[发明专利]一种变频调速一体机

说明书

本发明公开了一种变频调速一体机。该变频调速一体机包括：变频器，其配置用于将来自外部的交流电进行频率转换并输出；永磁磁阻同步电机，其用于接收变频器输出的交流电，并根据交流电频率的不同而执行不同的转速；以及减速机，其与永磁磁阻同步电机的轴伸端连接，并且用于降低永磁磁阻同步电机转轴的转速，以便拖动负载。本发明的变频调速一体机通过将变频器、电机和减速机以特殊的方式装配在一起，从而使得变频调速一体机的整体体积小，并且其输出端无需连接过筒和联轴器等装置即可拖动负载。另外，本发明的电机部分采用了永磁磁阻同步电机，从而使得本发明的变频调速一体机结构简单、电磁转矩较大且运行稳定可靠。

技术领域

本发明一般地涉及电机应用领域。更具体地，本发明涉及一种变频调速一体机。

背景技术

在工业生产中，经常使用电机来拖动生产机械运动，以完成一定的生产任务。而电机在拖动生产机械工作时必然会遇到有关启动、调速和制动等问题。例如，对于电机的调速来说，其性能的好坏往往影响到生产机械的工作效率和产品质量。目前，对于电机的调速通常有变极调速、变频调速、变压调速和转子电路串电阻调速等方法。其中，变频调速由于具有调速方向灵活，平滑性和稳定性好，调速范围广等优点被广泛采用。

现有技术中，对于电机的变频调速来说，通常需要外接专用的变频装置，从而造成了设备安装复杂、变频装置与电机之间性能匹配不好以及总体占地空间较大等诸多问题。另外，在一些应用场景中，为了减小占地空间，通常使用永磁电机对生产机械进行拖动，而永磁电机中需要使用大量的由稀土材料制成的永磁体，由于稀土材料价格不断上涨，从而造成了电机成本的增加。另外，永磁电机随着使用时间的增长，其永磁体容易发生退磁的现象，从而造成了电机性能的下降。在另一些应用场景中，为了方便制造，减小成本，同时不降低电机运行的可靠性，通常使用磁阻电机对生产机械进行拖动。然而磁阻电机与其他电机相比，在相同的电流下产生的电磁转矩较小，因此影响其带负载的能力，从而限制了磁阻电机的应用范围。

在一些特殊的应用场景中，例如在矿井下等狭窄场地进行作业的过程中，一方面，需要通过利用占地面积较大的变压器对高压电网输送来的交流电进行变压处理，然后才能对电机进行供电，从而影响了电机的应用范围。另一方面，由于电机的转速较快，其输出扭矩较小，不适合拖动较大负载。因此在实际应用中，需要在电机的外部通过联轴器连接减速机(或液力耦合器)，并且还要通过过筒对联轴器进行保护，最后在减速机的输出端再通过联轴器与负载进行连接。这种连接方式复杂，而且成本较高，操作也不方便。尤其在井下等狭窄的工作区域作业时，无法对上述设备或配件进行安装和使用。

发明内容

为了解决上述背景技术中的一个或多个问题，本发明提供了一种将变频器、电机以及减速机配合使用的变频调速一体机。该变频调速一体机通过控制单元控制变频器的逆变单元，进而将三相交流电进行频率转换并向电机进行输出，以便改变电机的转速，从而扩大了变频调速一体机的使用范围。此外，通过在电机转轴的轴伸端连接减速器，以便减小变频调速一体机输出端的转速，从而增大变频调速一体机输出的扭矩。另外，本发明的变频调速一体机将变频器、电机以及减速器通过特殊的装配方式紧密地装配在一起，从而使得变频调速一体机结构简单、整机体积小并且运行稳定可靠。

具体地，在一个方面中，本发明公开了一种变频调速一体机。该变频调速一体机包括：变频器，其配置用于将来自外部的交流电进行频率转换并输出；永磁磁阻同步电机，其用于接收所述变频器输出的交流电，并根据所述交流电频率的不同而执行不同的转速；以及减速机，其与所述永磁磁阻同步电机的轴伸端连接，并且用于降低所述永磁磁阻同步电机转轴的转速，以便拖动负载。

在一个实施例中，所述变频器包括：整流单元，其用于将来自外部的所述交流电转换成直流电；直流回路，其包括直流母线和储能电容，并且用于将所述整流单元输出的所述直流电进行缓冲和储能；逆变单元，其用于将经过所述直流回路处理后的所述直流电转变为与所述来自外部的交流电频率不同的交流电并进行输出；以及控制单元，其配置用于控制所述逆变单元的开关元件的通断，以便使得所述逆变单元输出所述不同频率的交流电。