[发明专利]组合力矩式异步调速电动机

说明书

技术领域

本发明属于电动机技术领域，尤其涉及一种拥有至少二个不同特性的电磁力矩来改变转子电流方式的组合力矩式异步调速电动机。

背景技术

现有技术的调速方法有两类：一是电动机调速，如直流电动机调速、变磁极对数调速、变频调速、变电压调速及斩波调速。由于设备复杂、容量大、电压高，这些方法得不到广泛应用；二是机械调速，如变档调速、液压调速、偶合器调速等。由于机械调速必须增设一套机械装置，投资大、能耗高，而且灵敏性差、故障率高、维护工作量大。特别是大功率机械调速，需要增设设备庞大、结构复杂、价格昂贵的液力偶合器、变频器、斩波器等来实现对大型机械的调速，因此十分不利于推广应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的缺陷，提供一种改进的，至少拥有二个不同特性的电磁力矩来改变转子电流方式的组合力矩式异步调速电动机，该电动机可利用矢量合成方法调节电磁力矩的大小及转差特性，直接引进无级调速，并能达到优良的节能效果，而且其结构应简单可行，技术先进可靠。

本发明的技术解决方案是，所述的组合力矩式异步调速电动机，如图1所示，具有外壳1，该外壳1中，有圆柱形转子3，所述转子3上同轴线轴向依次并列套装有筒状第一定子2和筒状第二定子5。其技术特点在于，

第一定子2上缠绕的漆包线匝数＞第二定子5上缠绕的漆包线匝数。

所述第一定子2或第二定子5的轴向两端分别设有定子隔磁环8以形成定子隔磁系统。所述转子3两端的铁芯与转轴之间设有转子隔磁套管4。所述转子3的铁芯外端设有转子隔磁环6’。该转子隔磁环6’朝内一端的两铁芯之间设有转子分段隔磁11以形成转子隔磁系统。此处如果转轴采用隔磁金属制作，也可以不设转子隔磁套管和转子隔磁环。上述第一定子2与第二定子5的径向一侧还配有一由外设执行器驱动的传动蜗轮7，该传动蜗轮7在外设执行器的驱动下带动第一定子2或第二定子5在可调几何角度范围内转动并可在任一位置被锁定。而上述转子3是为由两个鼠笼条10条数相同，且紧密串接在一起的鼠笼式转子组成的复合鼠笼式转子。

由以上可以看出，本发明系采用不同特性电磁力矩合成法，意在改变合成电磁力矩特性，既保证设备在额定工况运行时转速较高，电机效率也高，又要保证有较好的调节特性。在调节过程中，不会因定子电流大幅上升导致电动机内部损耗的增加，从而影响节能效果。

由以上还可以看出，采用定子绕组匝数的区别和使用不同电阻率的转子鼠笼材料，改变两个鼠笼的长度比例，可获得不同电磁力矩特性。如多匝数定子绕组和高电阻的转子鼠笼条，电磁力矩曲线如图2中的T₂，反之，电磁力矩曲线如图2中T₁。由于T₁和T₂最大值时的转差率相差较大，为了避免可能会出现的合成力矩下凹，可在转子3外端的鼠笼端环9的一侧增加一附加鼠笼6，使其产生的电磁力矩T₀给合成力矩T_∑以补偿。从图2可看出，合成力矩T_∑由T₁、T₂和T₀三个电磁力矩合成，同时具备高转速的额定电磁力矩和较好的调节特性。

本发明的工作原理是，基于磁场，电流是一种矢量，可以利用改变两个磁场的夹角，使它们在同一电动机转子内的感应电流的夹角发生同样的改变，从而使合成的感应电流相应发生变化，得以完成调节异步电动机转速的目的。如图1所示，设第一定子2产生的旋转磁场为F₁，第二定子5产生的旋转磁场为F₂，F₁和F₂之间的夹角为∠α。如图3所示，F₁和F₂在电动机调节段转子中感应电流I₁和I₂，它们之间的夹角也为∠α，合成感应电流为I。第二定子5在附加鼠笼中的感应电流为I₀，不参与电流合成。