一種具有柔性傳動功能的電機轉(zhuǎn)子及方法
【專利說明】
[技術(shù)領(lǐng)域]
[0001]本發(fā)明涉及電機和傳動控制技術(shù)領(lǐng)域，具體來說是特別適用于有電機啟動保護、電流過載保護、堵轉(zhuǎn)延時保護、動力柔性傳動等電氣控制要求的一種具有柔性傳動功能的電機轉(zhuǎn)子及方法。
[【背景技術(shù)】]
[0002]轉(zhuǎn)子是電機實現(xiàn)電能與機械能轉(zhuǎn)換的動力部件，電機的動力輸出是由電機轉(zhuǎn)子來完成的。電機轉(zhuǎn)子一般分為內(nèi)置式和外置式兩種旋轉(zhuǎn)方式，內(nèi)置式轉(zhuǎn)子是以電機轉(zhuǎn)軸為旋轉(zhuǎn)體，外置式轉(zhuǎn)子是以電機外殼為旋轉(zhuǎn)體，電機不同的旋轉(zhuǎn)方式滿足了各種不同需求的應(yīng)用場合。轉(zhuǎn)子是電機動力輸出的核心部件，對電機轉(zhuǎn)子功能的設(shè)定關(guān)乎電機的輸出特性。
[0003]傳統(tǒng)電機的控制方法主要通過設(shè)定電機勵磁線圈電流特性來確定轉(zhuǎn)子動力的輸出特性，要實現(xiàn)電機電流保護和柔性傳動控制等基本要素功能，必須設(shè)計復(fù)雜的外圍控制電路及配置相應(yīng)的電氣配件，因而導(dǎo)致電機運行綜合成本較高、產(chǎn)品升級難的問題。
[
【發(fā)明內(nèi)容】
]
[0004]本發(fā)明的目的是為了解決傳統(tǒng)電機不具備基本要素功能、綜合成本較高、產(chǎn)品升級困難的目的，本發(fā)明設(shè)計一種具有柔性傳動功能的電機轉(zhuǎn)子及方法，可應(yīng)用于內(nèi)置式和外置式兩種電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方式的產(chǎn)品范圍。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，設(shè)計一種具有柔性傳動功能的電機轉(zhuǎn)子，所述的電機轉(zhuǎn)子采用永磁雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，由永磁鼠籠外轉(zhuǎn)子部件和永磁內(nèi)轉(zhuǎn)子部件裝配組成，外轉(zhuǎn)子硅鋼疊片經(jīng)過鋁壓鑄形成桶狀鼠籠外轉(zhuǎn)子，桶狀鼠籠外轉(zhuǎn)子側(cè)壁開設(shè)有若干磁鋼孔，外轉(zhuǎn)子永磁鋼裝入外轉(zhuǎn)子磁鋼孔，組合成永磁外轉(zhuǎn)子部件，內(nèi)轉(zhuǎn)子硅鋼疊片經(jīng)過內(nèi)轉(zhuǎn)子銷釘鉚壓形成內(nèi)轉(zhuǎn)子，內(nèi)轉(zhuǎn)子中部設(shè)有內(nèi)轉(zhuǎn)子軸孔，電機軸壓入內(nèi)轉(zhuǎn)子軸孔，內(nèi)轉(zhuǎn)子側(cè)壁上開設(shè)有若干導(dǎo)磁孔和若干磁鋼孔，相變導(dǎo)磁體裝入內(nèi)轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁孔，內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁鋼裝入內(nèi)轉(zhuǎn)子磁鋼孔，組合成永磁內(nèi)轉(zhuǎn)子部件，永磁內(nèi)轉(zhuǎn)子部件插入永磁鼠籠外轉(zhuǎn)子部件內(nèi)，使內(nèi)外轉(zhuǎn)子兩端面對齊，轉(zhuǎn)子風(fēng)葉端架套入電機軸，固定安裝在永磁外轉(zhuǎn)子集電環(huán)兩端面，轉(zhuǎn)子軸承壓入電機軸直至固定在轉(zhuǎn)子風(fēng)葉端架軸承孔內(nèi)，組裝成雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的永磁電機轉(zhuǎn)子，內(nèi)外轉(zhuǎn)子磁極數(shù)相等，產(chǎn)生明顯扭矩。
[0006]所述的永磁外轉(zhuǎn)子由外轉(zhuǎn)子娃鋼疊片，外轉(zhuǎn)子隔磁槽、啟動鼠籠條，外轉(zhuǎn)子集電環(huán)、外轉(zhuǎn)子永磁鋼組成，外轉(zhuǎn)子硅鋼疊片經(jīng)過鋁壓鑄形成桶狀鼠籠外轉(zhuǎn)子；外轉(zhuǎn)子硅鋼疊片之間設(shè)有外轉(zhuǎn)子隔磁槽，外轉(zhuǎn)子娃鋼疊片外圈設(shè)有若干啟動鼠籠條，啟動鼠籠條外圈設(shè)有外轉(zhuǎn)子集電環(huán)，外轉(zhuǎn)子永磁鋼裝入鼠籠外轉(zhuǎn)子磁鋼孔。
[0007]所述的永磁內(nèi)轉(zhuǎn)子由內(nèi)轉(zhuǎn)子硅鋼疊片、內(nèi)轉(zhuǎn)子隔磁槽、內(nèi)轉(zhuǎn)子銷釘、相變導(dǎo)磁體、內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁鋼組成，內(nèi)轉(zhuǎn)子硅鋼疊片經(jīng)過內(nèi)轉(zhuǎn)子銷釘鉚壓形成牢固的內(nèi)轉(zhuǎn)子，電機軸壓入內(nèi)轉(zhuǎn)子軸孔；內(nèi)轉(zhuǎn)子硅鋼疊片內(nèi)側(cè)設(shè)有內(nèi)轉(zhuǎn)子隔磁槽，內(nèi)轉(zhuǎn)子隔磁槽之間設(shè)有內(nèi)轉(zhuǎn)子銷釘，相變導(dǎo)磁體裝入內(nèi)轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁孔；內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁鋼裝入內(nèi)轉(zhuǎn)子磁鋼孔。
[0008]—種具有柔性傳動功能電機轉(zhuǎn)子的工作方法，工作方法具體如下:
[0009]a、電機通電時，定子勵磁線圈產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，永磁鼠籠外轉(zhuǎn)子產(chǎn)生感應(yīng)電磁場，永磁鼠籠外轉(zhuǎn)子首先異步啟動，當永磁鼠籠外轉(zhuǎn)子磁極進入與定子磁極相應(yīng)的位置后，永磁鼠籠外轉(zhuǎn)子磁鋼發(fā)揮強磁作用，永磁鼠籠外轉(zhuǎn)子與定子磁場同步旋轉(zhuǎn)，由于永磁鼠籠外轉(zhuǎn)子與永磁內(nèi)轉(zhuǎn)子磁組相等，極性相反相互吸引，在內(nèi)外轉(zhuǎn)子磁鋼發(fā)揮的強磁作用下，內(nèi)外轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，這時電機的定子磁場、永磁鼠籠外轉(zhuǎn)子磁場、永磁內(nèi)轉(zhuǎn)磁場子形成閉環(huán)磁路；
[0010]b、電機運行時，定子磁場、永磁鼠籠外轉(zhuǎn)子和永磁內(nèi)轉(zhuǎn)子保持同步旋轉(zhuǎn)，通過設(shè)定永磁內(nèi)轉(zhuǎn)子相變導(dǎo)磁體的磁通量參數(shù)(T/cm2)調(diào)整磁路密度，可以確定永磁內(nèi)轉(zhuǎn)子及電機軸的輸出轉(zhuǎn)矩；
[0011]C、電機負載運行時，當負載阻矩等于或小于永磁內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩時，電機雙轉(zhuǎn)子呈現(xiàn)為同步旋轉(zhuǎn)特性，輸出轉(zhuǎn)矩和電機轉(zhuǎn)速都符合電機運行的設(shè)計要求；
[0012]d、電機負載運行時，當負載阻矩大于設(shè)定轉(zhuǎn)矩時，電機由原先的同步旋轉(zhuǎn)特性轉(zhuǎn)變?yōu)榛钐匦裕@時永磁內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速降低但輸出扭矩不變，一旦當負載阻矩恢復(fù)到等于或小于永磁內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩時，電機又呈現(xiàn)為雙轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)特性，最終實現(xiàn)電機本體具有的柔性傳動和過載保護功能。
[0013]本發(fā)明徹底改變傳統(tǒng)電機轉(zhuǎn)子的設(shè)計思路，采用相變導(dǎo)磁體，通過調(diào)整和改變轉(zhuǎn)子磁場的磁通量及磁密度，來實現(xiàn)電機的啟動保護、過流保護、柔性傳動等基本控制要素，省去了復(fù)雜的電機外圍電路及電器電子配件，在降低了電機運行控制成本的同時，有效提高了電機的運行效率，高效節(jié)能，延長了電機使用壽命，能應(yīng)用于所有功率等級和不同品種的電機產(chǎn)品，極大地方便了電機應(yīng)用和降低了綜合采購成本，推進了產(chǎn)品的技術(shù)升級，符合國際經(jīng)濟綠色發(fā)展要求。
[【附圖說明】]
[0014]圖1是本發(fā)明的等軸結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是本發(fā)明的正視圖；
[0016]圖3是本發(fā)明的左視剖圖；
[0017]圖中:1.外轉(zhuǎn)子娃鋼疊片2.啟動鼠籠條3.外轉(zhuǎn)子永磁鋼4.內(nèi)轉(zhuǎn)子娃鋼疊片5.內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁鋼6.內(nèi)轉(zhuǎn)子隔磁槽7.內(nèi)轉(zhuǎn)子銷鉚釘8.電機軸9.相變導(dǎo)磁體10.外轉(zhuǎn)子隔磁槽11.外轉(zhuǎn)子集電環(huán)12.轉(zhuǎn)子風(fēng)葉端架13.轉(zhuǎn)子軸承；
[0018]指定圖3作為本發(fā)明的摘要附圖。
[【具體實施方式】]
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明，這種裝置的結(jié)構(gòu)和原理對本專業(yè)的人來說是非常清楚的。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0020]本發(fā)明中的電機轉(zhuǎn)子采用永磁雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，由永磁鼠籠外轉(zhuǎn)子部件和永磁內(nèi)轉(zhuǎn)子部件裝配組成，外轉(zhuǎn)子硅鋼疊片經(jīng)過鋁壓鑄形成桶狀鼠籠外轉(zhuǎn)子，桶狀鼠籠外轉(zhuǎn)子側(cè)壁開設(shè)有若干磁鋼孔，外轉(zhuǎn)子永磁鋼裝入外轉(zhuǎn)子磁鋼孔，組合成永磁外轉(zhuǎn)子部件，內(nèi)轉(zhuǎn)子硅鋼疊片經(jīng)過內(nèi)轉(zhuǎn)子銷釘鉚壓形成內(nèi)轉(zhuǎn)子，內(nèi)轉(zhuǎn)子中部設(shè)有內(nèi)轉(zhuǎn)子軸孔，電機軸壓入內(nèi)轉(zhuǎn)子軸孔，內(nèi)轉(zhuǎn)子側(cè)壁上開設(shè)有若干導(dǎo)磁孔和若干磁鋼孔，相變導(dǎo)磁體裝入內(nèi)轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁孔，內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁鋼裝入內(nèi)轉(zhuǎn)子磁鋼孔，組合成永磁內(nèi)轉(zhuǎn)子部件，永磁內(nèi)轉(zhuǎn)子部件插入永磁鼠籠外轉(zhuǎn)子部件內(nèi)，使內(nèi)外轉(zhuǎn)子兩端面對齊，轉(zhuǎn)子風(fēng)葉端架套入電機軸，固定安裝在永磁外轉(zhuǎn)子集電環(huán)兩端面，轉(zhuǎn)子軸承壓入電機軸直至固定在轉(zhuǎn)子風(fēng)葉端架軸承孔內(nèi)，組裝成雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的永磁電機轉(zhuǎn)子，圖1至圖3以4極電機轉(zhuǎn)子為例進行說明。
[0021 ] 本發(fā)明的具體