基于磁流變液的籠型異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種基于磁流變液的籠型異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，包括籠型繞組、調(diào)流控制電路兩部分，所述籠型繞組由磁流變液、絕緣管、勵(lì)磁線圈和端環(huán)組成。所述調(diào)流控制電路由導(dǎo)線、集電環(huán)、電刷和輸出電流可調(diào)的恒流源電路組成。當(dāng)籠型異步電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，通過(guò)改變恒流源電路輸出電流的大小，使籠型繞組上勵(lì)磁線圈產(chǎn)生相應(yīng)強(qiáng)弱的磁場(chǎng)，磁流變液在磁場(chǎng)作用下電阻改變，通過(guò)籠型轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電流隨之發(fā)生變化，從而籠型轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度發(fā)生改變，最終改變籠型異步電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速。本發(fā)明利用磁流變液在磁場(chǎng)環(huán)境下電阻變化的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了籠型異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，具有調(diào)速范圍寬，調(diào)速反應(yīng)迅速，實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速等優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于磁流變液的籠型異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專(zhuān)利涉及一種電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，尤其是用于籠型異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速。

【背景技術(shù)】
[0002]目前異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速的基本途徑有:變頻調(diào)速、變極調(diào)速和變轉(zhuǎn)差率調(diào)速。其中變轉(zhuǎn)差率調(diào)速方案有:異步電動(dòng)機(jī)定子調(diào)壓調(diào)速，電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速和繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速等。目前適用于籠型異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速技術(shù)主要是變頻調(diào)速和變級(jí)調(diào)速，變頻調(diào)速技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速，但必須使用變頻器改變電源頻率，變級(jí)調(diào)速則屬于有極調(diào)速，適用范圍窄。對(duì)于籠型異步電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，如能改變轉(zhuǎn)子回路電阻，也能實(shí)現(xiàn)調(diào)速的目的，且調(diào)速范圍廣，調(diào)速平滑，但由于傳統(tǒng)籠型異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)所限，目前這一技術(shù)方案并無(wú)應(yīng)用。
[0003]磁流變液是一種用途廣泛、性能優(yōu)良的智能材料，其電學(xué)特性可以廣泛應(yīng)用于自動(dòng)控制、醫(yī)療、汽車(chē)工業(yè)等領(lǐng)域。磁流變液的電阻受磁場(chǎng)影響較大，隨著磁場(chǎng)的增強(qiáng)，磁流變液中的鐵磁性顆粒在磁場(chǎng)的作用下逐漸成鏈，形成越來(lái)越多的導(dǎo)電通路，從而電阻值迅速變小。這種變化響應(yīng)時(shí)間快(毫秒級(jí))，具有可逆性，控制能耗低。因此可以根據(jù)磁流變液電阻在磁場(chǎng)環(huán)境下變化的特點(diǎn)，用其構(gòu)成籠型異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，拓寬其在異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制方面的應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明專(zhuān)利的目的是通過(guò)引入磁流變液在磁場(chǎng)環(huán)境下電阻變化的特點(diǎn)，重新構(gòu)造籠型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組，提供一種籠型異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速的新途徑。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的方案是:
[0006]一種基于磁流變液的籠型異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，其包括籠型繞組、調(diào)流控制電路。
[0007]所述籠型繞組由磁流變液、絕緣管、勵(lì)磁線圈和端環(huán)組成。磁流變液充滿絕緣管與端蓋構(gòu)成的空間內(nèi)，勵(lì)磁線圈纏繞在絕緣管上，整體構(gòu)成導(dǎo)條。絕緣管兩端與前后端環(huán)密接，磁流變液和端環(huán)構(gòu)成電磁回路。勵(lì)磁線圈作用是為磁流變液提供磁場(chǎng)，當(dāng)勵(lì)磁線圈通電后，隨著通入電流的變化產(chǎn)生不同強(qiáng)弱的磁場(chǎng)，進(jìn)而改變磁流變液的電阻，即籠型轉(zhuǎn)子繞組的電阻發(fā)生變化。
[0008]所述調(diào)流控制電路由導(dǎo)線、集電環(huán)、電刷和輸出電流可調(diào)的恒流源電路組成。籠型繞組上勵(lì)磁線圈的兩端分別用導(dǎo)線與環(huán)繞在轉(zhuǎn)軸上的集電環(huán)相連接，集電環(huán)與電刷接觸，電刷與輸出電流可調(diào)的恒流源電路相連。當(dāng)接通電源，通過(guò)改變恒流源電路輸出電流的大小，從而控制籠型繞組上勵(lì)磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。所述籠型異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，當(dāng)籠型異步電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，通過(guò)改變恒流源電路輸出電流的大小，使籠型繞組上勵(lì)磁線圈產(chǎn)生相應(yīng)強(qiáng)弱的磁場(chǎng)，磁流變液在磁場(chǎng)作用下電學(xué)性質(zhì)改變，使磁流變液的電阻發(fā)生改變。轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)是由籠型轉(zhuǎn)子繞組和定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩作用的結(jié)果，由于磁流變液在磁場(chǎng)環(huán)境下的電阻改變，使原先通過(guò)籠型轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電流發(fā)生變化，從而使籠型轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度發(fā)生改變，最終改變籠型異步電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:
[0010](I)基于磁流變液的籠型異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，較異步電動(dòng)機(jī)的其他調(diào)速方式調(diào)速范圍更廣，且在磁場(chǎng)作用下實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速，調(diào)速反應(yīng)迅速。
[0011](2)為籠型異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速提供了一種新的方法，拓寬了磁流變液的應(yīng)用范圍。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1籠型異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2籠型異步電動(dòng)機(jī)輸出電流可調(diào)的恒流源電路示意圖。
[0014]圖中1-勵(lì)磁線圈，2-端環(huán)，3-導(dǎo)線，4-集電環(huán)，5-電刷，6-輸出電流可調(diào)的恒流源電路，7-轉(zhuǎn)軸。

【具體實(shí)施方式】
[0015]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述:
[0016]本發(fā)明籠型異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)由籠型繞組、調(diào)流控制電路組成。
[0017]如圖1所示，籠型異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的籠型繞組的結(jié)構(gòu)，它包括磁流變液、絕緣管、勵(lì)磁線圈I和端環(huán)2。所述磁流變液充滿絕緣管與端環(huán)2構(gòu)成的密閉空間內(nèi)，構(gòu)成磁流變液轉(zhuǎn)子導(dǎo)條。絕緣管材質(zhì)為有機(jī)玻璃圓管，端環(huán)2材質(zhì)為銅質(zhì)圓環(huán)形。
[0018]如圖2所示，調(diào)流控制電路由導(dǎo)線3、集電環(huán)4、電刷5和輸出電流可調(diào)的恒流源電路6組成，籠型繞組上勵(lì)磁線圈I的兩端分別用導(dǎo)線3與環(huán)繞在轉(zhuǎn)軸上的集電環(huán)4相連接，集電環(huán)4與電刷5接觸，電刷5與輸出電流可調(diào)的恒流源電路6相連。通過(guò)控制電流的動(dòng)作，調(diào)節(jié)勵(lì)磁線圈I產(chǎn)生磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，改變磁流變液的電阻。隨著勵(lì)磁線圈I通過(guò)電流增大，磁流變液電阻減小，籠型轉(zhuǎn)子繞組通過(guò)的感應(yīng)電流增大，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提高，反之同理。
【權(quán)利要求】
1.一種基于磁流變液的籠型異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，該裝置包括籠型繞組、調(diào)流控制電路兩部分；其特征為: 所述籠型繞組由磁流變液、絕緣管、勵(lì)磁線圈和端環(huán)組成；磁流變液充滿絕緣管與端蓋構(gòu)成的空間內(nèi)，勵(lì)磁線圈纏繞在絕緣管上，整體構(gòu)成磁流變液導(dǎo)條；絕緣管兩端與前后端環(huán)密接，磁流變液和端環(huán)構(gòu)成電磁回路；勵(lì)磁線圈作用是為磁流變液提供磁場(chǎng)，當(dāng)勵(lì)磁線圈通電后，隨著通入電流的變化產(chǎn)生不同強(qiáng)弱的磁場(chǎng)，進(jìn)而改變磁流變液的電阻，即籠型轉(zhuǎn)子繞組的電阻發(fā)生變化，使籠型異步電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速發(fā)生改變； 所述調(diào)流控制電路由導(dǎo)線、集電環(huán)、電刷和輸出電流可調(diào)的恒流源電路組成；籠型繞組上勵(lì)磁線圈的兩端分別用導(dǎo)線與環(huán)繞在轉(zhuǎn)軸上的集電環(huán)相連接，集電環(huán)與電刷接觸，電刷與輸出電流可調(diào)的恒流源電路相連；通過(guò)外圍控制電流的動(dòng)作，調(diào)節(jié)勵(lì)磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，改變磁流變液的電阻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于:所述籠型轉(zhuǎn)子由充滿磁流變液的導(dǎo)條與端環(huán)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于:所述磁流變液的絕緣管材質(zhì)為有機(jī)玻璃圓管，端環(huán)為銅質(zhì)圓環(huán)形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于:所述磁流變液導(dǎo)條的絕緣管外部纏繞勵(lì)磁線圈，由勵(lì)磁線圈為磁流變液提供磁場(chǎng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于:所述勵(lì)磁線圈的電源由輸出電流可調(diào)的恒流源提供。
【文檔編號(hào)】H02P25/24GK104283389SQ201410221977
【公開(kāi)日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月22日
【發(fā)明者】聶晶, 李西洋, 張惠, 成斌, 王洪坤, 李宏偉, 岑紅蕾 申請(qǐng)人:石河子大學(xué)