)具有高的力能指標(biāo)，由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)換效率高不發(fā)熱，能使電機(jī)輕量化和延長(zhǎng)使用壽命。交流無(wú)級(jí)變速電機(jī)中的永磁同步轉(zhuǎn)子，能使電機(jī)在寬的無(wú)級(jí)調(diào)速范圍都具有高的運(yùn)行效率，以及沒(méi)有污染電網(wǎng)的高次諧波。因而可以代替各種需在電機(jī)外部附加調(diào)速裝置的直流或交流無(wú)級(jí)調(diào)速系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H02K7/12GK1536740SQ20041003203
公開日2004年10月13日 申請(qǐng)日期2004年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月10日
發(fā)明者江允良 申請(qǐng)人:江允良