[发明专利]气驱辅助旋转速度精确的特种电机

说明书

本发明公开了一种气驱辅助旋转速度精确的特种电机，包括机壳、定子、主轴、转子、气驱辅助组件，定子安装在机壳内表面，转子安装在主轴上，转子与定子径向面对面，主轴通过轴承支撑安装在机壳内壁上；气驱辅助组件包括气驱轮组件，气驱轮组件直接或间接传动连接至主轴，气驱轮组件对主轴施加根据主轴转速而变化的旋转力矩。气驱辅助组件还包括惯量配重组件，惯量配重组件直接或间接传动连接至主轴，惯量配重组件带有随主轴转速升高而增加的转动惯量。通过气驱轮组件在主轴上叠加一个与电磁力矩相独立的驱动力矩，气驱轮组件叠加的力矩随主轴转速或转速变化率而变化，维持主轴转速在额定值。

技术领域

本发明涉及电机领域，具体是一种气驱辅助旋转速度精确的特种电机。

背景技术

电机在工业中被广泛应用。现有技术中，除去复杂的电气信号控制的同步电机外，无法实现精确的电机转速调节，电机转速在负载变化时，难免会发生波动。

在一些对转速敏感而出于成本考虑不设置同步电机的场合，急需一种转速在较小范围内轻微波动的电机来填补使用需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气驱辅助旋转速度精确的特种电机，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种气驱辅助旋转速度精确的特种电机，包括机壳、定子、主轴、转子、气驱辅助组件，定子安装在机壳内表面，转子安装在主轴上，转子与定子径向面对面，主轴通过轴承支撑安装在机壳内壁上；气驱辅助组件包括气驱轮组件，气驱轮组件直接或间接传动连接至主轴，气驱轮组件对主轴施加根据主轴转速而变化的旋转力矩。

机壳、定子、主轴、转子作为电机基本结构，实现电磁旋转作用，使用过程中，在负载转矩在一定周期内的平均值作为转子需要的输入力矩的平均值，该值决定输入电机的平均电流的大小，当负载转矩在短时间内快速变化时，输入电机的电流反应大大滞后，所以，如果没有调速结构的话，会引起主轴转速的变化，具体是：负载转矩变化后大于当时的转子提供的力矩，则主轴以及与主轴相连接的负载轴减速，如果负载转矩变化后小于转子转矩，则主轴增速，角加速度乘以主轴以及与其传动连接的所有转动部件的整体转动惯量就是转矩差。

主轴上的转速变化可以通过传感器的方式获取，也可以是的通过一些机械的方式获得转速变化信号，气驱轮组件受到信号作用而加载一个变化的力矩在主轴上，实际上是：本电机精确的转速是撤销气驱辅助组件后，仅以电磁力作为驱动的主轴转速略微增加后的转速，气驱辅助组件是在运行过程一直做功出力的，根据转速的变化趋势获得负载转矩变化情况，而调配由气驱辅助组件输入到主轴上的力矩。

进一步的，气驱轮组件包括涡轮、轮壳，涡轮直接或间接传动连接至主轴，涡轮外包裹轮壳，轮壳外壁固定至机壳内壁上，轮壳上开设进气口、和出气口，进气口沿涡轮径向外缘进气并驱动涡轮旋转，进气口通过一根穿过机壳壁面的进气管接入外部压力气源，出气口汇集涡轮排出的气体并通过一根穿过机壳壁面的出气管排出装置外；涡轮进气通道上设有随主轴转速变化的过流阻力调节结构。

涡轮将由其进口进入其内的压力气体的机械能转换为自身的旋转能量，是风机的反向原理使用，在汽车的尾气涡轮增压系统以及一些电厂热气回收场合使用较多，其转矩的获得随气体通过其的流量而定，单位时间内气体流量越高，则涡轮的加载到主轴上的转矩越多，而气体流量可以通过进气通道上的过气阻力进行调节，所以涡轮进气通道上设有随主轴转速变化的过流阻力调节结构，主轴转速有降低趋势，则增大涡轮进气量，提高主轴转矩来平衡掉负载升高的转矩部分。

过流阻力调节结构可以是很多种结构，本申请给出两种结构：

为过流阻力调节结构的一种结构：设置在进气管上的调压阀，主轴由一个转速传感器获取转速信号并传递给调压阀进行开度调节。