CN108233673A - 基于转子回路感生电势调整型的永磁调速装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于转子回路感生电势调整型的永磁调速装置，包括外转子总成、内转子总成和调速装置总成；所述的外转子总成包括永磁体、埋入式轴承及动力输入轴；所述的内转子总成包括内转子线圈绕组和动力输出轴；所述的调速装置总成包括定子轭铁、定子线圈、壳体、出线盒和定子绕组出线；所述的外接电阻箱总成包括有级调速电阻箱及外接电阻箱引线；所述的机座总成包括底板、左端轴承座、左端轴承、右端轴承座及右端轴承。本发明取消了现有技术中滑环与电刷结构，通过调整转子回路中的感生电势使转子回路中的电流及电磁转矩发生变化，进而实现转子转速的调整；并从根本上解决了现有技术占地面积大，电刷与滑环结构故障率高的问题。
Description
技术领域
本发明涉及永磁调速装置，特别是一种基于转子回路感生电势调整型的永磁调速装置。
背景技术
中国专利CN201710262226.2提出了一种基于电流调整型的永磁调速装置，解决了现有永磁调速装置的大转差发热及调速***传动轴易于磨损的两个老大难问题。由于该装置采用电刷与滑环结构调整转子内部的感生电流进行转子调速，因而导致整个调速***的轴向长度长，占地面积大；另外，电刷与滑环为动、静结合结构，不仅产生磨损使电刷需定期更换，而且电刷与滑环间若配合不当还易产生放电、打火现象，造成滑环或电刷的过早损坏。
发明内容
为解决现有技术存在的上述问题，本发明要提供一种占地面积小、电刷与滑环结构故障率低的基于转子回路感生电势调整型的永磁调速装置。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
基于转子回路感生电势调整型的永磁调速装置，包括外转子总成、内转子总成、调速装置总成、外接电阻箱总成和机座总成；所述的外转子总成包括永磁体、埋入式轴承及动力输入轴；所述的内转子总成包括内转子线圈绕组和动力输出轴；所述的调速装置总成包括定子轭铁、定子线圈、壳体、出线盒和定子绕组出线；所述的外接电阻箱总成包括有级调速电阻箱及外接电阻箱引线；所述的机座总成包括底板、左端轴承座、左端轴承、右端轴承座及右端轴承。
所述的动力输入轴为阶梯轴结构，并通过左端轴承座与动力机连接，动力输入轴的最大内圆表面安装永磁体、中心型孔处安装埋入式轴承。
所述的内转子总成中，内转子线圈绕组为笼型转子，通过键联结或过盈配合方式固定连接在动力输出轴所对应的外圆表面；所述的动力输出轴为阶梯轴结构，一端通过埋入式轴承与动力输入轴相连，另一端通过右端轴承与右端轴承座相连，动力输出轴的中部通过键或过盈配合方式与内转子线圈绕组固定连接。
所述的调速装置总成中，壳体的外表面与机座总成中底板固定连接，内表面与定子轭铁固定连接；定子线圈套装在定子轭铁的槽型中，定子轭铁压制在壳体的内表面；出线盒将定子线圈的定子绕组出线引出；所述的外接电阻箱包括有级调速电阻箱、无级调速电阻箱及固定式电阻箱，并通过电阻箱引线与定子绕组出线相连。
所述的机座总成中，所述的左端轴承座上开有型孔；所述的左端轴承外圆安装在左端轴承座的型孔内表面，其内孔安装在动力输入轴相对应轴径的外圆表面；所述的右端轴承座开有型孔；所述的右端轴承外圆安装在右端轴承座的型孔内表面，其内孔安装在动力输出轴的对应轴径外圆表面；动力输入轴与动力输出轴的中心轴线同轴；所述的底板为平板结构，其上安装有左端轴承座和右端轴承座。
所述的有级调速电阻箱由接触器K1～KN及多级电阻R1～RN组成；所述的固定式电阻箱由三个并联的阻值固定的耗能电阻R组成。所述的无级调速电阻箱由一个变频器与一组耗能电阻组成。
进一步地，所述的底板上安装有滑动轨道，壳体沿滑动轨道左右移动，并带动调速装置总成沿动力输出轴的轴向方向左右移动。
进一步地，所述的内转子线圈绕组的结构为硬绕组、软绕组或散绕组。
进一步地，所述的有级调速电阻箱中设置K1～KN接触器触头，每相转子绕组串联电阻R1～RN；各相电阻R1～RN为并联，各相电阻R1～RN之间设置接触器触头K1～KN。
进一步地，所述的动力输入轴为导磁材料轴；所述的底板材料为优质碳素钢板；所述的动力输出轴为优质碳素钢轴。
本发明与现有技术相比，最显著的优点是：
1、本发明取消了现有技术中滑环与电刷结构，通过调整转子回路中的感生电势使转子回路中的电流及电磁转矩发生变化，进而实现转子转速的调整；并从根本上解决了现有技术占地面积大，电刷与滑环结构故障率高的问题。
2、中国专利CN201710262226.2所述的永磁调速装置，利用滑环与电刷将转子绕组中的电流引出至外接电阻箱中，然后通过调节外接电阻箱中电阻值控制转子绕组中的电流，从而控制转子的输出扭矩与转速。本发明中，利用内转子线圈绕组与定子线圈的磁场相互感应，将内转子线圈绕组中的电流引出，从而达到了与中国专利CN201710262226.2所述的滑环与电刷结构的相同效果。
附图说明
图1为本发明的机械结构示意图(壳体与底板固定连接)。
图2为本发明的机械结构示意图(壳体可沿滑动轨道左右移动)。
图3为固定式电阻箱与电阻箱引线示意图。
图4为有级调速电阻箱与电阻箱引线示意图。
图5为无级调速电阻箱与电阻箱引线示意图。
图中：1、永磁体，2、定子绕组出线，3、出线盒，4、动力输出轴，5、右端轴承，6、右端轴承座，7、内转子线圈绕组，8、壳体，9、定子轭铁，10、定子线圈，11、底板，12、埋入式轴承，13、左端轴承，14、左端轴承座，15、动力输入轴，16、电阻箱引线，17、有级调速电阻箱，18、固定式电阻箱，19、滑动轨道，20、无级调速电阻箱，21、变频器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步地说明。如图1-5所示，基于转子回路感生电势调整型的永磁调速装置，包括外转子总成、内转子总成、调速装置总成、外接电阻箱总成和机座总成；所述的外转子总成包括永磁体1、埋入式轴承12及动力输入轴15；所述的内转子总成包括内转子线圈绕组7和动力输出轴4；所述的调速装置总成包括定子轭铁9、定子线圈10、壳体8、出线盒3和定子绕组出线2；所述的外接电阻箱总成包括有级调速电阻箱17及外接电阻箱引线16；所述的机座总成包括底板11、左端轴承座14、左端轴承13、右端轴承座6及右端轴承5。
所述的动力输入轴15为阶梯轴结构，并通过左端轴承座14与动力机连接，动力输入轴15的最大内圆表面安装永磁体1、中心型孔处安装埋入式轴承12。
所述的内转子总成中，内转子线圈绕组7为笼型转子，通过键联结或过盈配合方式固定连接在动力输出轴4所对应的外圆表面；所述的动力输出轴4为阶梯轴结构，一端通过埋入式轴承12与动力输入轴15相连，另一端通过右端轴承5与右端轴承座6相连，动力输出轴4的中部通过键或过盈配合方式与内转子线圈绕组7固定连接。
所述的调速装置总成中，壳体8的外表面与机座总成中底板11固定连接，内表面与定子轭铁9固定连接；定子线圈10套装在定子轭铁9的槽型中，定子轭铁9压制在壳体8的内表面；出线盒3将定子线圈10的定子绕组出线2引出；所述的外接电阻箱包括有级调速电阻箱17、无级调速电阻箱20及固定式电阻箱18，并通过电阻箱引线16与定子绕组出线2相连。
所述的机座总成中，所述的左端轴承座14上开有型孔；所述的左端轴承13外圆安装在左端轴承座14的型孔内表面，其内孔安装在动力输入轴15相对应轴径的外圆表面；所述的右端轴承座6开有型孔；所述的右端轴承5外圆安装在右端轴承座6的型孔内表面，其内孔安装在动力输出轴4的对应轴径外圆表面；动力输入轴15与动力输出轴4的中心轴线同轴；所述的底板11为平板结构，其上安装有左端轴承座14和右端轴承座6。
所述的有级调速电阻箱17由接触器K1～KN及多级电阻R1～RN组成；所述的固定式电阻箱18由三个并联的阻值固定的耗能电阻R组成。所述的无级调速电阻箱20由一个变频器21与一组耗能电阻组成。
进一步地，所述的底板11上安装有滑动轨道19，壳体8沿滑动轨道19左右移动，并带动调速装置总成沿动力输出轴4的轴向方向左右移动。
进一步地，所述的内转子线圈绕组7的结构为硬绕组、软绕组或散绕组。
进一步地，所述的有级调速电阻箱17中设置K1～KN接触器触头，每相转子绕组串联电阻R1～RN；各相电阻R～RN为并联，各相电阻R1～RN之间设置接触器触头K1～KN。
进一步地，所述的动力输入轴15为导磁材料轴；所述的底板11材料为优质碳素钢板；所述的动力输出轴4为优质碳素钢轴。
本发明的工作原理如下：
本发明的动力输入轴15与动力机相联使永磁体1形成旋转磁场，内转子线圈绕组7切割磁力线产生感生电势进而产生感生电流，所产生的感生电流形成洛仑兹力使内转子线圈绕组7沿永磁体1的旋转方向旋转；由于动力输出轴4固定连接在内转子线圈绕组7上，因此动力输出轴4也以相同的转速旋转。
本发明的调速机理为：
由于内转子线圈绕组7内存在感生电流，其外部也将生成一感生磁场，与调速装置总成中的定子轭铁9与定子线圈10作用，将在定子线圈10内也产生一感生电动势，且内转子线圈绕组7内的感生电动势需与之平衡；通过控制定子线圈10内的感生电动势，可实现对内转子线圈绕组7内感生电动势与感生电流的调节，即增大定子线圈10内的感生电动势，将减弱内转子线圈绕组7内的感生电流，从而实现输出转速的降低；反之减小定子线圈10内的感生电动势，将增强内转子线圈绕组7内感生电流，从而实现输出转速的增大。
控制定子线圈10内的感生电动势有三种方法，分别为：
1、定子线圈10与外接电阻箱串联，调速装置总成可沿滑动轨道19左右移动，以改变定子线圈10与内转子线圈绕组7之间的磁通有效面积，从而调整定子线圈10内的感生电动势。
2、调速装置总成固定在底板11上，定子线圈10与有级调速电阻箱17串接，有级调速电阻箱17内通过控制多级触头K1～KN，将多级电阻R1～RN与定子线圈10串联，从而调整定子线圈10的感生电动势。
3、调速装置总成固定在底板11上，定子线圈10与无级调速电阻箱20串联，无级调速电阻箱20内利用变频器21可控制定子线圈10的端电压，并利用耗能电阻R将内转子线圈内多余的能量消耗掉。
本发明不局限于本实施例，任何在本发明披露的技术范围内的等同构思或者改变，均列为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.基于转子回路感生电势调整型的永磁调速装置，其特征在于：包括外转子总成、内转子总成、调速装置总成、外接电阻箱总成和机座总成；所述的外转子总成包括永磁体(1)、埋入式轴承(12)及动力输入轴(15)；所述的内转子总成包括内转子线圈绕组(7)和动力输出轴(4)；所述的调速装置总成包括定子轭铁(9)、定子线圈(10)、壳体(8)、出线盒(3)和定子绕组出线(2)；所述的外接电阻箱总成包括有级调速电阻箱(17)及外接电阻箱引线(16)；所述的机座总成包括底板(11)、左端轴承座(14)、左端轴承(13)、右端轴承座(6)及右端轴承(5)；
所述的动力输入轴(15)为阶梯轴结构，并通过左端轴承座(14)与动力机连接，动力输入轴(15)的最大内圆表面安装永磁体(1)、中心型孔处安装埋入式轴承(12)；
所述的内转子总成中，内转子线圈绕组(7)为笼型转子，通过键联结或过盈配合方式固定连接在动力输出轴(4)所对应的外圆表面；所述的动力输出轴(4)为阶梯轴结构，一端通过埋入式轴承(12)与动力输入轴(15)相连，另一端通过右端轴承(5)与右端轴承座(6)相连，动力输出轴(4)的中部通过键或过盈配合方式与内转子线圈绕组(7)固定连接；
所述的调速装置总成中，壳体(8)的外表面与机座总成中底板(11)固定连接，内表面与定子轭铁(9)固定连接；定子线圈(10)套装在定子轭铁(9)的槽型中，定子轭铁(9)压制在壳体(8)的内表面；出线盒(3)将定子线圈(10)的定子绕组出线(2)引出；所述的外接电阻箱包括有级调速电阻箱(17)、无级调速电阻箱(20)及固定式电阻箱(18)，并通过电阻箱引线(16)与定子绕组出线(2)相连；
所述的机座总成中，所述的左端轴承座(14)上开有型孔；所述的左端轴承(13)外圆安装在左端轴承座(14)的型孔内表面，其内孔安装在动力输入轴(15)相对应轴径的外圆表面；所述的右端轴承座(6)开有型孔；所述的右端轴承(5)外圆安装在右端轴承座(6)的型孔内表面，其内孔安装在动力输出轴(4)的对应轴径外圆表面；动力输入轴(15)与动力输出轴(4)的中心轴线同轴；所述的底板(11)为平板结构，其上安装有左端轴承座(14)和右端轴承座(6)；
所述的有级调速电阻箱(17)由接触器K1～KN及多级电阻R1～RN组成；所述的固定式电阻箱(18)由三个并联的阻值固定的耗能电阻R组成；所述的无级调速电阻箱(20)由一个变频器(21)与一组耗能电阻组成。
2.根据权利要求1所述的基于转子回路感生电势调整型的永磁调速装置，其特征在于：所述的底板(11)上安装有滑动轨道(19)，壳体(8)沿滑动轨道(19)左右移动，并带动调速装置总成沿动力输出轴(4)的轴向方向左右移动。
3.根据权利要求1所述的基于转子回路感生电势调整型的永磁调速装置，其特征在于：所述的内转子线圈绕组(7)的结构为硬绕组、软绕组或散绕组。
4.根据权利要求1所述的基于转子回路感生电势调整型的永磁调速装置，其特征在于：所述的有级调速电阻箱(17)中设置K1～KN接触器触头，每相转子绕组串联电阻R1～RN；各相电阻R～RN为并联，各相电阻R1～RN之间设置接触器触头K1～KN。
5.根据权利要求1所述的基于转子回路感生电势调整型的永磁调速装置，其特征在于：所述的动力输入轴(15)为导磁材料轴；所述的底板(11)材料为优质碳素钢板；所述的动力输出轴(4)为优质碳素钢轴。
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| CN107579646A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-01-12 | 大连交通大学 | 调压调速型永磁调速装置 |
| CN109412386A (zh) * | 2018-12-17 | 2019-03-01 | 大连交通大学 | 一种绕线式转子永磁调速装置 |
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