本發(fā)明涉及電機(jī)領(lǐng)域，具體涉及一種無極調(diào)速電機(jī)。

背景技術(shù)：

調(diào)速電機(jī)是利用改變電機(jī)的級(jí)數(shù)、電壓、電流、頻率等方法改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，以使電機(jī)達(dá)到較高的使用性能的一種電機(jī)，現(xiàn)有調(diào)速電機(jī)的調(diào)速方法通常有如下幾種：一：調(diào)壓調(diào)速，即通過調(diào)壓用變壓器改變電動(dòng)機(jī)定子電壓來實(shí)現(xiàn)調(diào)速，如果變壓器的調(diào)壓是有級(jí)的，電動(dòng)機(jī)的調(diào)速也是有級(jí)的，如果變壓器的調(diào)壓是無級(jí)的，那么電動(dòng)機(jī)調(diào)速也是無級(jí)的，調(diào)壓調(diào)速的功率因素較低，有諧波干擾，正常運(yùn)行時(shí)無制動(dòng)轉(zhuǎn)矩；二：變極調(diào)速，即通過改變電動(dòng)機(jī)定子繞組的接線方式來改變電動(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù)，從而可以有級(jí)地改變同步轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速有級(jí)調(diào)速，這種調(diào)速電機(jī)不能實(shí)現(xiàn)無級(jí)平滑的調(diào)速；三：弱磁調(diào)速，即在變頻器對(duì)異步電機(jī)的調(diào)速中，當(dāng)變頻器的輸出頻率高于電機(jī)額定頻率時(shí)，電機(jī)鐵芯磁通開始減弱，使電機(jī)轉(zhuǎn)速高于額定轉(zhuǎn)速，這種電機(jī)調(diào)速方式能夠?qū)崿F(xiàn)無極調(diào)速，且無附加轉(zhuǎn)差損耗，效率高，調(diào)速范圍寬。另外，對(duì)于低負(fù)載運(yùn)行時(shí)間較多，或起停運(yùn)行較頻繁的場合，弱磁調(diào)速可以達(dá)到節(jié)電和保護(hù)電機(jī)的目的。另外，除了利用變頻器改變電機(jī)鐵芯磁通實(shí)現(xiàn)弱磁調(diào)速外，目前還有一些電機(jī)通過驅(qū)動(dòng)定子沿軸向平移使其與轉(zhuǎn)子錯(cuò)開的方式進(jìn)行弱磁調(diào)速，采用這種方式進(jìn)行弱磁調(diào)速時(shí)，定子移動(dòng)過程中將同時(shí)帶動(dòng)定子接線反復(fù)彎折，久而久之容易產(chǎn)生接線折斷的風(fēng)險(xiǎn)，影響電機(jī)的使用壽命，另外，電機(jī)定子移動(dòng)后，其將會(huì)離開最佳散熱位置，導(dǎo)致定子的散熱受到影響，最終也將影響整個(gè)電機(jī)的可靠性。

因此，為解決以上問題，需要一種能夠?qū)崿F(xiàn)無極調(diào)速、可靠性較好且調(diào)速易于控制的無極調(diào)速電機(jī)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)無極調(diào)速、可靠性較好且調(diào)速易于控制的無極調(diào)速電機(jī)。

本發(fā)明的無極調(diào)速電機(jī)，包括殼體、外定子組件、內(nèi)轉(zhuǎn)子組件和調(diào)速機(jī)構(gòu)，所述外定子組件固定設(shè)置于所述殼體內(nèi)側(cè)；所述內(nèi)轉(zhuǎn)子組件轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于所述外定子組件內(nèi)側(cè)，且設(shè)置為可沿軸向相對(duì)于所述外定子組件移動(dòng)；所述調(diào)速機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)所述內(nèi)轉(zhuǎn)子組件沿軸向移動(dòng)以對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速；

進(jìn)一步，調(diào)速機(jī)構(gòu)包括沿內(nèi)轉(zhuǎn)子組件軸向設(shè)置的螺桿以及與螺桿配合進(jìn)行螺旋傳動(dòng)的螺套；螺套以軸向固定周向轉(zhuǎn)動(dòng)的方式與外定子組件連接；

進(jìn)一步，殼體內(nèi)設(shè)有至少兩個(gè)穿過內(nèi)轉(zhuǎn)子組件并與所述內(nèi)轉(zhuǎn)子組件滑動(dòng)配合的導(dǎo)柱，內(nèi)轉(zhuǎn)子組件通過所述導(dǎo)柱將動(dòng)力輸出；

進(jìn)一步，螺套通過端面軸承推拉內(nèi)轉(zhuǎn)子組件沿軸向往復(fù)移動(dòng)；

進(jìn)一步，螺套內(nèi)圓一體成形有環(huán)形座圈，端面軸承為兩個(gè)，且兩端面軸承分列于環(huán)形座圈軸向兩側(cè)，內(nèi)轉(zhuǎn)子組件端面設(shè)有t形結(jié)構(gòu)的端面軸承座；端面軸承座的頭部同軸固定于內(nèi)轉(zhuǎn)子組件的端面，端面軸承座的桿部穿過兩端面軸承并通過與其固定的擋圈將兩端面軸承抵緊環(huán)形座圈兩側(cè)；

本發(fā)明的無極調(diào)速電機(jī)還包括調(diào)速動(dòng)力裝置和用于將調(diào)速動(dòng)力裝置的動(dòng)力減速傳遞至螺桿的減速機(jī)構(gòu)；

進(jìn)一步，導(dǎo)柱沿內(nèi)轉(zhuǎn)子組件周向均布多個(gè)，且內(nèi)轉(zhuǎn)子組件固定有用于與導(dǎo)柱滑動(dòng)配合的滑套；

本發(fā)明的無極調(diào)速電機(jī)還包括與內(nèi)轉(zhuǎn)子組件同軸設(shè)置的輸出法蘭軸，導(dǎo)柱的頂端連接于輸出法蘭軸的法蘭盤用于帶動(dòng)輸出法蘭軸轉(zhuǎn)動(dòng)；

進(jìn)一步，殼體內(nèi)以軸向固定周向轉(zhuǎn)動(dòng)的方式固定有用于與導(dǎo)柱的底端連接的導(dǎo)柱定心法蘭盤；

進(jìn)一步，螺套外圓上一體成型有凸緣；螺套通過其凸緣與導(dǎo)柱定心法蘭盤端面相抵的方式實(shí)現(xiàn)軸向限位。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的無極調(diào)速電機(jī)，通過調(diào)速機(jī)構(gòu)控制電機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子組件沿軸向相對(duì)于定子移動(dòng)，從而改變電機(jī)鐵芯磁通，最終實(shí)現(xiàn)電機(jī)的弱磁調(diào)速，這種調(diào)速方式能夠使電機(jī)實(shí)現(xiàn)無級(jí)平滑的調(diào)速，并且通過控制內(nèi)轉(zhuǎn)子組件的移動(dòng)量就能對(duì)精確的控制電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，另外，這種調(diào)速方式能偶有效避免由于定子移動(dòng)造成整個(gè)電機(jī)壽命降低、散熱不良的缺點(diǎn)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)一步說明：

圖1為本發(fā)明的整體示意圖；

圖2為本發(fā)明中外定子組件與內(nèi)轉(zhuǎn)子組件沿軸向?qū)R時(shí)的剖視圖；

圖3為本發(fā)明中外定子組件與內(nèi)轉(zhuǎn)子組件沿軸向錯(cuò)開后的剖視圖；

圖4為本發(fā)明的調(diào)速機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明的導(dǎo)柱的連接示意圖；

圖6為本發(fā)明的螺桿和螺套的配合示意圖；

圖7為本發(fā)明的端面軸承的布置示意圖；

圖8為本發(fā)明的導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明的端面軸承的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1和2所示，本實(shí)施例的無極調(diào)速電機(jī)包括殼體3、外定子組件4、可沿軸向相對(duì)于外定子組件4移動(dòng)的內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9和用于驅(qū)動(dòng)內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9沿軸向移動(dòng)使電機(jī)進(jìn)行調(diào)速的調(diào)速機(jī)構(gòu)，其中調(diào)速機(jī)構(gòu)可以采用現(xiàn)有一切能夠?qū)崿F(xiàn)反復(fù)直線移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)或驅(qū)動(dòng)裝置，例如氣缸、液壓缸、電動(dòng)缸或者絲桿螺母機(jī)構(gòu)等，通過調(diào)速機(jī)構(gòu)控制電機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9沿軸向相對(duì)于定子移動(dòng)，從而改變電機(jī)鐵芯磁通，最終實(shí)現(xiàn)電機(jī)的弱磁調(diào)速，這種調(diào)速方式能夠使電機(jī)實(shí)現(xiàn)無級(jí)平滑的調(diào)速，并且通過控制內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9的移動(dòng)量就能對(duì)精確的控制電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，另外，這種調(diào)速方式能偶有效避免由于定子移動(dòng)造成整個(gè)電機(jī)壽命降低、散熱不良的缺點(diǎn)。

本實(shí)施例中，調(diào)速機(jī)構(gòu)包括沿內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9軸向設(shè)置的螺桿6以及與螺桿6配合進(jìn)行螺旋傳動(dòng)的螺套8；如圖4所示，螺套8以軸向固定周向轉(zhuǎn)動(dòng)的方式與轉(zhuǎn)子連接，其中，螺桿6與螺套8配合形成絲桿螺母副，通過驅(qū)動(dòng)螺栓轉(zhuǎn)動(dòng)可以使螺套8沿軸向往復(fù)移動(dòng)，而螺套8與螺套8以軸向固定周向轉(zhuǎn)動(dòng)的方式與轉(zhuǎn)子連接，因此內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9的轉(zhuǎn)動(dòng)并不會(huì)帶動(dòng)螺套8轉(zhuǎn)動(dòng)，而螺栓沿軸向的往復(fù)移動(dòng)能夠帶動(dòng)內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9同步移動(dòng)。

本實(shí)施例中，殼體3內(nèi)設(shè)有四個(gè)沿內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9軸向設(shè)置并與內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9滑動(dòng)配合的導(dǎo)柱10，內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9通過導(dǎo)柱10將動(dòng)力輸出，如圖5所示，內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9上沿軸向相應(yīng)開設(shè)有使導(dǎo)柱10穿過的過孔，通過調(diào)速機(jī)構(gòu)對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速時(shí)，內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9通過導(dǎo)柱10的引導(dǎo)沿軸向移動(dòng)，而在電機(jī)工作時(shí)，三個(gè)導(dǎo)柱10將隨內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9一同轉(zhuǎn)動(dòng)，通過導(dǎo)柱10連接電機(jī)輸出端，將電機(jī)轉(zhuǎn)子的動(dòng)力向外界輸出，此時(shí)，導(dǎo)柱10起到傳動(dòng)軸的作用，因此，本結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)柱10能夠?qū)崿F(xiàn)一件多用的目的，大大提高了電機(jī)結(jié)構(gòu)的緊湊性。

本實(shí)施例中，螺套8通過端面軸承11推拉內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9沿軸向往復(fù)移動(dòng)，本電機(jī)中的端面軸承11設(shè)有兩個(gè)，兩個(gè)端面軸承11分別用于推動(dòng)或拉動(dòng)內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9沿軸線向上和向下移動(dòng)，如圖8所示，端面軸承11也稱平面軸承，由帶滾針或圓柱滾子或鋼球的平面保持架組件和平面墊圈組成，電機(jī)工作時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)通過端面軸承11與螺套8實(shí)現(xiàn)分離。

本實(shí)施例中，螺套8內(nèi)圓一體成形有環(huán)形座圈12，端面軸承11為兩個(gè)，且兩端面軸承11分列于環(huán)形座圈12軸向兩側(cè)，內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9端面設(shè)有t形結(jié)構(gòu)的端面軸承座14；端面軸承座14的頭部同軸固定于內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9的端面，端面軸承座14的桿部穿過兩端面軸承11并通過與其固定的擋圈將兩端面軸承11抵緊在環(huán)形座圈12兩側(cè)，如圖4和圖7所示，本電機(jī)的內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9下端面上形成有與端面軸承座14的頭部配合的圓形槽，端面軸承座14的桿部開設(shè)有螺紋孔，通過一螺釘與螺紋孔配合將擋圈固定在端面軸承座14的桿部下端，擰緊螺釘后，兩端面軸承11將夾緊在端面軸承座14的頭部于環(huán)形座圈12之間以及環(huán)形座圈12與擋圈之間，使內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9與螺套8之間形成軸向固定周向轉(zhuǎn)動(dòng)配合。

本實(shí)施例的無極調(diào)速電機(jī)還包括調(diào)速動(dòng)力裝置和用于將調(diào)速動(dòng)力裝置的動(dòng)力減速傳遞至螺桿6的減速機(jī)構(gòu)，調(diào)速動(dòng)力裝置為一步進(jìn)電機(jī)5，減速機(jī)構(gòu)為蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)，本實(shí)施例中，螺桿6下端伸出電機(jī)殼體3外并固定有一渦輪，步進(jìn)電機(jī)5輸出軸上同軸固定有一蝸桿，通過控制步進(jìn)電機(jī)5輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)可以精確的控制螺桿6的轉(zhuǎn)動(dòng)角度進(jìn)而對(duì)內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9的軸向位移量徑向精確控制。

本實(shí)施例中，導(dǎo)柱10沿內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9周向均布四個(gè)，如圖5和圖8所示，四個(gè)導(dǎo)柱10分布在同一圓周上，內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9的過孔內(nèi)固定有用于與導(dǎo)柱10滑動(dòng)配合的滑套13，滑套13應(yīng)采用高耐磨材料制作，較小內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9往復(fù)滑動(dòng)產(chǎn)生的磨損量，另外滑套13內(nèi)圓應(yīng)進(jìn)行精加工使其與導(dǎo)柱10之間具有較高的配合精度，進(jìn)而提高電機(jī)調(diào)速的精確性。

本實(shí)施例的無極調(diào)速電機(jī)還包括與內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9同軸設(shè)置的輸出法蘭軸2，輸出法蘭軸2包括同軸一體成型的法蘭盤和輸出軸，如圖4所示，導(dǎo)柱10的頂部與法蘭盤的法蘭孔配合，導(dǎo)柱10頂端開有螺紋孔，通過螺釘與螺紋孔配合后使導(dǎo)柱10與法蘭盤實(shí)現(xiàn)連接，內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，四個(gè)導(dǎo)柱10繞內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，并同時(shí)帶動(dòng)整個(gè)輸出法蘭軸2轉(zhuǎn)動(dòng)從而輸出動(dòng)力，輸出法蘭軸2的輸出軸上開設(shè)有花鍵孔1，便于采用花鍵配合的方式將電機(jī)的動(dòng)力向外界輸出。

本實(shí)施例中，殼體3內(nèi)以軸向固定周向轉(zhuǎn)動(dòng)的方式配合有用于與導(dǎo)柱10的底端連接的導(dǎo)柱定心法蘭盤16，如圖2和5所示，導(dǎo)柱定心法蘭盤16靠近殼體3下端設(shè)置，殼體3的下端面內(nèi)壁沿軸向一體延伸出一定位套15，導(dǎo)柱定心法蘭盤16通過軸承可轉(zhuǎn)動(dòng)配合在該定位套15內(nèi)圓內(nèi)，導(dǎo)柱定心法蘭盤16上分布有與四個(gè)導(dǎo)柱10一一對(duì)應(yīng)配合的四個(gè)法蘭孔，每個(gè)導(dǎo)柱10上下兩端分別連接于輸出法蘭軸2的法蘭盤和導(dǎo)柱定心法蘭盤16，內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)柱定心法蘭盤16也將隨內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9同步轉(zhuǎn)動(dòng)。

本實(shí)施例中，螺套8外圓上一體成型有凸緣7；螺套8通過其凸緣7與導(dǎo)柱定心法蘭盤16端面相抵的方式實(shí)現(xiàn)軸向限位，如圖3所示，當(dāng)電機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9在螺套8的帶動(dòng)下沿軸向上移至極限位置時(shí)(本實(shí)施例中，外定子組件4和內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9錯(cuò)開一半時(shí)為轉(zhuǎn)子移動(dòng)的極限位置)，螺套8的凸緣7將抵住導(dǎo)柱定心法蘭盤16端面，避免內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9繼續(xù)上移，通過調(diào)整凸緣7的位置可以對(duì)電機(jī)調(diào)速時(shí)轉(zhuǎn)子的極限位置進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而控制整個(gè)電機(jī)的調(diào)速范圍。

最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。