專利名稱：一種三相交流異步鼠籠式調(diào)速電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種三相交流異步鼠籠式調(diào)速電動(dòng) 機(jī)。
背景技術(shù)：
常用的交流電機(jī)調(diào)速方式，如變頻調(diào)速是改變電動(dòng)機(jī)定子電源的頻率，從而改變 其同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法，變頻調(diào)速系統(tǒng)主要設(shè)備是提供變頻電源的變頻器；變頻調(diào)速具有 調(diào)速范圍大、穩(wěn)定性平滑性較好、機(jī)械特性較硬的特點(diǎn)；但使用中也存在著高次諧波污染、 變頻設(shè)備故障的不確定性、維護(hù)檢修困難等不足。再如磁力耦合器調(diào)速系統(tǒng)，雖然不會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生高次諧波污染，但并不能實(shí)現(xiàn)真 正的軟啟動(dòng)，只是電機(jī)空載啟動(dòng)；且磁力耦合器所用超強(qiáng)磁體，銅轉(zhuǎn)子等材料價(jià)格昂貴，造價(jià)高。關(guān)于交流電機(jī)調(diào)速技術(shù)的改進(jìn)及完善工作一直在進(jìn)行，如在2009年2月18日公 告的發(fā)明專利申請(qǐng)200710146755. 2中，提出了一種通過分流磁場(chǎng)來調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速的技術(shù) 方案，具體實(shí)施為在定子鐵芯長出轉(zhuǎn)子鐵芯的一段和定子繞組端部長度的內(nèi)側(cè)所形成的空 腔內(nèi)，設(shè)有調(diào)控三相交流定子繞組電勢(shì)幅值大小的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器；其中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器是由一頭 固定在電動(dòng)機(jī)端蓋內(nèi)側(cè)面的2至4根帶有軸向?qū)Р鄣膶?dǎo)軌，并能在導(dǎo)軌上移動(dòng)的定子鐵芯 內(nèi)齒軛構(gòu)成；內(nèi)齒軛通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)，其中傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，伺服電機(jī)的軸齒 輪與傳動(dòng)軸上的齒輪嚙合驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸螺紋端與固定在內(nèi)齒軛側(cè)面的1至3個(gè)內(nèi)螺 紋套筒或滾珠螺旋副傳動(dòng)帶動(dòng)內(nèi)齒軛沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)；其中傳動(dòng)軸的一頭或中間設(shè)有與伺服電 機(jī)傳動(dòng)連接的蝸輪、鏈輪或同步齒輪。所述申請(qǐng)雖然比變頻調(diào)速系統(tǒng)的運(yùn)行效率高，且不產(chǎn) 生變頻調(diào)速系統(tǒng)在運(yùn)行中產(chǎn)生有害的高次諧波及各自負(fù)效應(yīng)；但無法實(shí)現(xiàn)電機(jī)的軟啟動(dòng)， 且自身的調(diào)速范圍較窄，其伺服電機(jī)、導(dǎo)軌、鏈輪或同步齒輪的設(shè)置增大了電機(jī)尺寸，且在 一定的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)上述機(jī)構(gòu)的安裝設(shè)置，無疑增加了工藝成本。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提出一種三相交流異步鼠籠式調(diào)速電動(dòng)機(jī)，該 電動(dòng)機(jī)不僅不產(chǎn)生變頻調(diào)速系統(tǒng)在運(yùn)行中產(chǎn)生有害的高次諧波及各自負(fù)效應(yīng)、具有無極調(diào) 速功能、軟啟動(dòng)功能，且機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單、體積小、裝卡方便。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用如下所述的技術(shù)方案—種三相交流異步鼠籠式調(diào)速電動(dòng)機(jī)，通過調(diào)節(jié)裝置改變轉(zhuǎn)子與定子的相對(duì)位 置，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子與定子間的電磁耦合量來達(dá)到電機(jī)無級(jí)調(diào)速的目的；其具體的結(jié)構(gòu)設(shè)置為 包括電機(jī)外殼、前端蓋、后端蓋、前端蓋軸承、后端蓋軸承、定子、轉(zhuǎn)子、電機(jī)主軸，其中轉(zhuǎn)子 與電機(jī)主軸鍵連接；其特征是所述轉(zhuǎn)子設(shè)置為兩段，一段為籠條轉(zhuǎn)子、一段為無籠條轉(zhuǎn) 子，且轉(zhuǎn)子通過調(diào)節(jié)裝置實(shí)現(xiàn)在電機(jī)主軸上的左右滑動(dòng)。所述的三相交流異步鼠籠式調(diào)速電動(dòng)機(jī)，所述調(diào)節(jié)裝置設(shè)置為一級(jí)齒輪傳動(dòng)、二級(jí)螺母絲杠傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的機(jī)械調(diào)節(jié)裝置；其中電機(jī)主軸上對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)子兩端位置分別開有鍵 槽、轉(zhuǎn)子兩端設(shè)置的轉(zhuǎn)子軸套與電機(jī)主軸滑鍵連接；任一端轉(zhuǎn)子軸套外圈套設(shè)軸承、軸承設(shè) 置在軸承連接器內(nèi)，軸承連接器外連支撐架；支撐架端部對(duì)稱設(shè)有內(nèi)螺紋套筒、內(nèi)螺紋套筒 與絲桿相傳動(dòng)形成二級(jí)螺母絲杠傳動(dòng)結(jié)構(gòu)；所述絲桿設(shè)置在電機(jī)外殼內(nèi)部定子一端的傳動(dòng) 齒輪支撐架、絲桿支撐架之間；其中絲桿上內(nèi)螺紋套筒與傳動(dòng)齒輪支撐架間設(shè)置有齒輪、所 述齒輪與設(shè)置在傳動(dòng)齒輪支撐架上的傳動(dòng)齒輪嚙合形成一級(jí)齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)；其中所述一級(jí) 齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)齒輪與伺服電機(jī)齒輪相嚙合。所述的三相交流異步鼠籠式調(diào)速電動(dòng)機(jī)，所述電機(jī)主軸同一截面上的鍵槽對(duì)稱設(shè)置。所述的三相交流異步鼠籠式調(diào)速電動(dòng)機(jī)，所述絲桿及與絲桿相傳動(dòng)的內(nèi)螺紋套 筒、絲桿一端設(shè)置的齒輪至少為兩套。所述的三相交流異步鼠籠式調(diào)速電動(dòng)機(jī)，所述轉(zhuǎn)子軸套外圈套設(shè)軸承為推力球軸 承或深溝球軸承。所述的三相交流異步鼠籠式調(diào)速電動(dòng)機(jī)，所述調(diào)節(jié)裝置設(shè)置為液壓推動(dòng)裝置。由于采用如上所述的技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是1)、由于伺服電機(jī)傳動(dòng)裝置的減速齒輪與機(jī)械調(diào)節(jié)裝置的傳動(dòng)齒輪相嚙合帶動(dòng)轉(zhuǎn) 子沿電機(jī)主軸滑動(dòng)，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子與定子間的電磁耦合量來達(dá)到電機(jī)無級(jí)調(diào)速的目的；完全避 免了變頻調(diào)速系統(tǒng)在運(yùn)行中產(chǎn)生有害的高次諧波危害。2)、本實(shí)用新型所述調(diào)速電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，帶籠條轉(zhuǎn)子在定子鐵芯外邊，當(dāng)三相交流 電通過定子繞組時(shí)，在定子鐵芯內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，通過無籠條轉(zhuǎn)子鐵芯構(gòu)成磁回路，帶籠條轉(zhuǎn) 子內(nèi)不產(chǎn)生感生電流，故此定子繞組中只有勵(lì)磁電流，沒有轉(zhuǎn)子反射電流，所以啟動(dòng)瞬間電流 很小；在調(diào)節(jié)裝置的控制下，將帶籠條轉(zhuǎn)子緩慢推入定子，使轉(zhuǎn)子電流逐步增加，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速逐 步提高，即可達(dá)到在啟動(dòng)過程中電機(jī)定子繞組電流不超過額定工作電流，從而實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)。3)、本實(shí)用新型通過傳動(dòng)齒輪使兩絲桿同向轉(zhuǎn)動(dòng)，且采用的內(nèi)螺紋套筒與絲桿傳 動(dòng)結(jié)構(gòu)，機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單、占用空間小，有效減小了電機(jī)尺寸。

圖1是本實(shí)用新型電機(jī)的剖視圖；圖2是圖1的A-A剖視圖；圖3是本實(shí)用新型轉(zhuǎn)子軸套外圈與軸承連接器連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖4本本實(shí)用新型轉(zhuǎn)子軸套外圈與軸承連接器另一連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實(shí)用新型實(shí)施時(shí)控制流程圖；圖中1、電機(jī)主軸；2、轉(zhuǎn)子軸套；3、籠條轉(zhuǎn)子；4、無籠條轉(zhuǎn)子；5、前端蓋；6、外殼； 7、絲杠；8、內(nèi)螺紋套筒；9、齒輪；10、傳動(dòng)齒輪；11、傳動(dòng)齒輪支撐架；12、軸承連接器；13、 風(fēng)扇；14、機(jī)座；15、伺服電機(jī)齒輪；16、后端蓋；17、定子；18、前端蓋軸承；19、后端蓋軸承； 20、絲杠支撐架；21支撐架。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明，需解釋的是，本實(shí)用新型并不局限于下
4述實(shí)施例；公開本實(shí)用新型的目的旨在保護(hù)本實(shí)用新型范圍內(nèi)的一切變化及改進(jìn)；只要通 過調(diào)節(jié)裝置實(shí)施轉(zhuǎn)子在電機(jī)主軸上的滑動(dòng)位移，改變轉(zhuǎn)子與定子的相對(duì)位置，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子與 定子間的電磁耦合量來達(dá)到電機(jī)無級(jí)調(diào)速的目的的；無論調(diào)節(jié)裝置的具體結(jié)構(gòu)如何，均在 本實(shí)用新型范圍內(nèi)的保護(hù)范圍之內(nèi)。一種三相交流異步鼠籠式調(diào)速電動(dòng)機(jī)，以調(diào)節(jié)裝置設(shè)置為一級(jí)齒輪傳動(dòng)、二級(jí)螺 母絲杠結(jié)構(gòu)的機(jī)械調(diào)節(jié)裝置為例來說明。圖1中，機(jī)座14上電機(jī)外殼6內(nèi)部長度方向中間略靠右位置設(shè)有定子17鐵芯，電 機(jī)主軸1上中部位置設(shè)有轉(zhuǎn)子，其中轉(zhuǎn)子分兩部分，一部分為籠條轉(zhuǎn)子3、另一部分為無籠 條轉(zhuǎn)子4 ；電機(jī)主軸1兩端通過前端蓋軸承18、后端蓋軸承19設(shè)置在前端蓋5、后端蓋16 上。后端蓋16外部、電機(jī)主軸1上設(shè)有散熱風(fēng)扇13。電機(jī)外殼6內(nèi)部定子17左邊設(shè)有機(jī) 械調(diào)節(jié)裝置，機(jī)械調(diào)節(jié)裝置通過傳動(dòng)齒輪支撐架11、絲桿支撐架20固定在電機(jī)外殼6內(nèi)； 傳動(dòng)齒輪支撐架11、絲桿支撐架20之間設(shè)有絲桿7，絲桿7上有兩套傳動(dòng)裝置，一套為齒輪 傳動(dòng)、一套為絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)；其中齒輪傳動(dòng)具體結(jié)構(gòu)為，絲桿7 —端固聯(lián)的齒輪9與固聯(lián)在 傳動(dòng)齒輪支撐架11上的傳動(dòng)齒輪10嚙合，將動(dòng)力傳至絲桿7 ；絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)具體結(jié)構(gòu)為， 絲桿7上套設(shè)內(nèi)螺紋套筒8，內(nèi)螺紋套筒8外部固聯(lián)支撐架21，支撐架21與設(shè)置在轉(zhuǎn)子端 部的轉(zhuǎn)子軸套2通過軸承連接器12聯(lián)接；轉(zhuǎn)子軸套2與電機(jī)主軸1滑鍵連接，將動(dòng)力傳至 轉(zhuǎn)子。圖2中，傳動(dòng)齒輪10由伺服電機(jī)齒輪15帶動(dòng)，同時(shí)傳動(dòng)齒輪10起到同步齒輪的 作用，使設(shè)置在電機(jī)外殼6內(nèi)部上端、下端的絲桿7上的兩個(gè)齒輪9同步轉(zhuǎn)動(dòng)。其中伺服電 機(jī)傳動(dòng)裝置和控制電路未在圖中出現(xiàn)。圖3、圖4中，轉(zhuǎn)子軸套2與軸承連接器12可通過推力球軸承或深溝球軸承連接。圖5中，電機(jī)啟動(dòng)前準(zhǔn)備工作為控制電路根據(jù)設(shè)置指令使伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，伺服電 機(jī)齒輪15與傳動(dòng)齒輪10嚙合，傳動(dòng)齒輪10分別與兩個(gè)齒輪9嚙合，使兩個(gè)齒輪9同向轉(zhuǎn) 動(dòng)，同時(shí)齒輪9帶動(dòng)絲杠7轉(zhuǎn)動(dòng)，通過絲杠7、內(nèi)螺紋套筒8的傳動(dòng)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn) 動(dòng)，再通過軸承連接器12帶動(dòng)轉(zhuǎn)子在電機(jī)主軸1上右移達(dá)到設(shè)定位置，即無籠條轉(zhuǎn)子4與 定子17位置相對(duì)應(yīng)，啟動(dòng)前準(zhǔn)備完成。電機(jī)主繞組供電，此時(shí)與定子17對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子為無籠條轉(zhuǎn)子4，故主繞組電流很小； 同時(shí)控制電路發(fā)出指令使伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過齒輪傳動(dòng)、機(jī)械調(diào)節(jié)裝置使轉(zhuǎn)子自右向左移 動(dòng)，電磁耦合逐步加強(qiáng)，轉(zhuǎn)速逐步增加，直到達(dá)到設(shè)定轉(zhuǎn)速。運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，可以通過調(diào)整控制電路手動(dòng)調(diào)整旋扭即給出外部控制信號(hào)至控制電 路調(diào)整轉(zhuǎn)速，也可由控制輸入端輸入控制信號(hào)如電機(jī)電流信號(hào)、電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)
iF. ο可以直接停止運(yùn)轉(zhuǎn)，也可以按啟動(dòng)過程反向運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)軟停止；即當(dāng)電機(jī)正常運(yùn) 轉(zhuǎn)時(shí)，在機(jī)械調(diào)節(jié)裝置的控制下，將轉(zhuǎn)子緩慢推出定子鐵芯，使轉(zhuǎn)子流逐步減小，轉(zhuǎn)子所受 羅侖茲力隨之減小，轉(zhuǎn)速隨之降低，直到完全停止，以實(shí)現(xiàn)軟停止。文中未詳盡敘述部分如伺服電機(jī)及控制電路為現(xiàn)有技術(shù)。
權(quán)利要求一種三相交流異步鼠籠式調(diào)速電動(dòng)機(jī)，包括電機(jī)外殼(6)、前端蓋(5)、后端蓋(16)、前端蓋軸承(18)、后端蓋軸承(19)、定子(17)、轉(zhuǎn)子、電機(jī)主軸(1)，其中轉(zhuǎn)子與電機(jī)主軸(1)鍵連接；其特征是所述轉(zhuǎn)子設(shè)置為兩段，一段為籠條轉(zhuǎn)子(3)、一段為無籠條轉(zhuǎn)子(4)，且轉(zhuǎn)子通過調(diào)節(jié)裝置實(shí)現(xiàn)在電機(jī)主軸(1)上的左右滑動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相交流異步鼠籠式調(diào)速電動(dòng)機(jī)，其特征是所述調(diào)節(jié)裝置 設(shè)置為一級(jí)齒輪傳動(dòng)、二級(jí)螺母絲杠傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的機(jī)械調(diào)節(jié)裝置；其中電機(jī)主軸(1)上對(duì)應(yīng) 于轉(zhuǎn)子兩端位置分別開有鍵槽、轉(zhuǎn)子兩端設(shè)置的轉(zhuǎn)子軸套(2)與電機(jī)主軸(1)滑鍵連接；任 一端轉(zhuǎn)子軸套(2)外圈套設(shè)軸承、軸承設(shè)置在軸承連接器(12)內(nèi)，軸承連接器(12)外連支 撐架(21)；支撐架(21)端部對(duì)稱設(shè)有內(nèi)螺紋套筒(8)、內(nèi)螺紋套筒(8)與絲桿(7)相傳動(dòng) 形成二級(jí)螺母絲杠傳動(dòng)結(jié)構(gòu)；所述絲桿(7)設(shè)置在電機(jī)外殼內(nèi)部定子一端的傳動(dòng)齒輪支撐 架(11)、絲桿支撐架(20)之間；其中絲桿(7)上內(nèi)螺紋套筒(8)與傳動(dòng)齒輪支撐架(11)間 設(shè)置有齒輪(9)、所述齒輪(9)與設(shè)置在傳動(dòng)齒輪支撐架(11)上的傳動(dòng)齒輪(10)嚙合形成 一級(jí)齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)；其中所述一級(jí)齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)齒輪(10)與伺服電機(jī)齒輪(15)相 嚙合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一權(quán)利要求所述的三相交流異步鼠籠式調(diào)速電動(dòng)機(jī)，其特征 是所述電機(jī)主軸(1)同一截面上的鍵槽對(duì)稱設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三相交流異步鼠籠式調(diào)速電動(dòng)機(jī)，其特征是所述絲桿(7) 及與絲桿相傳動(dòng)的內(nèi)螺紋套筒(8)、絲桿一端設(shè)置的齒輪(9)至少為兩套。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三相交流異步鼠籠式調(diào)速電動(dòng)機(jī)，其特征是所述轉(zhuǎn)子軸套(2)外圈套設(shè)軸承為推力球軸承或深溝球軸承。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相交流異步鼠籠式調(diào)速電動(dòng)機(jī)，其特征是所述調(diào)節(jié)裝置 設(shè)置為液壓推動(dòng)裝置。
專利摘要本實(shí)用新型公開的一種三相交流異步鼠籠式調(diào)速電動(dòng)機(jī)，涉及電動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，轉(zhuǎn)子與電機(jī)主軸(1)鍵連接，且轉(zhuǎn)子通過調(diào)節(jié)裝置實(shí)現(xiàn)在電機(jī)主軸(1)上的左右滑動(dòng)；所述轉(zhuǎn)子設(shè)置為兩段，一段為籠條轉(zhuǎn)子(3)、一段為無籠條轉(zhuǎn)子(4)；其中調(diào)節(jié)裝置設(shè)置為一級(jí)齒輪傳動(dòng)、二級(jí)螺母絲杠傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的機(jī)械調(diào)節(jié)裝置或設(shè)置為液壓推動(dòng)裝置；該電動(dòng)機(jī)不僅不產(chǎn)生變頻調(diào)速系統(tǒng)在運(yùn)行中產(chǎn)生有害的高次諧波及各自負(fù)效應(yīng)、具有無極調(diào)速功能、軟啟動(dòng)功能，且機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單、體積小、裝卡方便。
文檔編號(hào)H02K17/16GK201682390SQ20102019994
公開日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2010年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月24日
發(fā)明者侯伙平, 莊建忠 申請(qǐng)人:河南省煤炭化工研究所有限責(zé)任公司