专利名称：差动交流调速电动机装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到调速电动机装置技术领域，特别涉及到一种差动交流调速电动机装置。
众所周知，y系列交流异步电动机，以其结构简单、成本低、适用性强等特点，得到广泛的应用。但其转速不能调整，实现变速控制困难，又使该系列电动机在需要变速的工况时，必须采取相应的转速调控手段，如滑差调速、变频调速等。这样使电动机的制造成本增加，并降低了电动机性能参数等。为解决上述技术问题，对于开发研制出一种差动交流调速电动机装置，是十分必要的。
本实用新型的目的提供一种差动交流调速电动机装置，它是在交流异步电动机内加装齿轮差动轮系、电磁涡流制动器等装置。在不改变交流异步电动机电气参数的情况下，实现电动机内部转速差动调控，达到调节输出转速的目的。具有调速范围宽、带载起动能力强、结构紧凑、便于安装、性能稳定、广泛用于工衣业及其它领域中、适用性强、成本较低和易于实施等特点。
为了实现上述目的，本差动交流调速电动机装置的发明方案是在说明书附图中，图1给出差动交流调速电动机装置的结构示意图。它主要由测速发电机(1)、输电滑环(2)、机壳(3)、内转子(4)、外转子(5)、中心轮(6)、行星轮(7)、内齿圈(8)、行星架(9)、励磁铁芯(10)、激磁绕组(11)及电枢(12)等部分所构成。图2给出本差动交流调速电动机装置的组合体示意图，主要由双转子电动机(13)、差动轮系(14)及涡流制动器(15)三组部件组合成。双转子交流异步电动机(13)为本装置的动力源，齿轮差动轮系(14)为本装置的转速差动器；电磁涡流制动器(15)为本装置的转速调控器。其三者是按照设计要求组合，分别提供动力、速度转换及速度调整等动能。双转子交流异步电动机(13)包括内转子(4)和外转子(5)，内转子(4)可转动地安装置在机壳(3)的中心部位，外转子(5)位于内转子(4)的外侧。差动轮系(14)为一组自由度为2的行星轮系，轮系(14)的中心轮(6)与内转子(4)的轴刚性连接，轮系(14)内齿圈(8)与外转子(5)刚性连接，轮系(14)的行星架(9)的轴与涡流制动器(15)的电枢(12)轴刚性连接。通过差动轮系(14)的齿轮啮合，将内转子(4)、外转子(5)及电枢(12)在机械上连接起来，涡流制动器(15)由电枢(12)、励磁铁芯(10)及激磁绕组(11)三部分所构成。其工作原理当双转子电动机(13)的绕组通电时，在旋转磁场的作用下，内外转子(4)、(5)之间产生转矩。此时，如果将外转子(5)卡住不动，内转子(4)开始转动，并很快达到额定转速。如果将外转子(5)放开，在反转矩的作用下，外转子(5)就会朝内转子(4)转动相反的方向旋转。并根据所受阻尼转矩的不同，内外转子(4)、(5)很快就稳定在各自的转速上，二者转速绝对值之和保持恒定，即异步电动机的额定转速。因此，利用异步电动机的稳定工作条件特点，可以人为地改变内外转子(4)、(5)转速的分配关系，从而达到调整控制内转子(4)(输出轴)转速的目的。利用差动轮(14)传递转矩的作用，将外转子(5)的转矩通过内齿圈(8)及行星轮(7)，一部分传递给行星架(9)，拖动涡流制动器(15)的电枢(12)转动，做为调速控制转矩，另一部分传递给中心轮(6)，该转矩叠加在内转子(4)的电磁转矩上，共同向负载输出转矩。当电动机工作时，双转子电动机(13)通过差动轮系(14)的齿轮啮合拖动行星架(9)旋转、而涡流制动器(15)的电枢(12)与行星架(9)是同轴线刚性连接，至使电枢(12)与行星架(9)同步旋转。当在涡流制动器(15)的激磁绕组(11)中通入直流电，在励磁铁芯(10)与电枢(12)之间产生涡流制动转矩，该转矩对行星架(9)的转动构成阻尼转矩。通过改变激磁绕组(11)中直流电的大小，改变阻尼转矩的大小，实现对行星架(9)转速快慢的调整，从而达到对输出转速的调整。有关图1及图2的具体结构特征和实施方案，在说明书
中加以说明。
本实用新型的优点一.结构紧凑、体积小本装置主要有三组组合体，一组双转子交流异步电动机(13)做为动力源；一组自由度为2的差动轮系(14)做为电动机转速及转矩的传递转换机构；一组由直流电控制的电磁涡流制动器(15)做为电动机调速执行部件。三组部件分别通过刚性连接或齿轮啮合连接，安装在同一机壳(3)内。本装置外设一调速控制器，用电缆与调速电机连接。
二.调速范围宽本装置可在拖动额定负载工况下，实现输出转速，从零至额定转速平滑无级调速，并且能在任一转速下长时间带载运行，并可有效地实现转速调整。
以下结合说明书附图，对本实用新型的结构特征和实施方案加以说明。
图1给出本差动交流调速电动机装置的结构示意图。
图2给出本差动交流调速电动机装置的组合体示意图。
以下按照图1及图2给出实施例一、双转子交流异步电动机(13)是由内转子(4)和外转子(5)构成，内转子(4)的两端轴向伸出，一端伸出机壳(3)，做为电动机的输出轴，连接外部机械负载。另一端与差动轮系(14)的中心轮(6)刚性连接。内转子(4)可转动地安装在机壳(3)的中心部位，外转子(5)位于内转子(4)的外侧，围绕着内转子(4)，并与内转子(4)同一轴线，可转动地安装在机壳(3)中。二、差动轮系(14)为一组自由度为2的行星轮系，安装在内外转子(4)、(5)的后侧，轮系(14)的中心轮(6)与内转子(4)及内齿圈(8)与外转子(5)为刚性连接，并分别靠内外转子(4)、(5)支承定位。轮系(14)的行星架(9)的轴与涡流制动器(15)的电枢(12)轴刚性连接，并可转动地安装在机壳(3)内。这样通过差动轮系(14)的齿轮啮合，将内转子(4)、外转子(5)及涡流制动器(15)的电枢(12)在机械上连接起来。三者均须按轮系(14)齿轮传动的啮合关系，围绕自身轴线转动。而且三者间转向的确定、转速的分配及转矩的传递，也均由差动轮系(14)的齿轮啮合传动实现。三、涡流制动器(15)是做为调速控制的执行部件，装在差动轮系(14)的外侧。主要由电枢(12)、励磁铁芯(10)及激磁绕组(11)三部分组成。电枢(12)与差动轮系的行星架(9)的轴刚性连接，并同步转动。励磁铁芯(10)与机壳(3)的后端盖制成连体件，在选材和其截面积上要保证磁通回路的要求，起到励磁铁芯(10)的作用。同时利用励磁铁芯(10)的截面积大、强度高的特点，用以支承内转子(4)轴、外转子(5)轴、齿轮轴等做为本装置的主要承力件，以增强电机的稳定性，同时也起到了减小电动机的轴间尺寸，使结构更为紧凑合理的作用。
总之本装置在整体设计上采取分段布局、整体组装的方式。即按上述把双转子电动机(13)、差动轮系(14)及涡流制动器(15)依次有机地组合在一起，以构成一个彼此相关的整体，安装在同一机壳(3)内，形成完整的、独立的本装置。
按照上述制作即构成本实用新型——差动交流调速电动机装置。
权利要求1.一种差动交流调速电动机装置，主要由测速发电机(1)、输电滑环(2)、机壳(3)、内转子(4)、外转子(5)、中心轮(6)、行星轮(7)、内齿圈(8)、行星架(9)、励磁铁芯(10)、激磁绕组(11)及电枢(12)部分所构成，其特征在于外转子(5)位于内转子(4)的外侧，围绕着内转子(4)，并与内转子(4)同一轴线，它们可转动地安装在机壳(3)的中，差动系轮(14)安装在内转子(4)及外转子(5)的后侧，通过差动轮系(14)的齿轮啮合，将内转子(4)、外转子(5)及电枢(12)在机械上连接起来。
2.根据权利要求1所述的电动机装置，其特征在于内转子(4)与中心轮(6)、外转子(5)与内齿圈(8)及电枢(12)与行星架(9)均为同轴线刚性连接。
3.根据权利要求1所述的电动机装置，其特征在于双转子交流异步电动机(13)、差动轮系(14)及涡流制动器(15)三组部件依次机械连接，组装在同一机壳(3)内。
4.根据权利要求1所述的电动机装置，其特征在于将涡流制动器(15)的励磁铁芯(10)与机壳(3)后端盖制成连体件。
专利摘要本实用新型涉及一种差动交流调速电动机装置。它的双转子电动机、差动轮系及涡流制动器三组部件依次机械连接,组装在同一机壳内。内转子与中心轮、外转子与内齿圈及电枢与行星架均为同轴线刚性连接。具有结构紧凑、设计布局合理、体积小、便于安装、调整范围宽、性能稳定、安全可靠、广泛用于工农业及其它领域中、适用性强、成本较低和易于实施等特点。
文档编号H02K7/104GK2276683SQ9624413
公开日1998年3月18日 申请日期1996年11月18日 优先权日1996年11月18日
发明者康彦生 申请人:康彦生