[其他]超低速同步电动机

说明书

本发明涉及一种新型超低速电动机。它属于电机工程技术领域。该发明的电动机是基于目前世界上出现的滚切式电动机的基础上改进而得的。

在日常的各个领域中均需要各种减速装置。为了省去各种形式的机械减速装置，如齿轮减速器、蜗轮蜗杆减速器、摩擦轮减速器、谐波减速器等，人们创造了各种低速电机以期直接驱动机械装置，如通过变极、变频减速、电磁滑差减速，以及运用气隙磁导波制造的低速同步电机等。遗憾的是最低转速每分钟也只有几十转，况且制造工艺复杂、成本高，欲达到20转／分以下的超低速绝非易事，既使达到要求，结构也很复杂，需要许多附加外部设备。

目前国外市场上出现的滚切式电动机是一种较理想的超低速电动机。这种电动机的工作原理简述如下：电机中的转子自由地安装在曲轴的曲拐上，而曲轴又自由的装在定子的中心。这样在加电后转子在定子中作行星式旋转。若电机定子在气隙中建立一个旋转磁场，且该磁场有一最大值（由不对称磁场产生），设某时刻此磁场最大磁势处于定子内园表面一母线（即定转子内切母线），则在与最大磁场方向一致的磁拉力的作用下，转子紧辈切母线。当旋转磁场转过一个角度，最大磁拉力必转过相同的角度。若旋转磁场转过一周，则转子轴线必转过一周。设定子内园直径为D₁，转子外园直径为D₂，转子目转必为： (D₁- D₂)/(D₂) 周，采用零齿传动付时，将转子自转角度 (D₁- D₂)/(D₂) 2π输出，即得到低转速，其减速比为 (D₂)/(D₁- D₂) 。

迄今为止，法国、英国、日本、奥地利和苏联诸国均生产有此类电动机。联邦德国专利号为DE2656191    A1    公开说明书2656191的专利便是与上述电机相近的发明。我国目前这方面仍为空白。

但是纵观其全貌，此种滚切式电动机有以下缺点：

1.效率不高。究其原因，在定转子之间形成的新月形空间内，也存在磁拉力，它消弱了定转子相切区域二者之间的磁拉力。

2.寿命短，结构复杂。究其原因，转子直接在定子铁心内园表面滚动，将破坏铁心槽口，使电机性能恶化，致使之过早失效。同时有的机型设有永久磁铁用以产生附加磁场，有的机型还设有附加绕组多个，至使电机结构复杂。

3.振动大、噪声大。究其原因是转子设在曲轴曲拐上，惯性离心力大，不易平衡掉。

4.由于采用了曲轴等构件，使电机制造困难，又曲拐半径不易控制，装配困难。

针对以上诸不足，本发明提出一种新颖电动机，从而克服滚切式电机上述弊端。

本发明的超低速同步电动机采用了可作盘旋附着运动的倾斜放置的转子和两对楔角滚动付，突破了滚动式电机的传动方式，同时本发明电动机中转子的受力是由三相交流旋转磁场与直流磁场共同作用的结果，从而去掉了有些滚切式电动机中的永久磁铁。图1为本发明电动机的剖面示意图。为使转子4作盘旋附着运动，提高装置性能，在定子7端部采用了内三角槽轮8，转子4端部采用了与槽轮8耦合的外三角滚轮3；同时在转子4和动轴1之间，采用了十字联轴器2将它们二者联接在一起。本发明电动机工作时，转子4从环形直流绕组6产生的直流磁场中获得倾斜附着力，从定子7产生的三相交流旋转磁场中获得旋转力矩。利用转子4相对于定子7的角滚动作为主动，在转子4作盘旋附着运动的同时，将低速输出。在制造中转子4由导磁轴心及硅钢片组成，且不设绕组。两组定子电磁参数相同，从而使旋转磁场方向相同，并且主磁通平行，均具两极。在转子4轴心与滚轮3之间采用特殊结构，可确保其既传递扭矩，又可倾斜滚动。为了有利于对转子4的转速进行调节，本发明电机中采用的两内三角槽轮8的槽宽可同时改变。当然，通过对定子7的电压、电流和频率以及环形直流绕组6的电流的调节，可很方便的控制转子4的运动。图2为本发明电动机的控制电路。当K₁、K₂、K₃均闭合时，电机作超低速运行。K₃、K₁闭合，K₂断开时，电机呈制动状态。K₁断开时电机停止工作。

综上所述，本发明电动机有如下优点：