一种永磁变磁通量调速电机的制作方法

文档序号:11554280阅读:1118来源:国知局

本实用新型属于电动机领域,尤其是涉及一种永磁变磁通量调速电机。



背景技术:

在现有的技术中,近年来出现的永磁调速技术是一项可以替代变频器的新技术,是专门针对风机、泵类等离心负载调速节能的实用技术。它具有高效节能、高可靠性、可空载起动、无刚性连接传递扭矩、因而运行平稳,可在恶劣环境下应用、极大地减少系统振动、减少系统维护和延长系统使用寿命等特点,尤其是不产生高次谐波且在低速下不造成电机发热的优良调速特性更使其成为风机、泵类负载进行节能技术改造的优选调速设备。

交流电动机因其具有诸多性能而被广泛应用,但是在不少需要调速运行的场合它又受到使用限制,传统永磁调速驱动器与其原动机——三相交流异步电动机是相互独立的两个部分,它们通过机轴连接在一起,所以包括三相交流异步电动和永磁调速驱动器的传统永磁调速驱动系统具有结构复杂、体积大、材料用量多、制造成本高、轴向长度长、占地面积大、机械损耗大等技术不足。



技术实现要素:

本实用新型要解决的问题是提供一种永磁变磁通量调速电机,尤其适合现行交流电动机在工频电压下不能直接调速的情况,为克服此种情况,本实用新型提供一种永磁变磁通量调速电机,电机自身能够调速,且结构简单,能耗少。

为解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案是:一种永磁变磁通量调速电机,包括定子、转子、外壳、主轴、前端盖和后端盖,定子固定安装在壳内,转子安装在主轴上,主轴通过轴承固定安装在前端盖和后端盖上,定子的线槽内绕有定子绕组,还包括导磁轭和导磁轭轴向调节装置,导磁轭和转子同轴设置,导磁轭设于转子的外侧,导磁轭安装在导磁轭轴向调节装置上。

其中,导磁轭的材料为软磁材料。导磁轭轴向调节装置包括丝杠套、锥形齿轮组和内啮合齿轮,丝杠套穿过主轴并与主轴同轴设置,丝杠套与主轴无接触,丝杠套固定安装在前端盖上,导磁轭活动设于丝杠套上,锥形齿轮组中水平锥形齿轮安装在前端盖上,垂直锥形齿轮安装在外壳上,水平锥形齿轮和垂直锥形齿轮啮合,内啮合齿轮中內齿轮与水平锥形齿轮同轴设置,外齿轮安装在导磁轭远离所述的转子的端面上。导磁轭靠近转子的一端设有与导磁轭同轴的环形槽。导磁轭为圆盘型。

本实用新型具有的优点和积极效果是:由于采用上述技术方案,电机调速更加方便,该电机不仅具有交流电机的优异性能,同时可以在工频电压下自身调速,与交流电动机需二次调速的情况相比,具有结构简单,维修方便,加工成本低等优点,不但节省了设备投资和运行费用,而且节约电能,降低了对环境的要求;通过导磁轭改变定子和转子之间的磁通量的变化进而进行电机的调速,在轻载或空载时可以减少电机的电流,提高功率因数,提高工作效率;导磁轭结构简单,在电机内占用的空间小,不会增加电机的体积。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中:

1、后轴承压盖 2、后轴承 3、后端盖

4、定子绕组 5、外壳 6、定子

7、转子 8、导磁轭 9、垂直锥形齿轮

10、水平锥形齿轮 11、丝杠套 12、前轴承

13、主轴 14、前轴承压盖 15、前端盖

16、内齿轮 17、外齿轮

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的说明。

如图1所示,本实用新型提供一种永磁变磁通量调速电机,包括定子6、转子7、外壳5、主轴13、前端盖15和后端盖3,定子6固定安装在壳内5,转子7安装在主轴13上,主轴13通过前轴承12和后轴承2固定安装在前端盖15和后端盖3上,前端盖15和后端盖3分别安装在外壳5的两端,前轴承12的外面装有前轴承压盖14,后轴承2的外面装有后轴承压盖1,定子7的线槽内绕有定子绕组4,还包括导磁轭8和导磁轭轴向调节装置,导磁轭8和转子7同轴设置,导磁轭8设于转子7的外侧,导磁轭8安装在导磁轭轴向调节装置上。导磁轭8通过导磁轭轴向调节装置能够实现导磁轭8沿着主轴13前后移动。导磁轭轴向调节装置包括丝杠套11、锥形齿轮组和内啮合齿轮,锥形齿轮组包括垂直锥形齿轮9和水平锥形齿轮10,丝杠套11穿过主轴13并与主轴13同轴设置,丝杠套11与主轴13无接触,丝杠套11固定安装在前端盖15上,导磁轭8活动设于丝杠套11上,导磁轭8和丝杠套11组成一组丝杠副,锥形齿轮组中水平锥形齿轮10与内啮合齿轮中的内齿轮16同轴设置,外齿轮17安装在导磁轭8远离转子7的端面上,外齿轮17和导磁轭8同轴设置,垂直锥形齿轮9安装在外壳5上,水平锥形齿轮10与垂直锥形齿轮9互相啮合。通过转动垂直锥形齿轮9的位于外壳5外的旋转把手11,使垂直锥形齿轮9转动,通过锥形齿轮的啮合和特性,使得水平锥形齿轮10转动,水平锥形齿轮10转动带动内齿轮16转动,内齿轮16与外齿轮17啮合,外齿轮17带动导磁轭8转动,导磁轭8通过与丝杠套11的螺纹传动实现前后移动。

导磁轭8还可以通过其他方式进行轴向的前后运动,可以采用外置齿轮齿条等方式控制导磁轭8沿主轴进行前后移动。也可以是应用电杆装置进行调速,调速的软件组态取工艺要求电信号给电杆装置,由电杆推动导磁轭移动达到调速的目的。

导磁轭8是指本身不产生磁场、在磁路中只是起到磁力线传输的软磁材料,在本实施例中,导磁轭8的形状为圆盘型,其直径接近于转子7的外径,根据磁阻最小的原理,磁力线总是趋近于磁阻最小的路径优先通过,因此,通过设置导磁轭8,建立一条磁阻比定子6和转子7之间的磁路的磁阻更小的、新的磁通路径,即磁通从转子7的N极出发,经过转子7、导磁轭8又回到转子7的S极,经过该磁通路径的磁通不参与转矩的传递,属于无效磁通;而通过定子6和转子7之间的磁通,参与转矩的传递,为有效磁通,通过调整由导磁轭8新建的磁通路径的开通与关断,可调节通过转子7和定子6之间的有效磁通的大小,最终实现转矩和转速的调节。

导磁轭8靠近转子7的一端设有与导磁轭8同轴的环形槽,以避免在导磁轭8的该断面上产生涡电流。优选的,该导磁轭8的材料是软磁材料,除了软磁材料还可以是硅钢片卷绕而成。

当导磁轭8向转子7方向移动时,导磁轭8与转子7之间的距离可达到最小,最小距离根据电机的实际功率决定,当导磁轭8向远离转子7的方向移动时,导磁轭8和转子7之间的距离可达到最大,最大距离根据电机的实际功率决定。导磁轭8运动至最大距离时,导磁轭8与转子7之间的气隙较大,磁路的磁阻最大,因此通过该磁路的磁通很少,磁通绝大部分提供给定子6和转子7之间的磁场,进行转矩的传递,此时转矩最大;当导磁轭8慢慢向转子7运动时,导磁轭8与转子7之间的气隙慢慢变小,此时新建立的磁路的磁阻逐渐变小,通过该磁路的磁通逐渐增多,与此同时,提供给定子6和转子7之间的磁通慢慢减少,所传递的转矩和转速也随之减少;当导磁轭8运动至最小距离时,导磁轭8与转子7之间的气隙达到最小,此时新建立的磁路的磁阻最小,几乎全部磁通都通过该磁路,提供给定子6和转子7之间的磁通几乎为零,此时不再进行转矩的传递,此时转速为零。

本实用新型采用导磁轭8对工作磁场进行调节,即给出另外一条磁阻更小的磁路,且该磁通路径能够很方便的实现开通和关断,进而实现对工作磁场强度的调节。避免了交流电机全速运行后再进行二次调速的情况,避免了复杂的调速机构,使得整个电机结构更加紧凑,能够实现可重复的、可调整的、可控制的输出转矩和转速,实现调速节能的目的。

本实用新型具有的优点和积极效果是:由于采用上述技术方案,电机调速更加方便,该电机不仅具有交流电机的优异性能,同时可以在工频电压下自身调速,与交流电动机需二次调速的情况相比,具有结构简单,维修方便,加工成本低等优点,不但节省了设备投资和运行费用,而且节约电能,降低了对环境的要求;通过导磁轭改变定子和转子之间的磁通量的变化进而进行电机的调速,在轻载或空载时可以减少电机的电流,提高功率因数,提高工作效率;导磁轭结构简单,在电机内占用的空间小,不会增加电机的体积。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例,不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

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