专利名称：以双转子交流电动装置为动力的机械设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种以双转子交流电动装置为动力的机械设备。
该机械设备包括一个双转子交流电动装置，流体输送装置及传动元件。所述流体包括气体和液体。所述流体输送装置包括泵、压缩机、鼓风机等机器，及其中诸如叶轮、螺杆、偏心转子等对流体作功的元件。所述双转子交流电动装置具有在第5708314号美国发明专利中所披露的多转子交流电动装置的电磁部分，包括一个定子，一个主转子及一个副转子；所述定子、主转子及副转子分别具有各自的导磁铁芯；所述副转子的铁芯没有围绕定子铁芯的至少一部分或被定子铁芯围绕其至少一部分；所述电动装置还至少有一个所述转子有传动元件与所述流体输送装置联系，从而，该交流电动装置通电后，能驱动所述流体输送装置推动气体或液体。
在前述发明专利中，没有披露双转子交流电动装置能否用来驱动流体输送装置，并且在所举实施例中，所述主转子及副转子之间至少在起动的时候有传动联系，使二者具有固定的速比。因此，在起动的时候，副转子转速也为零，故而也会产生较大的感生电流，从而减弱了副转子限制主转子起动电流的效果。在副转子对主转子的速比大于1时，如果未采取使副转子浮动的措施，当副转子在其转速超越同步转速后，即进入发电状态，有时会使所述电动装置出现不能稳定工作的状况。
本实用新型的目的在于提供一种以双转子交流电动装置为动力的机械设备，可避免电动装置因副转子转速超越同步转速而出现不稳定的状况，尽可能地避免减弱副转子限制主转子起动电流的效果，并尽可能地简化以双转子交流电动装置为动力的机器的机械结构。
为了达到这些目的，本实用新型在以双转子交流电动装置为动力的机械设备中，特别是在具有流体输送装置的机器中，至少在该电动装置的一种状态下，通常是主转子的高速状态下，使副转子不受主转子的运动约束，独立地驱动该机械设备的一个相对较稳定的负载，例如润滑、散热装置或流体输送装置的一部分，如是，则主转子不能经传动系统拖动副转子进入发电状态。这样就避免了所述电动装置出现不稳定的状况。如果所述机器起动的时候或在主转子的高速状态下也可以用副转子独立地驱动一个流体输送装置，并且该流体输送装置不致对副转子产生过大的负载，则副转子可以迅速加速到较高转速，其感生电流随之迅速减小，从而也减小了在起动过程中，主转子电流内，对应于副转子电流的分量。在很多情况下，由于省去了联系主、副转子的轮系元件，机器的传动结构也就得到了简化。
除此之外，副转子独立地驱动一个相对较稳定的负载，也可以提高所述交流电动装置在主转子的高速状态下的功率因数和效率。
以下结合附图，描述本实用新型的实施例，其中
图1是采用本实用新型机械设备的基本结构示意图。
图2是采用本实用新型机械设备的示意图。在高速工况下，该机械设备解除主、副转子间的运动约束。
图3和图4是以两台叶片式流体输送装置作为副转子负载的机械设备的结构示意图，分别示出所述叶片式流体输送装置按串联或并联工作的布置。
图5是以推动气体的旋转叶片作为副转子负载的机械设备的示意图。
图6是容积式液压泵站的示意图。
按照图1所示，本实用新型的机械设备包括一双转子交流电动装置，其具有一定子4、一主转子3、一副转子5、传动机构2与6及流体输送装置7。传动机构2与6可以是轴、轮系或它们的组合。该流体输送装置8可以是鼓风机、离心泵之类叶片式流体机械，也可以是活塞式、转子式或螺杆式之类的容积式气体压缩机或泵。该主转子3通过传动机构2驱动机械负载1；该副转子5通过传动机构6与流体输送装置7内的诸如叶轮、活塞或螺杆之类推动流体运动的元件联系。副转子5、传动机构6及流体输送装置7与主转子3之间没有机械联系，故副转子5与主转子3之间彼此的运动没有确定的关系，或称彼此没有运动约束。
在所述双转子交流电动装置的工作过程中，由于副转子5只受到旋转磁场的推动，且须独立地驱动流体输送装置7，故其转速不会超过同步转速，从而避免了负转矩的发生。
参阅图2所示，在图1所示的机械设备中，副转子5与主转子3经传动轮系8联系起来。并且副转子5对主转子3的速比大于1。但是，在从副转子5到主转子3的传动链中，设置有一个如第5708314号美国发明专利中所披露的单向离合器或其他自动卸荷装置9。
在该双转子交流电动装置起动后，副转子5可以与主转子3共同拖动负载。在加速过程中，当副转子5的转速达到一个设定的、小于同步转速的速度后，所述单向离合器或自动卸荷装置9即解除副转子5与主转子3之间的机械联系，副转子即独立地驱动流体输送装置7，从而避免了被主转子3驱动至超过同步转速而发生负转矩的可能。
参阅图3所示本实用新型的机械设备。在这种机械设备中，副转子5与主转子3分别经本身的轴10和13驱动一台诸如离心泵、轴流泵、通风机、离心式气体压缩机之类叶片式流体输送装置11和12的叶轮，副转子5由于与主转子3之间彼此没有传动系的运动约束，并且独立地驱动叶片式流体输送装置11，正常情况下不会超过同步转速。
叶片式流体输送装置11和叶片式流体输送装置12可以串联工作，也可以并联工作。如图3所示，流体输送装置11的流体入口是a，出口是b；另一流体输送装置的流体进口是c，出口是d。若将其中一台流体输送装置例如11的流体出口b和另一流体输送装置的流体进口c连通，流体输送装置11和流体输送装置12即按串联方式工作。若按图4所示，将流体输送装置11和流体输送装置12的流体进口a和c及流体出口b和d分别连通，流体输送装置11和流体输送装置12即按并联方式工作。
在图3和图4所示的机械设备中，如果令副转子5所驱动的流体输送装置11的转动惯量较小或所产生的负载扭矩较小，例如，令泵11的叶轮较小或级数较少，在起动过程中，副转子5的转速就可以迅速升高，从而可以减小主转子3在随后的起动过程中的电流。
参阅图5所示本实用新型机械设备。在这种机械设备中，副转子5与主转子3经本身的轴直接驱动各自的负载，例如用于送风的螺旋桨式叶轮15与14，简化了设备的传动结构。由于主、副转子间没有运动约束，副转子5不会超过同步转速，且主、副转子驱动各自负载的速度可以因各自产生的转矩和各自的负载大小的不同而异。特别是，在副转子5的负载扭矩不太大的时候，通常其转速将高于主转子3。
在窗口式冷气机中，令冷凝器的风扇转速较高而蒸发器风扇转速较低可以改善冷气机的性能。将图5所示机械设备用于窗口式冷气机，可以令主、副转子以各自不同的速度驱动蒸发器风扇和冷凝器风扇。
图6所示的本实用新型机械设备是一种泵站。它包括两台容积式泵16和泵17、一换向阀18、换向阀控制装置19以及联系它们的管道20。所述换向阀控制装置19可以是电控的、液压控制的或其他方式的控制装置，它可以按照设定的泵后管道的液体压力变更换向阀18的工位。副转子5与主转子3分别经本身的轴驱动泵16和泵17。在泵后管道的液体压力较小时，换向阀18处于使泵16和泵17的液体进口e与g以及液体出口f与h分别连通的工位。此时，所述液压泵的负载也较小，泵16和泵17并联工作，可以加大液体排量。在管道20的泵后液体压力较大时，换向阀控制装置19令换向阀18处于使泵16的液体进口e与泵17的液体出口h连通的工位，并切断泵16的液体进口e和泵17的液体进口g之间的通路，使泵16和泵17串联工作。从而可以用较大的压力输出液体。
虽然在泵16和泵17串联工作的状态，副转子5与主转子3之间存在与二者每转排量比相应的速比，即此时彼此间有运动约束。特别是，如果泵17的每转排量小于泵16的，副转子5对主转子的速比会大于1，但此时两台泵的负载均较大，转速也都较低。当副转子5与主转子3因负载减小而速度增高的同时，管道20的泵后液体压力也在减小。在所述液体压力减小到一设定值后，泵16和泵17又被换向阀控制装置19及换向阀18改变为并联工作的状态。这时，副转子5与主转子3之间失去运动约束，副转子5不可能超越同步转速，从而避免了产生负转矩的情况。
虽然，根据以上陈述，本实用新型所涉及技术领域内的普通熟练技术人士，已可设计出属于本实用新型专利案的权利要求所限范围内的机械设备了。
权利要求1.一种以双转子交流电动装置为动力的机械设备，其包括一双转子交流电动装置、流体输送装置及传动元件；所述双转子交流电动装置具有一定子、一主转子及一副转子；所述定子、主转子及副转子分别具有各自的导磁铁芯；所述副转子的铁芯未围绕定子铁芯的至少一部分或被定子铁芯围绕其至少一部分；其特征在于，所述机械设备至少有一种工作状态，在所述工作状态下，所述传动元件联系所述副转子及所述流体输送装置，而与所述主转子之间没有运动约束；所述副转子独立地驱动所述流体输送装置。
2.如权利要求1所述的以双转子交流电动装置为动力的机械设备，其特征在于，所述流体输送装置包括一个用以推动流体流动的旋转叶轮，在所述工作状态下，所述副转子经所述传动元件与所述叶轮联系而独立地驱动所述旋转叶轮。
3.如权利要求1所述的以双转子交流电动装置为动力的机械设备，其特征在于，所述流体输送装置包括两台输送流体的叶片式流体输送装置；所述主转子及副转子分别驱动各自的叶片式流体输送装置。
4.如权利要求1所述的以双转子交流电动装置为动力的机械设备，其特征在于，所述流体输送装置包括两台输送液体的容积式液压泵、一个换向阀、一个控制装置及联系所述液压泵与所述换向阀的管路；所述主转子以有传动元件与其中一台液压泵联系，所述副转子以传动元件与另一台液压泵联系，从而各自驱动一台所述液压泵；所述控制装置按照流体流出所述两台液压泵之一的出液口后的液体压力操纵所述换向阀，在所述液体压力大于一设定的数值时，所述换向阀处于使两台液压泵串联的位置；在所述液体压力小于一设定的数值时，所述换向阀处于使两台液压泵并联的位置。
专利摘要一种以双转子交流电动装置为动力的机械设备,其包括一个双转子交流电动装置及流体输送装置;该交流电动装置通电后,所述副转子驱动所述流体输送装置推动流体;所述机械设备至少有一种工作状态,在该工作状态下,主转子与副转子分别驱动各自的负载,但所述副转子与所述主转子之间没有运动约束;所述机械设备为具有液压泵、空气压缩机、风扇等容积式或叶片式流体输送装置的机械设备。
文档编号H02K16/00GK2365813SQ9821655
公开日2000年2月23日 申请日期1998年7月23日 优先权日1998年7月23日
发明者罗明远 申请人:罗明远