专利名称：三相同期共轴式电磁调速电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及三相同期共轴式电磁调速电机，属于电机领域。
背景技术：
交流电机的调速，目前工矿企业普遍采用变频调速器和滑差电机两种方法来实现。一方面，变频调速器的电子元件繁多，结构复杂、设备昂贵、PN纬运行可靠性低、产生局域电网公害、并且调速运行时功率因素低等缺点；另一方面，传统的滑差电机的两个独立的轴、两个独立的机组、两个独立的转子构成的，具有结构相对复杂缺点。
发明内容本实用新型目的是为了解决现有交流电机的调速电机结构复杂的问题，提供了一种三相同期共轴式电磁调速电机。本实用新型所述三相同期共轴式电磁调速电机，它包括主轴和电机外壳，电机外壳包括前端盖、后端盖和电机侧圆筒外壳，前端盖和主轴之间通过电机前轴承转动连接，后端盖和主轴之间通过电机后轴承转动连接，在电机外壳内部的主轴上沿轴向并排设置调速电机和同期电机，调速电机包括调速转子和调速定子，调速转子在调速定子的外部，调速转子和调速定子之间有气隙；调速转子包括调速转子铁芯和爪极铁芯，调速转子铁芯和爪极铁芯为一体化结构，并通过固定件固定在主轴上；调速定子包括调速定子电磁铁芯和调速定子励磁绕组，调速定子励磁绕组设置在调速定子电磁铁芯的定子槽内，所述定子槽设置在调速定子电磁铁芯的面向调速转子的外圆表面，调速定子电磁铁芯通过固定螺丝固定在前端盖上；同期电机包括同期转子和同期定子，同期定子设置在同期转子的外部，同期转子和同期定子之间有气隙；同期定子包括三相交流定子铁芯和三相交流定子绕组，三相交流定子铁芯设置在电机侧圆筒外壳的内侧壁上，三相交流定子铁芯内设置三相交流定子绕组；同期转子包括同期转子铁芯、鼠笼绕组、同期转子永磁体和同期转子托架，同期转子托架通过托架前轴承和托架后轴承与主轴转动连接，在同期转子托架外表面上设置有同期转子永磁体，同期转子永磁体的外圆表面设置有同期转子铁芯，同期转子铁芯内设置有鼠笼绕组，同期转子托架连接同期电枢转子外套，同期电枢转子外套设置在调速转子和电机侧圆筒外壳之间，同期电枢转子外套和调速转子存在气隙。本实用新型的优点:1、本实用新型克服了变频调速器的运行可靠性低、产生局域电网公害、运行功率因素低、设备昂贵等缺点；2、克服了传统的滑差电机的两个独立的轴、两个独立的机组、两个独立的转子构成的复杂结构缺点，因此本机具有节省材料、造价低、运行可靠性更高的优点；3、本实用新型电机还具有同步电机的功率因数高、抗电网电压波动能力强优点；4、由于原动机同步运行、转速恒定，所以导致电磁调速系统的转速更容易控制、调速的精度要比传统的电磁调速电机会更高。
图1是本实用新型所述三相同期共轴式电磁调速电机的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式
一:下面结合图1说明本实施方式，本实施方式所述三相同期共轴式电磁调速电机，它包括主轴I和电机外壳，电机外壳包括前端盖5、后端盖2和电机侧圆筒外壳21，前端盖5和主轴I之间通过电机前轴承3转动连接，后端盖2和主轴I之间通过电机后轴承17转动连接，在电机外壳内部的主轴I上沿轴向并排设置调速电机和同期电机，调速电机包括调速转子和调速定子，调速转子在调速定子的外部，调速转子和调速定子之间有气隙；调速转子包括调速转子铁芯7和爪极铁芯20，调速转子铁芯7和爪极铁芯20为一体化结构，并通过固定件25固定在主轴I上；调速定子包括调速定子电磁铁芯6和调速定子励磁绕组19，调速定子励磁绕组19设置在调速定子电磁铁芯6的定子槽内，所述定子槽设置在调速定子电磁铁芯6的面向调速转子的外圆表面，调速定子电磁铁芯6通过固定螺丝4固定在前端盖5上；同期电机包括同期转子和同期定子，同期定子设置在同期转子的外部，同期转子和同期定子之间有气隙；同期定子包括三相交流定子铁芯12和三相交流定子绕组14，三相交流定子铁芯12设置在电机侧圆筒外壳21的内侧壁上，三相交流定子铁芯12内设置三相交流定子绕组14;同期转子包括同期转子铁芯13、鼠笼绕组15、同期转子永磁体24和同期转子托架10，同期转子托架10通过托架前轴承11和托架后轴承16与主轴I转动连接，在同期转子托架10外表面上设置有同期转子永磁体24，同期转子永磁体24的外圆表面设置有同期转子铁芯13，同期转子铁芯13内设置有鼠笼绕组15，同期转子托架10连接同期电枢转子外套8，同期电枢转子外套8设置在调速转子和电机侧圆筒外壳21之间，同期电枢转子外套8和调速转子存在气隙。同期转子铁芯13由硅钢片或电工软铁制成。同期转子托架10采用白钢或铝合金制成。同期电枢转子外套8由整块铸钢制成。本实施方式所述三相同期共轴式电磁调速电机是将转速固定的三相交流同步电机(同期电机)与转速可调的电磁调速电机(调速电机)耦合在同一根主轴I上，同期电机既可以制造成永磁的，也可以根据需要加工成无刷励磁的。同一主轴I上的两个电机转速不同。[0030]工作原理:当电机接通三相交流电源后，在三相交流定子绕组14中产生旋转磁场，在旋转磁场的作用下，在鼠笼绕组15中产生转矩，这时同期转子开始旋转，由于存在同期转子永磁体24(也可以根据需要改成无刷电磁绕组励磁的)，所以当转速从零达到亚同步时，即可瞬间牵入同步，实现启动全过程。然后，将调速定子励磁绕组19接通直流电，这时，同期电枢转子外套8与爪极铁芯20之间产生气隙转矩使之跟随旋转，并通过改变直流励磁电压的办法来实现电磁无级调速运行。应用:I应用于能够通过电机调速达到节电目的的拖动透平风机、泵类、需软启动离心机等负荷场所；2应用于需要提高系统功率因素的或需要就近补偿功率因素的场所。本实施方式电机对于拖动容量较小的设备来说，考虑到运行时功率因素无需改变，恒速单元的同期电机采用永磁的较妥善，既能简化电路，也节省励磁机所占用的空间，四个轴承均采用滚动轴承，无需复杂油路注油，坏了及时更换即可。本实施方式电机中，由于同期电机与调速电机在结构上不是硬性连接，而是属于软传动，因此，即便拖动象离心机这类的转动惯量较大的机械设备，也不必安装电机软启动或各种降压启动装置。同期电机牵入同步后，标志着电机启动过程结束，这时可对调速定子励磁绕组19给定不同的直流电压，实现对运行的电机进行调速。本实施方式电机对于拖动容量较大(例如:兆瓦级的)设备来说，同期电机采用无刷励磁的更为妥善，这样，励磁机定子回路通过适当的印刷电路板监控，可根据负荷情况，自动调节电力系统的功率因素COSO，从而实现同步电机的最佳运行，达到节电目的。此时，为进一步降低启动电流，可不需要安装鼠笼绕组15。对于四个轴承来·说，电机前后两个轴承安装成滑动轴承为宜，即:轴瓦配合；恒速单元仍采用滚动轴承(有的需轴承厂家特制定做)。并不增加检修难度。本实施方式所述三相同期共轴式电磁调速电机可取代电子元件繁多复杂变频调速器；同时对传统的滑差电机进行了结构改进:先把滑差电机的两套系统化简成结构简单的一套系统，又把传统的滑差电机的消耗无功功率、转速不稳、抗电网电压波动能力弱的异步机单元，改成可发出无功功率、恒速运行、抗电网电压波动能力强的同步机单元。通过改进，本实用新型的优点远高于传统的滑差电机。1.本实施方式电机与滑差电机相比，结构简单。①结构简单的理由:滑差电机:由两个独立的轴、两个独立的机座、两个独立的转子构成，是异步电动机与电磁离合器两个设备的组合，相当于二合一结构。本机:是由单根轴、单机座(本机定子相当于异步电机定子)、两稱合转子构成的。②由结构简单(较滑差电机)带来的优点:Δ检维修比滑差电机更容易；Δ节省材料、造价低；Δ运行可靠性更高。2.本实施方式电机具有同步电机的一些优点:①原因:本机在结构上，其转子是由永磁和电磁离合器两部分耦合而成的。此机构决定了它具有同步电机和滑差电机双重优点。Δ功率因数COSO比滑差电机或异步电机高，节电性能好；ΔΜ-U,(普通异步机为Moc U2)转矩抗电网电压波动能力强，g卩:电网电压波动对本电机运行功率影响不大。Δ运行转速恒定: 为同步转速，不随负荷转矩M、电网电压U等波动而改变，导致调速更好控制、调速精度更高。3.综上所述:其优点是检维修容易、造价低、运行可靠性高；节电性能方面:功率因数高；调速:精度高；电网电压波动对其运行功率影响不大。
具体实施方式
二:本实施方式对实施方式一作进一步说明，它还包括电机地脚机座22，电机地脚机座22设置在电机侧圆筒外壳21的外侧壁上。
具体实施方式
三:本实施方式对实施方式一或二作进一步说明，调速定子还包括绕组绝缘护套18，绕组绝缘护套18设置在调速定子励磁绕组19的外部。具体实施万式四:本实施方式对实施方式一、二或三作进一步说明，它还包括检修人孔9，检修人孔9设置在电机侧圆筒外壳21上。
具体实施方式
五:本实施方式对实施方式一、二、三或四作进一步说明，它还包括限位卡簧沟道23。限位卡簧 沟道23设置在主轴I上。与托架后轴承16的位置对齐。
权利要求1.三相同期共轴式电磁调速电机，其特征在于，它包括主轴(I)和电机外壳，电机外壳包括前端盖(5)、后端盖⑵和电机侧圆筒外壳(21)，前端盖(5)和主轴⑴之间通过电机前轴承⑶转动连接，后端盖⑵和主轴⑴之间通过电机后轴承(17)转动连接， 在电机外壳内部的主轴(I)上沿轴向并排设置调速电机和同期电机， 调速电机包括调速转子和调速定子，调速转子在调速定子的外部，调速转子和调速定子之间有气隙； 调速转子包括调速转子铁芯(7)和爪极铁芯(20)，调速转子铁芯(7)和爪极铁芯(20)为一体化结构，并通过固定件(25)固定在主轴(I)上；调速定子包括调速定子电磁铁芯(6)和调速定子励磁绕组(19)，调速定子励磁绕组(19)设置在调速定子电磁铁芯(6)的定子槽内，所述定子槽设置在调速定子电磁铁芯￠)的面向调速转子的外圆表面，调速定子电磁铁芯(6)通过固定螺丝(4)固定在前端盖(5)上； 同期电机包括同期转子和同期定子，同期定子设置在同期转子的外部，同期转子和同期定子之间有气隙； 同期定子包括三相交流定子铁芯(12)和三相交流定子绕组(14)，三相交流定子铁芯(12)设置在电机侧圆筒外壳(21)的内侧壁上，三相交流定子铁芯(12)内设置三相交流定子绕组(14); 同期转子包括同期转子铁芯(13)、鼠笼绕组(15)、同期转子永磁体(24)和同期转子托架(10)，同期转子托架(10)通过托架前轴承(11)和托架后轴承(16)与主轴(I)转动连接，在 同期转子托架(10)外表面上设置有同期转子永磁体(24)，同期转子永磁体(24)的外圆表面设置有同期转子铁芯(13)，同期转子铁芯(13)内设置有鼠笼绕组(15)， 同期转子托架(10)连接同期电枢转子外套(8)，同期电枢转子外套(8)设置在调速转子和电机侧圆筒外壳(21)之间，同期电枢转子外套(8)和调速转子存在气隙。
2.根据权利要求1所述三相同期共轴式电磁调速电机，其特征在于，它还包括电机地脚机座(22),电机地脚机座(22)设置在电机侧圆筒外壳(21)的外侧壁上。
3.根据权利要求1所述三相同期共轴式电磁调速电机，其特征在于，调速定子还包括绕组绝缘护套(18)，绕组绝缘护套(18)设置在调速定子励磁绕组(19)的外部。
4.根据权利要求1所述三相同期共轴式电磁调速电机，其特征在于，它还包括检修人孔(9)，检修人孔(9)设置在电机侧圆筒外壳(21)上。
5.根据权利要求1所述三相同期共轴式电磁调速电机，其特征在于，它还包括限位卡簧沟道(23)，限位卡簧沟道(23)设置在主轴(I)上，与托架后轴承(16)的位置对齐。
6.根据权利要求1所述三相同期共轴式电磁调速电机，其特征在于，同期转子铁芯(13)由硅钢片或电工软铁制成。
7.根据权利要求1所述三相同期共轴式电磁调速电机，其特征在于，同期转子托架(10)采用白钢或铝合金制成。
8.根据权利要求1所述三相同期共轴式电磁调速电机，其特征在于，同期电枢转子外套⑶由整块铸钢制成。
专利摘要三相同期共轴式电磁调速电机，属于电机领域，本实用新型为解决现有交流电机的调速电机结构复杂的问题。本实用新型包括主轴和电机外壳，电机外壳包括前端盖、后端盖和电机侧圆筒外壳，在电机外壳内部的主轴上沿轴向并排设置调速电机和同期电机，调速电机包括调速转子和调速定子，调速转子在调速定子的外部，调速转子和调速定子之间有气隙;同期电机包括同期转子和同期定子，同期定子设置在同期转子的外部，同期转子和同期定子之间有气隙；同期转子托架连接同期电枢转子外套，同期电枢转子外套设置在调速转子和电机侧圆筒外壳之间，同期电枢转子外套和调速转子存在气隙。
文档编号H02K7/20GK203166691SQ20132018793
公开日2013年8月28日 申请日期2013年4月15日 优先权日2013年4月15日
发明者张健瑜, 张城 申请人:张健瑜, 张城