[实用新型]一种永磁耦合调速电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及电机领域，具体地，涉及一种永磁耦合调速电机。

背景技术

调速运行是公认的实现电机节能的最佳方式之一，电机的调速运行，主要有以下三种方式：

1、电磁调速

电磁调速由笼型电机、电磁转差离合器和直流励磁电源(控制器)组成。电磁转差离合器由电枢、磁极和励磁绕组组成，电枢与笼型电机转子同轴联接并且由笼型电机带动，磁极通过联轴器与负载连接，励磁绕组通直流电。当电枢随笼型电机旋转时，由于电枢与磁极之间相对运动，使电枢感应产生涡流，此涡流与磁通相互作用产生转矩，带动转子沿同一方向旋转，但转子的转速始终低于电枢的转速，即电磁调速为转差调速方式，调节电磁转差离合器的直流励磁电流，就可以改变电磁转差离合器的输出转矩和转速。

但是，电磁调速效率低，转差功率损耗大，轴向长度较大，占用空间较大，导致安装不便。

2、串级调速

串级调速通常是在绕线式异步电机的转子回路中串联转差功率变换装置，将转差功率回馈给电网，既达到调速的目的，又获得较高的效率。其中，转子回路电流由半导体整流器整流为直流电，再经由逆变器把直流电变为工频交流电，然后将能量回馈到交流电网中。通过控制逆变器的逆变角，则可以改变逆变器直流侧的电压，从而达到调速的目的。

但是，串级调速不具备低电压穿越能力。即，当电网发生电压跌落(电压暂时下降)时，电机为维持输出转矩不变，则定子的电流增大，导致转子侧感应电流较大。由于转差功率变换装置的变频器直接串联在转子回路上，转差功率变换装置因为电流过大容易烧毁，导致电机故障停产。

3.变频调速

变频调速是通过改变电动机定子的供电频率来改变旋转磁场，从而改变旋转磁场同步转速来进行调速，这种方式无附加转差损耗。变频调速系统的关键装置是频率变换器，即变频器，由它来提供变频电源。变频器可分为交-直-交(交流-直流-交流)变频器和交-交(交流-交流)变频器两大类。其特点包括效率高，调速过程中没有附加损耗；应用范围广，可用于笼型异步电动机；调速范围大，特性硬，精度高。但是，变频调速的关键装置变频器容量大，技术复杂，造价高，安装环境要求高，维护检修困难。

因此，综合现有技术中各种电机的调速运行方式，需要一种高效、体积小、具有低电压穿越能力的低成本调速电机。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种永磁耦合调速电机，该永磁耦合调速电机能够高效运行、体积小，具有低电压穿越能力且成本低。

为了实现上述目的，本实用新型方案一提供一种永磁耦合调速电机，所述永磁耦合调速电机包括：外壳、输出轴、控制结构、电动结构、调速结构；

其中，所述电动结构包括电动转子和设置在所述外壳内壁上的定子，所述调速结构包括绕组转子和永磁转子；

所述定子的磁场与所述电动转子的磁场相互作用以传递转矩，所述绕组转子的磁场与所述永磁转子的磁场相互作用以传递转矩；

所述绕组转子和所述永磁转子中的一者与所述电动转子固定连接，另一者与所述输出轴固定连接；

所述控制结构与所述绕组转子电连接，所述控制结构调节所述绕组转子的电流或电压。

方案二、根据方案一所述的永磁耦合调速电机，其中，所述定子与所述控制结构电连接，通过所述控制结构将所述调速结构的转差功率回馈给所述定子。

方案三、根据方案二所述的永磁耦合调速电机，其中，所述定子包括主绕组和副绕组，所述主绕组与外部电源电连接，所述副绕组与所述控制结构电连接，当所述输出轴的转速低于所述电动转子的转速时，通过所述控制结构将所述调速结构的转差功率回馈给所述定子的副绕组。

方案四、根据方案一所述的永磁耦合调速电机，其中，所述控制结构与电网电连接，通过所述控制结构将所述调速结构的转差功率回馈给电网。

方案五、根据方案四所述的永磁耦合调速电机，其中，所述定子包括主绕组，所述主绕组与外部电源电连接，当所述输出轴的转速低于所述电动转子的转速时，通过所述控制结构将所述调速结构的转差功率回馈给电网。

方案六、根据方案一至五之任一项所述的永磁耦合调速电机，其中，当所述输出轴的转速高于所述电动转子的转速时，通过控制结构给所述绕组转子供电，所述绕组转子向电网吸收功率。

方案七、根据方案一至六之任一项所述的永磁耦合调速电机，其中，所述绕组转子与所述电动转子固定连接，所述永磁转子与所述输出轴固定连接。