[实用新型]一种变极变速电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种无级变速电机，特别涉及一种交流转子调相变极变速电极。

背景技术

目前，先进的高效率交流电机调速系统，都需在主回路串联各种附加的大功率电力电子调速装置，如由同步电机组成的高低高二重化无换向器电机调速系统，需在主回路串联两套全功率高压变压器，两套可控整流器、两个电抗器、两个逆变器，以及复杂的自动控制装置，电能经过多次转换使系统的效率降低、可靠性下降。由绕线转子异步电动机组成的各种串级调速系统，也都需要在转子回路中串联大功率整流器、电抗器、逆变器和逆变变压器等，致使绕线转子异步电动机的转矩损失17.4％以上，功率因数降到只有0.5左右。定子或转子变频调速装置，其技术复杂、价格昂贵、可靠性差、维修也困难，其直流侧的大功率整流器，产生污染电网的高次谐波，逆变器一侧也有大量高次谐波进入被调速电动机，使电动机的逆序转矩成倍增加，不仅使效率大幅度下降，还产生轴振、噪声以及温升超标等，使原来结构简单、价格便宜、运行稳定、可靠、效率高的三相鼠笼型电动机失去了很多优点。

实用新型内容

本实用新型的目的之一是：提供一种既能无级变速运行，又具有三相异步感应电动机优点的一种变极变速电机。

实现本实用新型的技术方案是：在交流电机壳体中，装有定子铁心、定子绕组、感应转子转子轴、前后轴承及两端的前后端盖，其特征之一是在定子铁心内侧，装有带转矩输出轴的环形感应转子，其中包含在转子导条之间有径向铁心的和在铜套内侧有薄形磁滞环的环形感应转子，特征之二是在环形感应转子内侧，又装有能在感应转子轴线上自由旋转的，带有轴承和直流励磁绕组的调相转子。

在调相转子无励磁或励磁电流很小时，它是一个有转轴地环形感应转子内磁轭，同环形感应转子一起构成一个“鼠笼转子”。当三相一种变极变速电机的定子绕组接通三相对称电源时，在定子铁心内侧，产生由三相合成具有N.S极性的旋转磁通势，在有滑差的环形感应转子导条或绕组中，感应出相位滞后于定子相位的滑差电流，该电流又形成转子自己的具有N.S极性的旋转磁通势，或称旋转磁场，与定子边不同极性的旋转磁场相吸并在滞后相位上同步旋转，短路转子绕组的滞后滑差电流，将电能转换为机械转矩，转子就在额定转速附近拖动负载稳定运行。

这时的一种变极变速电机的功能和性能指标基本与交流异步电动机相同。给调相转子输入少量的励磁电流，环形感应转子内侧的气隙磁压降以及漏磁通所需磁势，都能由调相转子励磁电流提供，能使定子边功率因数得到改善。当需要调速时就增加励磁电流，使调相转子有N.S极性的磁通势提高，因为环形感应转子的铁心有纵向隔磁槽，不能使定子及调相转子的两个独立磁通势自成回路，都必须通过环形感应转子的导条，分别与环形转子转差电流形成的旋转磁通势进行藕合，并都以定子n1的转速同步旋转，这时定子磁通势在有转差率的环形感应转子导条或绕组中，感应出一个滞后于定子相位90°的转子电势，同时，有励磁电流而无外部负载的调相转子，又使环形感应转子的导条中感生出一个超前转子相位90°的电势，其幅值正比于励磁电流，增加励磁电流，使超前转子电流相位的电势增加，转子的合成电势∑E2减小，其结果是转子的转矩电流与滞后角都减小了。因此，通过控制调相转子的励磁电流就能控制环形感应转子的磁通矢量，以及定子的输入功率，因而能有效地控制环形感应转子电磁转矩T的大小。通过在环形感应转子轴上设置测速装置，并与调相转子励磁电流组成闭环控制系统，使转子输出的转矩T紧紧跟随配套设备在给定转速下，所需负载转矩TL的变化，一种变极变速电机的转速，就随时被控制在所给定的转速下高效率稳态运行。

一种变极变速电机上的环形感应转子，是由外周开有多条纵向隔磁糟的软磁钢套、焊接在隔磁糟中的铜导条、焊接在钢套两端的铜端环构成，或者在隔磁槽的槽口处，再嵌有消除转子外表面齿谐波损耗的硅钢片镶件构成。由于环形感转子的铁心有多条纵向隔磁糟，磁通没有周向回路，只能径向通过，它相当于定子铁心槽口的加长，定子磁通和调相转子磁通都不能在该铁心上形成磁回路，电机的定子磁通势、环形感应转子磁通势和调相转子磁通势，三者通过强偶合共用调相转子铁心的内磁轭和定子铁心的外磁轭。

环形感应转子还可以由环形的，圆周有穿鼠笼导条孔的硅钢片、铜导条、铜端环以及接轴法兰盘焊接成整体环形结构，在焊接成整体形环结构的内孔，还有用电焊焊接成正螺旋与反螺旋的多条抗扭加强筋。