本发明涉及永磁调速装置，特别是一种调压调速型永磁调速装置。
背景技术：
现有的永磁调速装置是利用永磁转子旋转形成的旋转磁场与实心导体或大块导体相互运动时所产生的洛仑兹力实现动力机和工作机之间的运动传递。由于导体内部感生的电流为涡流，当转差加大时，其所产生的涡流也增大，由于此部分涡流只能在实心导体或大块导体中以热量的形式消耗掉，因此所产生的热量较大，空冷条件下所传递的功率较小。
中国专利cn201710262226.2提出了一种“基于电流调整型的永磁调速装置”，该装置的调速机理为：通过调节电流调整装置总成中的外接可变电阻箱内部电阻阻值的大小，使机械特性发生变化；当外接可变电阻箱增大时，线圈绕组中的感生电流将减小，其所产生的洛仑兹力也随之减小，因此动力输出轴的输出转速及转矩也随之减小。该装置的优点是将大转差引起的感生电流通过可变电阻箱散出，解决了传统永磁调速装置热量难以散出的问题；其缺点是：该装置也采用传统永磁调速装置的内、外双转子结构，当所传递的功率较大时，内、外转子的回转半径将急剧增大，此时除对内、外转子的动平衡特性要求较高外，内转子总成中的线圈绕组也要承受极大的离心力，造成线圈绕组(特别是当其为散绕组线圈时)极易损坏；另外，该装置的电流调整装置总成还包括滑环和电刷，其所带来的缺陷为滑环和电刷工作时易于磨损，需经常更换。
技术实现要素：
为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种能实现以下目的的调压调速型永磁调速装置：
1、解决现有永磁调速装置的大转差发热问题。
2、解决现有永磁调速装置中的双转子结构问题。
3、解决中国专利cn201710262226.2内转子总成中的线圈绕组易于损坏问题。
4、解决中国专利cn201710262226.2含有易损件滑环和电刷问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
调压调速型永磁调速装置，包括发电机和异步电动机，所述的发电机与旋转动力源连接，所述的异步电动机与负载连接，所述的发电机通过电源输出线与异步电动机连接；
所述的发电机包括发电机定子总成、发电机转子总成、发电机机座和导轨；
所述的发电机定子总成由定子铁心a及定子绕组a组成；定子绕组a安装在定子铁心a的槽中，定子绕组a的电源输出线通过接线盒引出与电动机定子总成中的绕组接出端相连；定子铁心a安装在发电机机座中；
所述的发电机机座的内部装有定子铁心a并安装在导轨上；所述的导轨与动力输入轴的旋转轴线平行，所述的发电机机座与导轨滑动连接；
所述的发电机转子总成包括永磁体、转子铁心a、左端轴承座、右端轴承座、动力输入轴及底板；所述的转子铁心a由导磁材料制成，转子铁心a上均布与永磁体的几何尺寸及形状相同的槽，用于安装永磁体；所述的左端轴承座与右端轴承座的几何尺寸及结构相同，所述的左端轴承座与右端轴承座的型孔内分别安装左端滚动轴承及右端滚动轴承，所述的左端轴承座与右端轴承座分别安装在底板上，所述的左端轴承座、右端轴承座均与发电机定子铁心a同轴；所述的动力输入轴的两端分别安装在左端滚动轴承及右端滚动轴承的内孔中；所述动力输入轴的一端通过左端联轴器与旋转动力源输出轴相连；
所述的异步电动机包括电动机定子总成和电动机转子总成；
所述的电动机定子总成由定子铁心b、定子绕组b和电动机机座组成；所述的定子绕组b安装在定子铁心b的槽中，定子铁心b安装在电动机机座中；
所述的电动机转子总成由转子铁心b、转子绕组b和动力输出轴组成；所述的转子铁心b由硅钢片迭压而成，转子铁心b上有一个与外圆同心的中心孔，外圆表面均匀分布着转子槽，每个转子槽中均有一根导条伸出于转子铁心b的两端，并用左端环及右端环将所有导条连接起来组成转子绕组b；导条横截面的几何形状与转子槽一致；所述的导条、左端环及右端环均由低电导率的铝合金或铜合金制成；所述的动力输出轴安装在转子铁心b的中心孔内；所述动力输出轴的一端通过右端联轴器与负载相连。
进一步地，所述的定子铁心a通过键联结方式安装在发电机机座中或通过过盈方式压制在发电机机座中。
进一步地，所述的动力输出轴通过键联结方式安装在转子铁心b的中心孔内或过盈方式压制在转子铁心b的中心孔内。
本发明的第二个技术方案如下：
调压调速型永磁调速装置，包括发电机和异步电动机，所述的发电机与旋转动力源连接，所述的异步电动机与负载连接，所述的发电机的动力输入轴通过轴承与动力输出轴同心连接；
所述的发电机包括定子总成、发电机转子总成、机座和导轨；
所述的定子总成由定子铁心c及定子绕组c组成；定子绕组c安装在定子铁心c的槽中；定子铁心c安装在机座中；
所述的机座安装在底板上；所述的导轨与动力输入轴的旋转轴线平行，所述的导轨与花键套滑动连接；
所述的发电机转子总成包括永磁体、转子铁心a、左端轴承座、右端轴承座、动力输入轴及底板；所述的转子铁心a由导磁材料制成，转子铁心a上均布与永磁体的几何尺寸及形状相同的槽，用于安装永磁体；所述的左端轴承座与右端轴承座的几何尺寸及结构相同，所述的左端轴承座与右端轴承座的型孔内分别安装左端滚动轴承及右端滚动轴承，所述的左端轴承座与右端轴承座分别安装在底板上，所述的左端轴承座、右端轴承座均与发电机定子铁心a同轴；所述的动力输入轴的两端分别安装在左端滚动轴承及右端滚动轴承的内孔中；所述动力输入轴的一端通过左端联轴器与旋转动力源输出轴相连；
所述的异步电动机包括定子总成和电动机转子总成；所述的异步电动机与发电机共用定子总成和机座；
所述的电动机转子总成由转子铁心b、转子绕组b和动力输出轴组成；所述的转子铁心b由硅钢片迭压而成，转子铁心b上有一个与外圆同心的中心孔，外圆表面均匀分布着转子槽，每个转子槽中均有一根导条伸出于转子铁心b的两端，并用左端环及右端环将所有导条连接起来组成转子绕组b；导条横截面的几何形状与转子槽一致；所述的导条、左端环及右端环均由低电导率的铝合金或铜合金制成；所述的动力输出轴安装在转子铁心b的中心孔内；所述动力输出轴的一端通过右端联轴器与负载相连；
所述的动力输入轴为花键轴，动力输入轴的花键上套装花键套。
进一步地，所述的导条、左端环及右端环均由电导率小于2.3×107siemens/m的铝合金或铜合金制成。
本发明的第三个技术方案如下：
第一个技术方案中的旋转动力源及发电机采用交流无级调压器代替；所述的交流无级调压器的一端与电网连接，另一端通过电源输出线与所述的异步电动机连接。
本发明与现有永磁调速传动装置或技术相比，具有如下的突出性质和显著优点：
1、本发明取消了现有永磁调速传动装置的双转子结构，除安装在导轨上的发电机机座可沿定子铁心a的轴线方向移动外，其余的机械结构均与现有的发电机相同；本发明的异步电动机，其机械结构也与现有的异步电动机相同，因此可最大限度地利用现有发电机或异步电动机的成熟技术。
2、本发明的笼条及端环均采用了电导率较低的铝合金或铜合金，因此当转差加大时所产生的感生电流较小，而热量与电流的平方成正比，因此所形成的热量也小，可实现空冷条件下的大功率及大转差调速要求。
3、本发明的发电机通过左端联轴器与旋转动力源输出轴相连，仅接受旋转动力源的输出转矩，不受旋转动力源电压的影响，因此即使旋转动力源为高压电机，发电机产生的感应电压幅值也可通过结构设计限制在低压范围内，解决了调节高压电机的电压时易于损坏的问题。
4、现有的永磁调速装置一般均为双转子结构，必须利用花键副将其中的一个转子在旋转的同时进行轴线方向移动，以改变转子轴向磁通面积进行调速，由于此时花键副将承受较大的摩擦力，因此调速机构易于磨损。而本发明的发电机的定子铁心并不绕其轴线旋转，仅利用一个可沿定子铁心轴线方向平移的导轨进行调压调速，因此其调速装置机械磨损小，调节精度也高。
5、本发明的笼条与现有异步电动机相同，可承受较大离心力，因此可在较高转速下旋转，解决了中国专利cn201710262226.2内转子总成中的线圈绕组易于损坏的问题。
6、本发明没有中国专利cn201710262226.2所述的易损件滑环和电刷，因此可靠性及执行效率都高。
附图说明
图1为本发明的机械及电气结构示意图。
图2为本发明的电动机转子铁心b、转子槽及导条的剖面结构示意图。
图3为本发明的第二方案机械及电气结构示意图。
图4为本发明的第三方案机械及电气结构示意图。
图中：1、定子铁心a，2、定子绕组a，3、电源输出线，4、绕组接出端，5、发电机机座，6、导轨，7、永磁体，8、转子铁心a，9、左端轴承座，10、右端轴承座，11、动力输入轴，12、右端滚动轴承，13、底板，14、左端联轴器，15、旋转动力源输出轴，16、定子铁心b，17、定子绕组b，18、转子槽，19、转子铁心b，20、动力输出轴，21、右端联轴器，22、负载，23、左端滚动轴承，24、电动机机座，25、导条，26、左端环，27、右端环，28、花键套，29、轴承，30、机座，31、定子铁心c，32、定子绕组c，33、交流无级调压器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步说明。
如图1-2所示，调压调速型永磁调速装置，包括发电机和异步电动机，所述的发电机与旋转动力源连接，所述的异步电动机与负载22连接，所述的发电机通过电源输出线3与异步电动机连接；
所述的发电机包括发电机定子总成、发电机转子总成、发电机机座5和导轨6；
所述的发电机定子总成由定子铁心a1及定子绕组a2组成；定子绕组a2安装在定子铁心a1的槽中，定子绕组a2的电源输出线3通过接线盒引出与电动机定子总成中的绕组接出端4相连；定子铁心a1安装在发电机机座5中；
所述的发电机机座5的内部装有定子铁心a1并安装在导轨6上；所述的导轨6与动力输入轴11的旋转轴线平行，所述的发电机机座5与导轨6滑动连接；
所述的发电机转子总成包括永磁体7、转子铁心a8、左端轴承座9、右端轴承座10、动力输入轴11及底板13；所述的转子铁心a8由导磁材料制成，转子铁心a8上均布与永磁体7的几何尺寸及形状相同的槽，用于安装永磁体7；所述的左端轴承座9与右端轴承座10的几何尺寸及结构相同，所述的左端轴承座9与右端轴承座10的型孔内分别安装左端滚动轴承23及右端滚动轴承12，所述的左端轴承座9与右端轴承座10分别安装在底板13上，所述的左端轴承座9、右端轴承座10均与发电机定子铁心a1同轴；所述的动力输入轴11的两端分别安装在左端滚动轴承23及右端滚动轴承12的内孔中；所述动力输入轴11的一端通过左端联轴器14与旋转动力源输出轴15相连；
所述的异步电动机包括电动机定子总成和电动机转子总成；
所述的电动机定子总成由定子铁心b16、定子绕组b17和电动机机座24组成；所述的定子绕组b17安装在定子铁心b16的槽中，定子铁心b16安装在电动机机座24中；
所述的电动机转子总成由转子铁心b19、转子绕组b和动力输出轴20组成；所述的转子铁心b19由硅钢片迭压而成，转子铁心b19上有一个与外圆同心的中心孔，外圆表面均匀分布着转子槽18，每个转子槽18中均有一根导条25伸出于转子铁心b19的两端，并用左端环26及右端环27将所有导条25连接起来组成转子绕组b；导条25横截面的几何形状与转子槽18一致；所述的导条25、左端环26及右端环27均由低电导率的铝合金或铜合金制成；所述的动力输出轴20安装在转子铁心b19的中心孔内；所述动力输出轴20的一端通过右端联轴器21与负载22相连。
进一步地，所述的定子铁心a1通过键联结方式安装在发电机机座5中或通过过盈方式压制在发电机机座5中。
进一步地，所述的动力输出轴20通过键联结方式安装在转子铁心b19的中心孔内或过盈方式压制在转子铁心b19的中心孔内。
如图3所示，本发明的第二个技术方案如下：
调压调速型永磁调速装置，包括发电机和异步电动机，所述的发电机与旋转动力源连接，所述的异步电动机与负载22连接，所述的发电机的动力输入轴11通过轴承29与动力输出轴20同心连接；
所述的发电机包括定子总成、发电机转子总成、机座30和导轨6；
所述的定子总成由定子铁心c31及定子绕组c32组成；定子绕组c32安装在定子铁心c31的槽中；定子铁心c31安装在机座30中；
所述的机座30安装在底板13上；所述的导轨6与动力输入轴11的旋转轴线平行，所述的导轨6与花键套28滑动连接；
所述的发电机转子总成包括永磁体7、转子铁心a8、左端轴承座9、右端轴承座10、动力输入轴11及底板13；所述的转子铁心a8由导磁材料制成，转子铁心a8上均布与永磁体7的几何尺寸及形状相同的槽，用于安装永磁体7；所述的左端轴承座9与右端轴承座10的几何尺寸及结构相同，所述的左端轴承座9与右端轴承座10的型孔内分别安装左端滚动轴承23及右端滚动轴承12，所述的左端轴承座9与右端轴承座10分别安装在底板13上，所述的左端轴承座9、右端轴承座10均与发电机定子铁心a1同轴；所述的动力输入轴11的两端分别安装在左端滚动轴承23及右端滚动轴承12的内孔中；所述动力输入轴11的一端通过左端联轴器14与旋转动力源输出轴15相连；
所述的异步电动机包括定子总成和电动机转子总成；所述的异步电动机与发电机共用定子总成和机座30；
所述的电动机转子总成由转子铁心b19、转子绕组b和动力输出轴20组成；所述的转子铁心b19由硅钢片迭压而成，转子铁心b19上有一个与外圆同心的中心孔，外圆表面均匀分布着转子槽18，每个转子槽18中均有一根导条25伸出于转子铁心b19的两端，并用左端环26及右端环27将所有导条25连接起来组成转子绕组b；导条25横截面的几何形状与转子槽18一致；所述的导条25、左端环26及右端环27均由低电导率的铝合金或铜合金制成；所述的动力输出轴20安装在转子铁心b19的中心孔内；所述动力输出轴20的一端通过右端联轴器21与负载22相连；
所述的动力输入轴11为花键轴，动力输入轴11的花键上套装花键套28。
进一步地，所述的导条25、左端环26及右端环27均由电导率小于2.3×107siemens/m的铝合金或铜合金制成。
如图1、4所示，本发明的第三个技术方案如下：
第一个技术方案中的旋转动力源及发电机采用交流无级调压器33代替；所述的交流无级调压器33的一端与电网连接，另一端通过电源输出线3与所述的异步电动机连接。
本发明的工作原理如下：
本发明的发电机动力输入轴11与旋转动力源输出轴15相连，使永磁体7形成旋转磁场，发电机定子总成中的定子绕组a2切割磁力线并产生感生电压；所产生的感生电压通过电源输出线3并经绕组接出端4加在电动机定子绕组b17上使之形成感生电流，该感生电流形成的旋转磁场切割转子铁心b19中的导条25，并经左端环26及右端环27闭合形成感生电流，进而产生洛仑兹力使转子铁心b19及动力输出轴20沿永磁体7的旋转方向旋转。
本发明的调速机理为：通过导轨6调节永磁体7在定子绕组a2中的轴向长度进行调速。由于感生电压仅与气隙磁通、永磁转子的转速及轴向长度之积成正比，而本发明所述的永磁体7与定子绕组a2之间的气隙长度不变，其旋转速度与旋转动力源输出轴15的转速相同，也不变，因此所产生的感生电压值仅与其相对于定子绕组a2的轴向长度相关；当轴向长度增加时，感生电压值增大；反之，则减小。
由于异步电动机的输出转矩与定子绕组端电压的平方成正比，因此当电压发生变化时，其输出转矩将呈平方倍的变化，即改变电动机的定子绕组端电压时，可以得到一簇机械特性不同的曲线，并获得不同转速。当异步电动机的机械特性较硬时，虽然最大转矩下降很多，但调速范围偏小，因此为扩大调速范围，本发明采用了深度较浅但截面积较大的转子槽18，并且采用了电导率较低的铝合金或铜合金制造导条25，上述措施可使之所述的异步电动机形成较软的机械特性，以拓宽动力输出轴20的调速范围。
本发明不局限于本实施例，任何在本发明披露的技术范围内的等同构思或者改变，均列为本发明的保护范围。