[发明专利]交流无级调速电机

说明书

本发明是交流无级调速电机，是原发明（申请号85100607）的具体实施例。

本发明中把原发明中变频电机由异步电机改成同步电机。本发明电机输出转速与转差电机转子转速有完全确定关系，因此在从0起调的整个调速范围都能精确检测和控制输出转速。变频电机可以是直流励磁同步电机，控制直流励磁电压可以控制输出轴转速;机械特性好，并可避免采用可控硅控制输入交流电压进行调速时产生高次谐波对电机的不利影响。也可以同时控制直流励磁电压和交流输入电压，使电机处于最佳工作状态，提高电机工作效率。

由于上述特点，本电机可广泛用于机床、电梯、数控等领域。

本发明电机如图所示。由铁芯、绕组组成的定子1安装在机壳机座7上。由铁芯、绕组组成的转子2、转子4安装在轴3上，转子5安装在轴6上。由定子1、转子2、轴3构成转差电机A，由转子4、转子5、轴3、轴6构成同步变频电机B，转子5可以是永磁式直流励磁结构。

电机A定子输入三相或单相交流电压，转子2在定子旋转磁场的作用下，不仅带动电机B转子4作机械转动，且转子2绕组与转子4绕组联接，使电机A转子感应电压为同步电机B的交流励磁电源，选择适当相序，可使该电源在电机B产生与该转子4机械转动方向相反的交流励磁旋转磁场，相对于电机B另一转子5的同步转速为该机械转动转速与该交流励磁旋转磁场转速之差，即：n_2s＝（P₁+P₂）n₁-120f₀/P₂。其中：f₀为本电机输入电压频率，P₁，P₂分别为电机A和B的电极数，n_2s为电机B的同步转速。

当n₁＝n₁₀＝120f₀/P₁+P₂时，n_2s＝0，该状态为本电机的准备状态。n₁由0到n₁₀的过程为本电机的过渡过程，n₁＞n₁₀的运行区域为本电机的工作区域。在工作区域，n_2s由0随n₁连续变化。

当电机B为直流励磁同步电机时，可以通过电刷、滑环结构，也可以通过双气隙的无电刷滑环结构进行直流励磁。这时升高该直流励磁电压，可使转差电机的电磁力矩减小，甚至产生制动力矩;降低该直流励磁电压，可使转差电机的转矩加大。同步电机B是依靠本身自动调节自身的功率角来实现力矩平衡。改变直流励磁电压不仅改变了转差电机的力矩，导致同步电机的功率角发生变化，同时也改变了同步电机的直流励磁磁场强度，进一步加大了该功率角的变化，当功率角超过极限值时，该同步电机就会发生失步，因此该直流励磁电压不能太小。

在转差电机转子中增加鼠笼结构，例如可用铜制槽楔做鼠笼条，端部用短路环短路。改变鼠笼电阻可以改变本电机的机械特性曲线形状。