[发明专利]一种通过改变转子磁场分布的交流调速电动机

说明书

技术领域

本发明涉及电力驱动领域-一种通过改变转子磁场分布的交流调速电动机的方法。

背景技术

在工业和人民生活中，大量需要对风机、水泵等设备进行变速运行，以降低这些设备的运转能耗。工业领域如电力、石油化工、冶金、水泥等的风机、水泵、压缩机、轧钢机和空分装置等大部分需要调速运行，占整个工业的70％左右；民用如空调、冷藏-冷冻设备和通风设备也需要调速；纵观工业和民用，电动机的调速市场占整个电力需求的60％以上。

工业上对风机、水泵、压缩机、轧钢机和空分装置等进行调速的主要技术有：液力偶合器、高(中)低压变频器、永磁调速装置和汽轮机驱动等。其中液力偶合器、永磁调速装置均需要在电动机和被驱动设备(如风机、水泵等)之间安装独立的调速设备，造成系统结构复杂，维护工作大，造价高；同时液力偶合器消耗大量高品质的液压油、永磁调速装置需用大量的稀土永磁材料；汽轮机是替代电动机进行驱动的，系统复杂，造价高，维护工作大；高(中)低压变频器是对电动机的电源进行调频-调压控制，体积大、寿命期投资费用高(约10年左右进行更换)、修理难度大，消耗大量的贵重金属(如金、铜)，同时大功率、高电压电力电子器件基本被国外垄断。

以上几种大功率调速设备除汽轮机驱动外，均涉及到电动机调速驱动，采用的调速装备均是独立于电动机外的设备，造成系统复杂、维护难度大、占用空间多、投资高等。

发明内容

本发明涉及一种通过改变电动机转子磁场分布的交流调速电动机，此种电动机将电能转换为机械能的同时，通过改变电动机转子磁场分布，实现了电动机的无级调速，即实现了电动机直接调速。

本发明的技术方案是：一种通过改变转子磁场分布的交流调速电动机，包括电动机外壳组件(1)、电动机定子组件(2)、电动机轴组件(3)、转子组件(4)、调速组件(5)、定转子磁隙(6)，其特征是：

1电动机壳体组件(1)，包括电动机外壳(1-1)、电动机端盖(1-2)、轴承端盖(1-3)、转子轴承(1-4)、固定螺栓(1-5)；电动机外壳(1-1)上固定着定子铁心(2-1)和定子通风部件(2-2)，电动机外壳(1-1)两端固定着电动机端盖(1-2)，电动机端盖(1-2)固定着转子轴承(1-4)和轴承端盖(1-3)，两侧电动机端盖(1-2)用固定螺栓(1-5)固定在电动机外壳(1-1)上；电动机轴(3-1)固定在转子轴承(1-4)上，电动机轴(3-1)通过轴向轴承部件(3-4)与电动机转子组件(4)实现连接，实现电动机转子组件(4)在电动机轴(3-1)上轴向移动；转子组件(4)中的转子驱动耦合件(4-7)通过调速驱动组件(5-1)、中间传动机构(5-2)与控制电动机(5-3)相连接，调速驱动组件(5-1)与转子驱动耦合件(4-7)通过滑动模块或轴承连接，中间传动机构(5-2)与控制电动机(5-3)固定在电动机端盖(1-2)；传感器(5-4)与调速驱动组件(5-1)接触并固定在电动机端盖(1-2)；转子铁心(4-1)、转子铜环(4-2)与定子铁心(2-1)之间通过定转子磁隙(6)实现了磁耦合。

2电动机定子组件(2)，包括定子铁心(2-1)、定子通风部件(2-2)、定子通风孔(2-3)、铁心固定螺栓(2-4)、定子线圈(2-5)，定子铁心(2-1)与定子通风部件(2-2)相邻布置，由于定子通风部件(2-2)不导磁，故定子线圈(2-5)产生的旋转磁场主要集中在定子铁心(2-1)中，定子铁心(2-1)采用高质量的硅钢片或其他优质导磁材料。

3电动机轴组件(3)，包括电动机轴(3-1)、转子轴轴流风扇(3-2)、转子滑道(3-3)、轴向轴承部件(3-4)，电动机轴(3-1)中的转子滑道(3-3)与转子组件(4)是通过轴向轴承部件(3-4)相连接，实现转子组件(4)在电动机轴(3-1)轴向灵活移动(在允许的范围内)、从而实现调速的目的；同时电动机轴上安装用于冷却转子的转子轴轴流风扇(3-2)。

4转子组件(4)，包括转子铁心(4-1)、转子铜环(4-2)、转子通风孔(4-3)、转子铁心固定螺栓(4-4)、转子铜环通风孔(4-5)、转子轴流风扇(4-6)、转子驱动耦合件(4-7)，转子铁心(4-1)、转子铜环(4-2)相邻布置；转子铜环(4-2)安装在与转子铁心(4-1)相同材料的转子上；为了提高冷却效果，转子组件(4)安装有转子通风孔(4-3)、转子铜环通风孔(4-5)及转子轴流风扇(4-6)，转子铁心(4-1)采用高质量的硅钢片或其他优质导磁材料。