專利名稱：以雙轉(zhuǎn)子交流電動裝置為動力的機械設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種以雙轉(zhuǎn)子交流電動裝置為動力的機械設(shè)備。
該機械設(shè)備包括一個雙轉(zhuǎn)子交流電動裝置，流體輸送裝置及傳動元件。所述流體包括氣體和液體。所述流體輸送裝置包括泵、壓縮機、鼓風(fēng)機等機器，及其中諸如葉輪、螺桿、偏心轉(zhuǎn)子等對流體作功的元件。所述雙轉(zhuǎn)子交流電動裝置具有在第5708314號美國發(fā)明專利中所披露的多轉(zhuǎn)子交流電動裝置的電磁部分，包括一個定子，一個主轉(zhuǎn)子及一個副轉(zhuǎn)子；所述定子、主轉(zhuǎn)子及副轉(zhuǎn)子分別具有各自的導(dǎo)磁鐵芯；所述副轉(zhuǎn)子的鐵芯沒有圍繞定子鐵芯的至少一部分或被定子鐵芯圍繞其至少一部分；所述電動裝置還至少有一個所述轉(zhuǎn)子有傳動元件與所述流體輸送裝置聯(lián)系，從而，該交流電動裝置通電后，能驅(qū)動所述流體輸送裝置推動氣體或液體。
在前述發(fā)明專利中，沒有披露雙轉(zhuǎn)子交流電動裝置能否用來驅(qū)動流體輸送裝置，并且在所舉實施例中，所述主轉(zhuǎn)子及副轉(zhuǎn)子之間至少在起動的時候有傳動聯(lián)系，使二者具有固定的速比。因此，在起動的時候，副轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速也為零，故而也會產(chǎn)生較大的感生電流，從而減弱了副轉(zhuǎn)子限制主轉(zhuǎn)子起動電流的效果。在副轉(zhuǎn)子對主轉(zhuǎn)子的速比大于1時，如果未采取使副轉(zhuǎn)子浮動的措施，當(dāng)副轉(zhuǎn)子在其轉(zhuǎn)速超越同步轉(zhuǎn)速后，即進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)，有時會使所述電動裝置出現(xiàn)不能穩(wěn)定工作的狀況。
本實用新型的目的在于提供一種以雙轉(zhuǎn)子交流電動裝置為動力的機械設(shè)備，可避免電動裝置因副轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速超越同步轉(zhuǎn)速而出現(xiàn)不穩(wěn)定的狀況，盡可能地避免減弱副轉(zhuǎn)子限制主轉(zhuǎn)子起動電流的效果，并盡可能地簡化以雙轉(zhuǎn)子交流電動裝置為動力的機器的機械結(jié)構(gòu)。
為了達(dá)到這些目的，本實用新型在以雙轉(zhuǎn)子交流電動裝置為動力的機械設(shè)備中，特別是在具有流體輸送裝置的機器中，至少在該電動裝置的一種狀態(tài)下，通常是主轉(zhuǎn)子的高速狀態(tài)下，使副轉(zhuǎn)子不受主轉(zhuǎn)子的運動約束，獨立地驅(qū)動該機械設(shè)備的一個相對較穩(wěn)定的負(fù)載，例如潤滑、散熱裝置或流體輸送裝置的一部分，如是，則主轉(zhuǎn)子不能經(jīng)傳動系統(tǒng)拖動副轉(zhuǎn)子進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)。這樣就避免了所述電動裝置出現(xiàn)不穩(wěn)定的狀況。如果所述機器起動的時候或在主轉(zhuǎn)子的高速狀態(tài)下也可以用副轉(zhuǎn)子獨立地驅(qū)動一個流體輸送裝置，并且該流體輸送裝置不致對副轉(zhuǎn)子產(chǎn)生過大的負(fù)載，則副轉(zhuǎn)子可以迅速加速到較高轉(zhuǎn)速，其感生電流隨之迅速減小，從而也減小了在起動過程中，主轉(zhuǎn)子電流內(nèi)，對應(yīng)于副轉(zhuǎn)子電流的分量。在很多情況下，由于省去了聯(lián)系主、副轉(zhuǎn)子的輪系元件，機器的傳動結(jié)構(gòu)也就得到了簡化。
除此之外，副轉(zhuǎn)子獨立地驅(qū)動一個相對較穩(wěn)定的負(fù)載，也可以提高所述交流電動裝置在主轉(zhuǎn)子的高速狀態(tài)下的功率因數(shù)和效率。
以下結(jié)合附圖，描述本實用新型的實施例，其中

圖1是采用本實用新型機械設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是采用本實用新型機械設(shè)備的示意圖。在高速工況下，該機械設(shè)備解除主、副轉(zhuǎn)子間的運動約束。
圖3和圖4是以兩臺葉片式流體輸送裝置作為副轉(zhuǎn)子負(fù)載的機械設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，分別示出所述葉片式流體輸送裝置按串聯(lián)或并聯(lián)工作的布置。
圖5是以推動氣體的旋轉(zhuǎn)葉片作為副轉(zhuǎn)子負(fù)載的機械設(shè)備的示意圖。
圖6是容積式液壓泵站的示意圖。
按照圖1所示，本實用新型的機械設(shè)備包括一雙轉(zhuǎn)子交流電動裝置，其具有一定子4、一主轉(zhuǎn)子3、一副轉(zhuǎn)子5、傳動機構(gòu)2與6及流體輸送裝置7。傳動機構(gòu)2與6可以是軸、輪系或它們的組合。該流體輸送裝置8可以是鼓風(fēng)機、離心泵之類葉片式流體機械，也可以是活塞式、轉(zhuǎn)子式或螺桿式之類的容積式氣體壓縮機或泵。該主轉(zhuǎn)子3通過傳動機構(gòu)2驅(qū)動機械負(fù)載1；該副轉(zhuǎn)子5通過傳動機構(gòu)6與流體輸送裝置7內(nèi)的諸如葉輪、活塞或螺桿之類推動流體運動的元件聯(lián)系。副轉(zhuǎn)子5、傳動機構(gòu)6及流體輸送裝置7與主轉(zhuǎn)子3之間沒有機械聯(lián)系，故副轉(zhuǎn)子5與主轉(zhuǎn)子3之間彼此的運動沒有確定的關(guān)系，或稱彼此沒有運動約束。
在所述雙轉(zhuǎn)子交流電動裝置的工作過程中，由于副轉(zhuǎn)子5只受到旋轉(zhuǎn)磁場的推動，且須獨立地驅(qū)動流體輸送裝置7，故其轉(zhuǎn)速不會超過同步轉(zhuǎn)速，從而避免了負(fù)轉(zhuǎn)矩的發(fā)生。
參閱圖2所示，在圖1所示的機械設(shè)備中，副轉(zhuǎn)子5與主轉(zhuǎn)子3經(jīng)傳動輪系8聯(lián)系起來。并且副轉(zhuǎn)子5對主轉(zhuǎn)子3的速比大于1。但是，在從副轉(zhuǎn)子5到主轉(zhuǎn)子3的傳動鏈中，設(shè)置有一個如第5708314號美國發(fā)明專利中所披露的單向離合器或其他自動卸荷裝置9。
在該雙轉(zhuǎn)子交流電動裝置起動后，副轉(zhuǎn)子5可以與主轉(zhuǎn)子3共同拖動負(fù)載。在加速過程中，當(dāng)副轉(zhuǎn)子5的轉(zhuǎn)速達(dá)到一個設(shè)定的、小于同步轉(zhuǎn)速的速度后，所述單向離合器或自動卸荷裝置9即解除副轉(zhuǎn)子5與主轉(zhuǎn)子3之間的機械聯(lián)系，副轉(zhuǎn)子即獨立地驅(qū)動流體輸送裝置7，從而避免了被主轉(zhuǎn)子3驅(qū)動至超過同步轉(zhuǎn)速而發(fā)生負(fù)轉(zhuǎn)矩的可能。
參閱圖3所示本實用新型的機械設(shè)備。在這種機械設(shè)備中，副轉(zhuǎn)子5與主轉(zhuǎn)子3分別經(jīng)本身的軸10和13驅(qū)動一臺諸如離心泵、軸流泵、通風(fēng)機、離心式氣體壓縮機之類葉片式流體輸送裝置11和12的葉輪，副轉(zhuǎn)子5由于與主轉(zhuǎn)子3之間彼此沒有傳動系的運動約束，并且獨立地驅(qū)動葉片式流體輸送裝置11，正常情況下不會超過同步轉(zhuǎn)速。
葉片式流體輸送裝置11和葉片式流體輸送裝置12可以串聯(lián)工作，也可以并聯(lián)工作。如圖3所示，流體輸送裝置11的流體入口是a，出口是b；另一流體輸送裝置的流體進(jìn)口是c，出口是d。若將其中一臺流體輸送裝置例如11的流體出口b和另一流體輸送裝置的流體進(jìn)口c連通，流體輸送裝置11和流體輸送裝置12即按串聯(lián)方式工作。若按圖4所示，將流體輸送裝置11和流體輸送裝置12的流體進(jìn)口a和c及流體出口b和d分別連通，流體輸送裝置11和流體輸送裝置12即按并聯(lián)方式工作。
在圖3和圖4所示的機械設(shè)備中，如果令副轉(zhuǎn)子5所驅(qū)動的流體輸送裝置11的轉(zhuǎn)動慣量較小或所產(chǎn)生的負(fù)載扭矩較小，例如，令泵11的葉輪較小或級數(shù)較少，在起動過程中，副轉(zhuǎn)子5的轉(zhuǎn)速就可以迅速升高，從而可以減小主轉(zhuǎn)子3在隨后的起動過程中的電流。
參閱圖5所示本實用新型機械設(shè)備。在這種機械設(shè)備中，副轉(zhuǎn)子5與主轉(zhuǎn)子3經(jīng)本身的軸直接驅(qū)動各自的負(fù)載，例如用于送風(fēng)的螺旋槳式葉輪15與14，簡化了設(shè)備的傳動結(jié)構(gòu)。由于主、副轉(zhuǎn)子間沒有運動約束，副轉(zhuǎn)子5不會超過同步轉(zhuǎn)速，且主、副轉(zhuǎn)子驅(qū)動各自負(fù)載的速度可以因各自產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和各自的負(fù)載大小的不同而異。特別是，在副轉(zhuǎn)子5的負(fù)載扭矩不太大的時候，通常其轉(zhuǎn)速將高于主轉(zhuǎn)子3。
在窗口式冷氣機中，令冷凝器的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速較高而蒸發(fā)器風(fēng)扇轉(zhuǎn)速較低可以改善冷氣機的性能。將圖5所示機械設(shè)備用于窗口式冷氣機，可以令主、副轉(zhuǎn)子以各自不同的速度驅(qū)動蒸發(fā)器風(fēng)扇和冷凝器風(fēng)扇。
圖6所示的本實用新型機械設(shè)備是一種泵站。它包括兩臺容積式泵16和泵17、一換向閥18、換向閥控制裝置19以及聯(lián)系它們的管道20。所述換向閥控制裝置19可以是電控的、液壓控制的或其他方式的控制裝置，它可以按照設(shè)定的泵后管道的液體壓力變更換向閥18的工位。副轉(zhuǎn)子5與主轉(zhuǎn)子3分別經(jīng)本身的軸驅(qū)動泵16和泵17。在泵后管道的液體壓力較小時，換向閥18處于使泵16和泵17的液體進(jìn)口e與g以及液體出口f與h分別連通的工位。此時，所述液壓泵的負(fù)載也較小，泵16和泵17并聯(lián)工作，可以加大液體排量。在管道20的泵后液體壓力較大時，換向閥控制裝置19令換向閥18處于使泵16的液體進(jìn)口e與泵17的液體出口h連通的工位，并切斷泵16的液體進(jìn)口e和泵17的液體進(jìn)口g之間的通路，使泵16和泵17串聯(lián)工作。從而可以用較大的壓力輸出液體。
雖然在泵16和泵17串聯(lián)工作的狀態(tài)，副轉(zhuǎn)子5與主轉(zhuǎn)子3之間存在與二者每轉(zhuǎn)排量比相應(yīng)的速比，即此時彼此間有運動約束。特別是，如果泵17的每轉(zhuǎn)排量小于泵16的，副轉(zhuǎn)子5對主轉(zhuǎn)子的速比會大于1，但此時兩臺泵的負(fù)載均較大，轉(zhuǎn)速也都較低。當(dāng)副轉(zhuǎn)子5與主轉(zhuǎn)子3因負(fù)載減小而速度增高的同時，管道20的泵后液體壓力也在減小。在所述液體壓力減小到一設(shè)定值后，泵16和泵17又被換向閥控制裝置19及換向閥18改變?yōu)椴⒙?lián)工作的狀態(tài)。這時，副轉(zhuǎn)子5與主轉(zhuǎn)子3之間失去運動約束，副轉(zhuǎn)子5不可能超越同步轉(zhuǎn)速，從而避免了產(chǎn)生負(fù)轉(zhuǎn)矩的情況。
雖然，根據(jù)以上陳述，本實用新型所涉及技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的普通熟練技術(shù)人士，已可設(shè)計出屬于本實用新型專利案的權(quán)利要求所限范圍內(nèi)的機械設(shè)備了。
權(quán)利要求1.一種以雙轉(zhuǎn)子交流電動裝置為動力的機械設(shè)備，其包括一雙轉(zhuǎn)子交流電動裝置、流體輸送裝置及傳動元件；所述雙轉(zhuǎn)子交流電動裝置具有一定子、一主轉(zhuǎn)子及一副轉(zhuǎn)子；所述定子、主轉(zhuǎn)子及副轉(zhuǎn)子分別具有各自的導(dǎo)磁鐵芯；所述副轉(zhuǎn)子的鐵芯未圍繞定子鐵芯的至少一部分或被定子鐵芯圍繞其至少一部分；其特征在于，所述機械設(shè)備至少有一種工作狀態(tài)，在所述工作狀態(tài)下，所述傳動元件聯(lián)系所述副轉(zhuǎn)子及所述流體輸送裝置，而與所述主轉(zhuǎn)子之間沒有運動約束；所述副轉(zhuǎn)子獨立地驅(qū)動所述流體輸送裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的以雙轉(zhuǎn)子交流電動裝置為動力的機械設(shè)備，其特征在于，所述流體輸送裝置包括一個用以推動流體流動的旋轉(zhuǎn)葉輪，在所述工作狀態(tài)下，所述副轉(zhuǎn)子經(jīng)所述傳動元件與所述葉輪聯(lián)系而獨立地驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)葉輪。
3.如權(quán)利要求1所述的以雙轉(zhuǎn)子交流電動裝置為動力的機械設(shè)備，其特征在于，所述流體輸送裝置包括兩臺輸送流體的葉片式流體輸送裝置；所述主轉(zhuǎn)子及副轉(zhuǎn)子分別驅(qū)動各自的葉片式流體輸送裝置。
4.如權(quán)利要求1所述的以雙轉(zhuǎn)子交流電動裝置為動力的機械設(shè)備，其特征在于，所述流體輸送裝置包括兩臺輸送液體的容積式液壓泵、一個換向閥、一個控制裝置及聯(lián)系所述液壓泵與所述換向閥的管路；所述主轉(zhuǎn)子以有傳動元件與其中一臺液壓泵聯(lián)系，所述副轉(zhuǎn)子以傳動元件與另一臺液壓泵聯(lián)系，從而各自驅(qū)動一臺所述液壓泵；所述控制裝置按照流體流出所述兩臺液壓泵之一的出液口后的液體壓力操縱所述換向閥，在所述液體壓力大于一設(shè)定的數(shù)值時，所述換向閥處于使兩臺液壓泵串聯(lián)的位置；在所述液體壓力小于一設(shè)定的數(shù)值時，所述換向閥處于使兩臺液壓泵并聯(lián)的位置。
專利摘要一種以雙轉(zhuǎn)子交流電動裝置為動力的機械設(shè)備,其包括一個雙轉(zhuǎn)子交流電動裝置及流體輸送裝置;該交流電動裝置通電后,所述副轉(zhuǎn)子驅(qū)動所述流體輸送裝置推動流體;所述機械設(shè)備至少有一種工作狀態(tài),在該工作狀態(tài)下,主轉(zhuǎn)子與副轉(zhuǎn)子分別驅(qū)動各自的負(fù)載,但所述副轉(zhuǎn)子與所述主轉(zhuǎn)子之間沒有運動約束;所述機械設(shè)備為具有液壓泵、空氣壓縮機、風(fēng)扇等容積式或葉片式流體輸送裝置的機械設(shè)備。
文檔編號H02K16/00GK2365813SQ9821655
公開日2000年2月23日 申請日期1998年7月23日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月23日
發(fā)明者羅明遠(yuǎn) 申請人:羅明遠(yuǎn)