一种转速多方式可调的风机的制作方法

本发明涉及风机技术领域，特别涉及一种转速多方式可调的风机，以应用于轴流风机系统中。

背景技术：

轴流风机，用途非常广泛，就是与风叶的轴同方向的气流，如电风扇，空调外机风扇就是轴流方式运行风机。轴流式风机通常用在流量要求较高而压力要求较低的场合。轴流式风机固定位置并使空气移动。轴流风机主要由风机叶轮和机壳组成，结构简单但是数据要求非常高。而轴流风机主要由一电机驱动控制，对电机的控制成为风机控制的关键。

由上可知，轴流风机应用范围广泛，并有电机驱动，而电机种类繁多，但对电机的控制方式大同小异，就是通过电源频率和电压大小来对电机的启动、加速、运转、减速及停止进行的控制，根据不同电机的类型、电机的使用场合和不同的要求及目的来进行控制。当电机自身参数和运行要求确定后，也就确定了对电机的控制策略。但目前对电机的控制大多局限在对电机电源的控制，以实现对电机的运行控制，对电机的控制方式较为单一，选择性较小，在一定程度上限制的对风机的有效控制。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种转速多方式可调的风机，通过改变定转子之间的交错距离，以改变转子的受力，也就是改变电机的输出参数，且通过对电机输出轴及与风机连接方式的改进，使得电机具有可以通过自身连接方式的改变而进一步变化电机拖动参数，通过定转子相对位置的改变，结合电机输出轴与风机输入轴连接方式的改变，本发明解决了对风机的控制策略在输出性能上不足的技术问题。

本发明还有一个目的是提供一种转速多方式可调的风机，以实现多种控制方式的结合对电机控制，优化对风机的控制方式和输出性能。

为了实现上述目的，本发明提供一种转速多方式可调的风机，包括电机和与其连接的风叶轮，所述电机包括设置有定子绕组的壳体和转动设置在所述壳体内的转子，所述转子轴向移动在所述壳体内，所述定子绕组设置在所述转子轴向移动的部分路径的外周空间，随着所述转子的轴向移动，所述转子与所述定子绕组轴向错开一定距离；

风机输入轴与电机输出轴同轴间隔设置，所述电机输出轴上设置有若干个直径不同的连接端，所述风机输入轴与所述连接端之间通过一联轴器径向联动，所述联轴器与所述风机输入轴同步转动，所述风机输入轴和所述电机输出轴之间设置一驱动所述联轴器和所述转子轴向移动的第一伸缩机构，所述第一伸缩机构两侧分别设置一伸缩端，其中第一伸缩端上设置一第二伸缩机构，所述第一伸缩端与所述连接端径向联动，所述第二伸缩机构的伸缩端与所述联轴器轴向连接，并控制所述联轴器相对于所述转子轴向移动。

优选的，所述电机输出轴端头朝轴向外侧延伸一同步轴，所述同步轴的直径小于所述电机输出轴直径，且所述同步轴与所述电机输出轴同心设置；

所述同步轴外周设置一第一同步轮，所述同步轴的轴向外侧端同心设置一第二同步轮，所述第二同步轮的轴向外侧端同心设置一联动盘，所述联动盘的外周凸出设置有若干第一凸条，所述联动盘、第二同步轮和第一同步轮的直径依次减小；

所述风机输入轴端头周身上沿轴向凸出设置有若干第二凸条，所述第二凸条与所述第一凸条的分布外径一致。

优选的，所述联轴器为中心轴向贯穿的空心结构，所述联轴器的内径与所述风机输入轴的直径一致，所述联轴器轴向第一端的内侧壁上凸出设置一环形凸起，所述环形凸起内周上设置有内齿圈；所述环形凸起轴向内侧的所述联轴器内侧壁上沿周向开设一第一凹槽，所述第一凹槽与所述环形凸起间隔一定距离；所述环形凸起与所述第一凹槽之间的所述联轴器内侧壁上沿轴向开设有若干第一槽道，所述第一凹槽内沿周向开设一第二凹槽，所述第二凹槽的内径大于所述第一凹槽的内径，所述第二凹槽与所述第一凹槽轴向第一端间隔距离不小于所述联动盘和第一同步轮之间的距离。

优选的，所述第一凹槽至所述联轴器轴向第二端的内侧壁上沿周向开设一第二槽道，所述联轴器通过所述第二槽道伸缩套设在所述第二凸条上，所述第二槽道的长度不小于所述联动盘和第一同步轮之间的距离。

优选的，所述风机输入轴的端头中开设一容置空腔，所述第一伸缩机构包括第一驱动机构、螺杆、螺母和直线导轨，所述第一驱动机构安装在所述容置空腔中，所述螺杆凸出于所述第一驱动机构轴向两侧并向外延伸，所述直线导轨设置在所述螺杆外周，所述电机输出轴的轴中心开设一腔道，所述直线导轨轴向第一端伸缩设置在所述腔道中；

轴向两侧的所述螺杆上分别设置一螺母，轴向第一端的第一螺母上设置一第一联动端头，所述第一联动端头直径介于所述腔道内径与联轴器内径之间；所述第一联动端头轴向第一端中开设一第一环形导轨，所述第一环形导轨朝轴向第一端敞开；所述联动盘轴向第二端侧壁上至少对称贯穿开设有两个贯穿孔，所述第一环形导轨中至少设置有一对端头螺栓，所述端头螺栓限制转动在所述第一环形导轨中，且所述端头螺栓的外侧端贯穿并固定在所述贯穿孔中。

优选的，所述第一联动端头径向外周对称设置有一对所述第二伸缩机构，所述第二伸缩机构的伸缩方向与所述第一伸缩机构的伸缩方向一致，且与所述电机输出轴的轴向平行，所述第二伸缩机构的伸缩端设置有第二联动端头，所述第二联动端头卡设在所述第二凹槽中，以控制所述联轴器相对于所述转子轴向移动。

优选的，所述电机输出轴上第二同步轮和第一同步轮间隔设置，所述第二同步轮和第一同步轮的轴向长度大于所述环形凸起的轴向长度，且所述第二同步轮和第一同步轮之间的间隔距离不小于所述环形凸起的轴向长度；所述第一凸条选择性卡设在所述第一槽道中，所述第一凹槽的轴向长度不小于所述联动盘和第一同步轮之间的距离。

优选的，所述联轴器转动设置在一轴流筒体内，所述轴流筒体通过一支撑座安装在地面上，所述轴流筒体轴向可移动，所述联轴器受所述第二伸缩机构驱动在所述轴流筒体内轴向移动；所述轴流筒体轴向第二端敞开，所述风机输入轴贯穿所述轴流筒体轴向第二端中心，并伸入至所述联轴器中与其同步径向转动，轴向第二端的第二螺母在径向上对称设置有一对第一连杆，所述容置空腔外周的所述风机输入轴上对称贯穿开设有一对第三槽道，所述第三槽道的长度方向与所述电机输出轴的轴向平行，所述第三槽道的长度不小于所述转子轴向长度的一半，所述第一连杆径向贯穿所述第三槽道，所述第一连杆的外侧端上设置一第二连杆，所述第二连杆的长度方向与所述电机输出轴的轴向平行，所述第二连杆的端头设置有一限位块；

所述轴流筒体轴向第二端中开设一第二环形导轨，所述第二环形导轨朝轴向第二端敞开，所述限位块限制转动在所述第二环形导轨中，通过所述第一伸缩机构的第二伸缩端驱动所述轴流筒体轴向第二端移动，控制所述轴流筒体轴向移动；

所述轴流筒体轴向第一端用一端盖封闭，所述端盖中心贯穿开设一通孔，所述同步轴贯穿所述通孔并伸入至所述轴流筒体内。

优选的，所述端盖轴向内侧壁上至少对称设置一对直角折弯的支架，所述支架分布在所述同步轴的径向外侧端，所述支架包括第一转轴和第二转轴，所述第一转轴和第二转轴的方向与所述电机输出轴的轴向平行，所述第一转轴连接在所述端盖轴向内侧壁上，所述第二转轴通过一直角折弯件连接在所述第一转轴的径向外侧端；所述第一转轴位于所述第一同步轮径向外周，所述第二转轴位于所述第二同步轮径向外周，且所述第二转轴的长度小于所述第二同步轮的轴向长度。

优选的，所述第一转轴上转动安装一第一齿轮，所述第一齿轮与所述第一同步轮啮合，所述第二转轴上转动安装一第二齿轮，所述第二齿轮与所述第二同步轮啮合，所述第一齿轮与第二齿轮间隔设置，且两者间隔距离不小于所述环形凸起的轴向长度，所述第一齿轮与第二齿轮的分布外径一致，且所述第一齿轮与第二齿轮的轴向长度分别大于所述环形凸起的轴向长度，所述第二齿轮与所述联动盘间隔设置，且两者间隔距离不小于所述环形凸起的轴向长度，所述内齿圈随所述联轴器同步轴向移动，以分别与所述第一齿轮或第二齿轮选择性啮合。

对比现有技术，本发明具有以下优点：

1.本发明通过对定转子之间交错距离的改变来连续改变电机的输出性能，优化对风机的控制效果；

2.本发明的电机可以通过改变输出轴与风机输入轴的连接方式来对电机的输出参数进行控制，在不改变电机控制电源的前提下，也可以对电机的拖动参数进行控制，扩展了电机的拖动控制方式，进一步有效对风机的控制效果；

3.通过定转子交错距离的改变，结合电机拖动连接方式的改变，同时结合对电机驱动电源的控制变化，实现对电机输出参数的多途径控制，优化对风机控制策略和输出性能。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1是电机本体的剖视图；

图2是电机输出轴的侧视图；

图3是电机输出轴的剖视图；

图4是风机输入轴的侧视图；

图5是电机输出轴与风机输入轴的对接结构示意图；

图6是风机输入轴、电机输出轴通过联轴器联动的侧视图；

图7是联轴器的剖视图；

图8是联轴器与轴流筒体结合后的结构示意图；

图9是风机输入轴与联动盘联动的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明文字能够据以实施。

请参阅图1-9，本发明提供一种转速多方式可调的风机，包括电机和与其连接的风叶轮，所述电机包括设置有定子绕组520的壳体500和转动设置在所述壳体500内的转子510，作为本发明的改进点之一，本发明中的转子510可以轴向移动在所述壳体500内，如图1所示，所述定子绕组520设置在所述转子510轴向移动的部分路径的外周空间，随着所述转子510的轴向移动，所述转子510与所述定子绕组520轴向错开一定距离，也就说，通过改变转子510的轴向位置，可以改变定、转子之间的交错距离和面积，从而改变转子的受力，转子510受力的改变，即可改变转子510的输出转速。由此可知，本发明通过对定转子之间交错距离的改变来连续改变电机的输出性能，优化对风机的控制效果。

风机输入轴100与电机输出轴200同轴间隔设置，所述电机输出轴200上设置有若干个直径不同的连接端，所述风机输入轴100与所述连接端之间通过一联轴器420径向联动，所述联轴器420与所述风机输入轴100同步转动。具体的，所述电机输出轴200端头朝轴向外侧延伸一同步轴210，所述同步轴210的直径小于所述电机输出轴200直径，且所述同步轴210与所述电机输出轴200同心设置。

所述同步轴210外周设置一第一同步轮211，所述同步轴210的轴向外侧端同心设置一第二同步轮220，所述第二同步轮220的轴向外侧端同心设置一联动盘230，联动盘230、第二同步轮220、第一同步轮211、同步轴210和电机输出轴200同步转动，且所述联动盘230、第二同步轮220和第一同步轮211的直径依次减小。

所述风机输入轴100和所述电机输出轴200之间设置一驱动所述联轴器420和所述转子510轴向移动的第一伸缩机构，所述第一伸缩机构两侧分别设置一伸缩端，其中第一伸缩端上设置一第二伸缩机构600，所述第一伸缩端与所述连接端径向联动，带动整个转子同步轴向移动，所述第二伸缩机构600的伸缩端与所述联轴器420轴向连接，并控制所述联轴器420相对于所述转子510轴向移动。

具体的，所述联轴器420与所述风机输入轴100同步转动，所述联轴器420与所述联动盘230、第二同步轮220和第一同步轮211切换联动，从而使得风机输入轴100与所述输出轴200通过联轴器420转动连接，当电机驱动同步轴210转动时，即可带动风机输入轴100转动，驱动风机运行。而当第二伸缩机构600驱动联轴器420相对于所述转子510轴向移动时，由于所述联动盘230、第二同步轮220和第一同步轮211的直径不同，当联轴器420与不同直径的联动盘230、第二同步轮220或第一同步轮211联动时，电机最终的输出转速不同，即以不同的输出转速驱动风机运行，实现控制风机转速的目的，同时配合对电机自身的转速控制，以及对定转子之间交错距离的改变来连续改变电机的输出性能，最终优化对风机的控制效果和输出性能。也就是通过电机拖动连接方式的改变，结合对电机驱动电源的控制变化，以及定转子之间相对位置的改变，实现对电机输出参数的多途径控制。

上述技术方案中，所述联动盘230的外周凸出设置有若干第一凸条231，所述风机输入轴100端头周身上沿轴向凸出设置有若干第二凸条110，所述第二凸条110与所述第一凸条231的分布外径一致。

同时，所述联轴器420为中心轴向贯穿的空心结构，所述联轴器420的内径与所述风机输入轴100的直径一致，所述联轴器420轴向第一端的内侧壁上凸出设置一环形凸起460，所述环形凸起460内周上设置有内齿圈，用于啮合联动第二同步轮220或第一同步轮211。

所述环形凸起460轴向内侧的所述联轴器420内侧壁上沿周向开设一第一凹槽430，所述第一凹槽430与所述环形凸起460间隔一定距离；所述环形凸起460与所述第一凹槽430之间的所述联轴器420内侧壁上沿轴向开设有若干第一槽道442，所述第一凹槽430内沿周向开设一第二凹槽450，所述第二凹槽450的内径大于所述第一凹槽430的内径，所述第二凹槽450与所述第一凹槽430轴向第一端间隔距离不小于所述联动盘230和第一同步轮211之间的距离，为联动盘230的轴向移动提供足够的空间。

所述第一凹槽430至所述联轴器420轴向第二端的内侧壁上沿周向开设一第二槽道441，所述联轴器420通过所述第二槽道441伸缩套设在所述第二凸条110上，使得联轴器420与负载输入轴100同步转动，同时第二凸条110为联轴器420的轴向移动提供导向，所述第二槽道441的长度不小于所述联动盘230和第一同步轮211之间的距离，保证联轴器420可以与联动盘230、第二同步轮220或第一同步轮211切换联动。

上述技术方案中，所述风机输入轴100的端头中开设一容置空腔120，所述第一伸缩机构包括第一驱动机构300、螺杆320、螺母和直线导轨310，所述螺杆320与所述风机输入轴100和所述电机输出轴200处于同一轴心线上；所述第一驱动机构300安装在所述容置空腔120中，所述螺杆320凸出于所述第一驱动机构300轴向两侧并向外延伸，所述直线导轨310设置在所述螺杆320外周，所述电机输出轴200的轴中心开设一腔道240，腔道240从联动盘230上向外敞开，所述直线导轨310轴向第一端伸缩设置在所述腔道240中。

具体的，轴向两侧的所述螺杆320上分别设置一螺母，轴向第一端的第一螺母上设置一第一联动端头330，所述第一联动端头330直径介于所述腔道240内径与联轴器420内径之间，使得第一联动端头330可以轴向移动在联动盘230与风机输入轴100之间的联轴器420内。

所述第一联动端头330轴向第一端中开设一第一环形导轨331，所述第一环形导轨331朝轴向第一端敞开，第一环形导轨331的内侧端内径大于向外敞开端的内径；所述联动盘230轴向第二端侧壁上至少对称贯穿开设有两个贯穿孔232，所述第一环形导轨331中至少设置有一对端头螺栓340，所述端头螺栓340的端头限制转动在所述第一环形导轨331中，使得端头螺栓340的端头可以在第一环形导轨331中相对转动，且所述端头螺栓340的外侧端贯穿并固定在所述贯穿孔232中，从而使得第一联动端头330与联动盘230轴向固定，通过轴向移动第一联动端头330，即可带动联动盘230及整个转子510同步轴向移动，以改变定、转子的相对位置。且由于端头螺栓340的端头转动在所述第一环形导轨331中，使得第一联动端头330与联动盘230可以独立转动，不影响转子与风机输入轴的转动过程。

所述第一联动端头330径向外周对称设置有一对所述第二伸缩机构600，所述第二伸缩机构600的伸缩方向与所述第一伸缩机构的伸缩方向一致，且与所述电机输出轴200的轴向平行，所述第二伸缩机构600的伸缩端设置有第二联动端头610，所述第二联动端头610的直径大于所述联轴器420内径，且所述第二联动端头610卡设在所述第二凹槽450中，以控制所述联轴器420相对于所述转子510轴向移动。

当第二伸缩机构600驱动第二联动端头610移动时，即可带动联轴器420在风机输入轴100上同步轴向移动，改变联轴器420与转子510的相对轴向位置，切换联轴器420与联动盘230、第二同步轮220或第一同步轮211的联动方式，通过连接方式的调整来改变风机输入轴100的输入转速。

所述电机输出轴200上第二同步轮220和第一同步轮211间隔设置，所述第二同步轮220和第一同步轮211的轴向长度大于所述环形凸起460的轴向长度，且所述第二同步轮220和第一同步轮211之间的间隔距离不小于所述环形凸起460的轴向长度，避免环形凸起460上的内齿圈同时与第二同步轮220和第一同步轮211接触。

随着联轴器420相对于转子510轴向位置的移动，所述第一凸条231选择性卡设在所述第一槽道442中，使得联轴器420通过联动盘230与电机输出轴200联动。随着联轴器420朝电机输出轴200方向的相对轴向移动，环形凸起460上端的内齿圈依次与第二同步轮220和第一同步轮211接触联动，由此通过联轴器420的轴向相对移动来切换联轴器420与电机输出轴200的联动方式。

所述联轴器420转动设置在一轴流筒体400内，所述轴流筒体400通过一支撑座410安装在地面上，且轴流筒体400的径向位置固定，轴流筒体400可在支撑座410上轴向移动，所述联轴器420受所述第二伸缩机构600驱动在所述轴流筒体400内轴向移动；所述轴流筒体400轴向第二端敞开，所述风机输入轴100贯穿所述轴流筒体400轴向第二端中心，并伸入至所述联轴器420中与其同步径向转动。

轴向第二端的第二螺母350在径向上对称设置有一对第一连杆101，第一连杆101受第二螺母350的带动，沿直线导轨310直线移动，且与所述第一联动端头330同步轴向移动。

所述容置空腔120外周的所述风机输入轴100上对称贯穿开设有一对第三槽道103，所述第三槽道103的长度方向与所述电机输出轴200的轴向平行，所述第一连杆101径向贯穿所述第三槽道103，且所述第三槽道103的长度不小于所述转子510轴向长度的一半，为第一连杆101及整个转子510的轴向移动提供移动空间，使得定、转子至少可以相互轴向错开半个转子的距离。

所述第一连杆101的外侧端上设置一第二连杆102，所述第二连杆102的长度方向与所述电机输出轴200的轴向平行，所述第二连杆102的端头设置有一限位块104；对应的，所述轴流筒体400轴向第二端中开设一第二环形导轨，第二环形导轨与第二连杆102的结构和连接方式与第一环形导轨和端头螺栓的结构和连接方式一致，使得所述限位块104被限制转动在所述第二环形导轨中，从而使得第一伸缩机构的第二伸缩端与轴流筒体400同步轴向移动，且第一伸缩机构的第二伸缩端与轴流筒体400独立转动，当通过第一伸缩机构的第一伸缩端控制转子的轴向位置时，可以通过第一伸缩机构的第二伸缩端同步移动轴流筒体400，使得在调整转子轴向位置时，轴流筒体400与转子同步轴向移动，使得轴流筒体400与转子510的相对位置始终保持不变。

所述轴流筒体400轴向第一端用一端盖470封闭，所述端盖470中心贯穿开设一通孔471，所述同步轴210贯穿所述通孔471并伸入至所述轴流筒体400内。所述端盖470轴向内侧壁上至少对称设置一对直角折弯的支架480，所述支架480分布在所述同步轴210的径向外侧端，所述支架480包括第一转轴和第二转轴，所述第一转轴和第二转轴的方向与所述电机输出轴200的轴向平行，所述第一转轴连接在所述端盖470轴向内侧壁上，所述第二转轴通过一直角折弯件连接在所述第一转轴的径向外侧端；所述第一转轴位于所述第一同步轮211径向外周，所述第二转轴位于所述第二同步轮220径向外周，且所述第二转轴的长度小于所述第二同步轮220的轴向长度。

上述技术方案中，所述第一转轴上转动安装一第一齿轮482，所述第一齿轮482与所述第一同步轮211啮合，所述第二转轴上转动安装一第二齿轮481，所述第二齿轮481与所述第二同步轮220啮合，所述第一齿轮482与第二齿轮481间隔设置，且两者间隔距离不小于所述环形凸起460的轴向长度，避免内齿圈同时与所述第一齿轮482与第二齿轮481接触，所述第一齿轮482与第二齿轮481的分布外径一致，且与内齿圈内径一致，便于内齿圈与第一齿轮482、第二齿轮481联动，当联轴器420轴向移动时，内齿圈即可与第一齿轮482、第二齿轮481切换联动。

且所述第一齿轮482与第二齿轮481的轴向长度分别大于所述环形凸起460的轴向长度，为内齿圈提供足够的啮合距离，所述第二齿轮481与所述联动盘230间隔设置，且两者间隔距离不小于所述环形凸起460的轴向长度，当环形凸起460移动至第二齿轮481与所述联动盘230之间时，可以使得联轴器与电机输出轴独立转动。所述内齿圈随所述联轴器420同步轴210向移动，以分别与所述第一齿轮482或第二齿轮481选择性啮合。

如图9所示，转子与第一联动端头330轴向连接，使得第一伸缩机构与转子510轴向连接，通过轴向移动第一联动端头330，即可带动联动盘230及整个转子510同步轴向移动，以改变定、转子的相对位置。且由于端头螺栓340的端头转动在所述第一环形导轨331中，使得第一联动端头330与联动盘230可以独立转动，不影响转子与风机输入轴的转动过程。随着定转子相对位置的改变，进而改变转子的受力，转子510受力的改变，即可改变转子510的输出转速。

在转子轴向位置移动的过程中，第一伸缩机构的第二伸缩端与轴流筒体400轴向第二端同步轴向移动，从而使得轴流筒体400与转子同步轴向移动，使得轴流筒体400与转子510的相对位置始终保持不变。

且所述第二联动端头610外周设置在所述第二凹槽450中，从而使得第二联动端头610与联轴器420同步轴向移动，第二伸缩机构与第一联动端头330同步轴向移动，使得在转子与联轴器420同步轴向移动。也就是说，在改变定转子相对位置过程中，转子、联轴器420与轴流筒体400三者的相对位置保持不变，避免影响联轴器420与转子的联动方式。

在转子轴向移动时，或转子位置固定时，当第二伸缩机构600驱动第二联动端头610移动时，即可带动联轴器420在风机输入轴100上同步轴向移动，改变联轴器420与转子510的相对轴向位置，切换联轴器420与联动盘230、第二同步轮220或第一同步轮211的联动方式，通过连接方式的调整来改变风机输入轴100的输入转速，即以不同的输出转动驱动负载运行，实现控制负载转速的目的，同时配合对电机自身的转速控制，以及结合定转子的相对位置变化，共同优化对电机控制策略和输出性能。

由上所述，本发明通过对定转子之间交错距离的改变来连续改变电机的输出性能，优化对风机的控制效果；同时，本发明的电机可以通过改变输出轴与风机输入轴的连接方式来对电机的输出参数进行控制，在不改变电机控制电源的前提下，也可以对电机的拖动参数进行控制，扩展了电机的拖动控制方式，进一步有效对风机的控制效果；进一步的，通过定转子交错距离的改变，结合电机拖动连接方式的改变，同时结合对电机驱动电源的控制变化，实现对电机输出参数的多途径控制，优化对风机控制策略和输出性能。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。