CN1073813A - 动静电磁结合方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明为一种电机及电工仪器所用的动静电磁 结合方法及装置。它是在电机或电工仪器的旋转部 分轴线上安装旋转铁心、旋转线圈、静止铁心、静止线 圈等构件构成。利用本发明的方法及装置，可取消同 步电机和绕线型异步电机等的滑环和电刷，可应用于 和制造成无刷励磁、同步电机，无刷绕线型异步电机， 旋转频敏变阻起动器，无刷滑差电机，各种电工仪器， 和向其它装置的旋转部分内部无刷提供电源等。

Description

本发明属于旋转部分（转子）和静止部分利用电磁结合，进行电能传送的方法及装置，可用于同步电机无刷励磁，绕线型异步电动机无刷起动或调制，无刷滑差电机等和为电工电子装置的旋转部分内部无刷提供电源及在电工仪器中使用。

在现有技术中对同步电机提供励磁电流，对绕线型异步电动机联接起动调速电阻，一般使用在转轴上安装滑环的方式;或者使用结构复杂的整流装置或其他无刷励磁方式;或者使用谐波起动方法来解决与转动的转子绕组的电联接问题。但现有技术中的技术方案，或者由于使用了电刷和滑环，使得电机必须加长轴长，增加自重，或由于存在触点联接，势必造成电机运行可靠性降低，维修次数增加;使用整流装置或其他无刷励磁方式，虽然可避免电触点联接，但是结构复杂，造价较高;采用谐波起动方法虽可避免上述问题;但电机的定子或转子绕组必须重新设计，以满足谐波起动时必须具备的条件和要求，对现有电机改造时，需花费较大的财力、物力。

本发明的任务是，对旋转部分（转子）需要有电联接的场合，提供一种结合方法和利用该方法所需的装置。目的在于，使需要滑环和电刷联接的同步电机、绕线型异步电机、滑差电机等和电工仪器免除滑环和电刷，以及电的触点联接，并能使与转子绕组进行有效的电功率传送。

本发明所述的方法是一种可用于与电机旋转转子绕组相结合的动静电磁结合方法。其构成为旋转转子的轴线上安置一个动静电磁结合装置，该装置由旋转铁心、旋转线圈、静止铁心、静止线圈等构件组成旋转铁心与旋转转子同轴联接，在旋转铁心上安置有一个或一个以上的旋转线圈，旋转线圈与旋转铁心相对静止，每一个旋转线圈可与对应的转子绕组相联接;相应于每个旋转线圈的地方，有一组即有一个或一个以上的静止铁心，静止铁心与旋转铁心成构成磁路的方式装配在一起，旋转铁心可自由转动，在静止铁心上，对应每个旋转线圈各有一组静止线圈，每个静止线圈按各种电机或电工仪器所需的联接方式与电源或起动电阻相联接。静止铁心安装在自身的外壳或支架上，外壳或支架可固定在电机机座上或单独支撑起来。旋转铁心端部可安置轴承，轴承可固定在外壳或支架上。旋转铁心与静止铁心之间为滑动配合。

当动静电磁结合装置用于同步电机上时，在旋转线圈与对应转子绕组联接回路中串联整流电路或整流器。这时为电机转子绕组提供励磁的方法为：在静止线圈上加交流电压，通过电磁感应在旋转线圈中产生感应电流，经整流电路或整流器后向转子绕组提供直流励磁。这种方法省去了转子上的滑环与电刷，避免了触点联接。

当动静结合装置用于绕线型异步电机时，将旋转线圈与对应转子绕组相联接，静止线圈与起动电阻相联接。这样，绕线型异步电动机在起动或调速时，转子电流流过旋转线圈，通过电磁感应在静止线圈中产生感应电流流经起动调速电阻。采用这种方法及装置后，只需在旋转线圈与电机转子绕组或旋转线圈与起动电阻的联接处安置切换开关即可实现转子上无滑环、电刷，无电的触点起动、运行和调速。

当本发明所述的方法及装置仅用于绕线型异步电动机的起动时，也可以在静止铁心上不安置静止线圈，成为旋转频敏变阻器起动。当电机起动时，转子绕组中感应电流的频率较高，旋转频敏变阻器铁耗较大起到起动电阻的作用;当电机起动结束后，转子绕组自行短路。

当动静电磁结合装置用于电工仪器中时，亦可根据电工仪器具体要求，选用上述方法。

本发明所述的方法和装置，具有如下效果：

1.取消了电机转子轴上的滑环和电刷，使转子上无电的触点，提高了电机运行的可靠性。

2.简化了同步电机和绕线型异步电机的转子结构，降低了电机制造成本，可适当缩短电机的轴长。

3.本发明所说的动静结合装置，结构简单，制造容易，成本低，运行可靠，应用范围广，不仅可用同步电机，绕线型异步电机，滑差电机等，还可以在电工仪器中使用以及向其他装置的转动部分内部无刷提供电源。

4.本发明所述的动静电磁结合方法和装置，即可用于单相电机或电工仪器，又可用于多相电机及电工仪器之中。

5.根据本发明所述的动静电磁结合原理和方法，可制造出不同型状的动静电磁结合装置。

附图1：单相动静电磁结合装置原理示意图;

附图2：三相动静电磁结合装置原理示意图;

附图3：静止铁心上无静止线圈的动静电磁结合装置-旋转频敏变阻器原理示意图;

附图4：采用一个静止铁心的单相动静电磁结合装置原理示意图。

以下结合附图进一步描述本发明所述的方法中所使用的动静电磁结合装置。

本发明所述的动静电磁结合装置主要由旋转部分：旋转铁心（1），旋转线圈（2）;和静止部分：静止铁心（3）、静止线圈（4）组成。在旋转铁心（1）的一端有中心孔（5）作为旋转线圈端接线的出线孔，在旋转铁心（1）上可在相应每个旋转线圈（2）的地方各开有一个与中心孔（5）相通的引线孔（6）。旋转线圈固定在旋转铁心上。

单相动静电磁结合装置如图1所示，静止铁心（3）与旋转铁心（1）共同形成闭合磁路;静止铁心（3）可以是一个，也可以是一组即两个;静止铁心（3）与旋转铁心（1）配合处为半园型或近似半园型，当两个静止铁心合成时，成为一个整园或近似整圆，包在旋转铁心（1）上;当仅用一个静止铁心时，可采用一个有半园型的零件（7）（见附图4）与静止铁心的半园配合包在旋转铁心（1）上。该零件（7）也可以是静止铁心（3）的一部分。旋转铁心（1）与静止铁心（3）之间为滑动配合。亦可在旋转铁心（1）的端部安置轴承，轴承可固定在静止铁心的外壳或支架上（图中未画出来）。当采用两个静止铁心时，可在两个静止铁心上均安置静止线圈（4），其静止线圈的联接方式应使得保证旋转铁心（1）中的磁通方向一致;也可以将上述两个静止铁心合成一个静止铁心，或者用一个静止铁心代替上述两个静止铁心，这时旋转铁心应安装在静止铁心两边的园孔中。

多相动静电磁结合装置如图2所示：旋转铁心（1），A相旋转线圈（2），静止铁心（3），A相静止线圈（4）。图中只画出A相的旋转线圈和静止线圈，B相和C相的旋转线圈、静止线圈均未画出。多相旋转线圈都固定安置在同一旋转铁心（1）上。其它构造均与单相动静电磁结合装置相同。

当本发明所述的动静结合装置用于绕线型异步电动机当作旋转频敏变阻器使用时，只需在静止铁心（3）上不安置静止线圈即可（如图3所示）。

本发明所说的动静电磁结合装置中的旋转铁心可直接利用旋转转子轴。其方法是将旋转线圈（2）直接安置在电机转子轴上，静止铁心（3）按前述的方法安装即可。这样就可以把动静电磁结合装置与电机做成一体，并可将其安装在电机壳内部。当然，在动静电磁结合装置与电机采用分离结构时，亦可将其装配在一起，仅在电机外壳上安装一个出线盒即可。

Claims (11)

1、一种用于与旋转转子绕组相结合的动静电磁结合方法，其特征在于，在旋转转子的轴线上有一个与转子同轴旋转的旋转铁心，在旋转铁心上安置有一个或一个以上的旋转线圈，旋转线圈与旋转铁心相对静止，每个旋转线圈所与对应的转子绕组相联接；相应每个旋转线圈的地方，有一组即一个或一个以上的静止铁心，在对应每个旋转线圈的静止铁心上，各有一组静止线圈，每组静止线圈按所需的联接方式与电源或起动电阻相联接；或使电源中的电能在静止线圈中产生电流，通过电磁感应在旋转线圈中产生电功率送入转子绕组；或使转子绕组中产生的电流在旋转线圈中流过，通过电磁感应在静止线圈中产生电功率送出，以实现电能的动静电磁结合和传送。

2、根据权利要求1所述的动静结合方法，其特征在于，在旋转线圈与对应的转子绕组联接回路中，可串联整流器或整流电路或其它电子装置。

3、根据权利要求1或2所述的动静电磁结合方法，其特征在于，所说的所需的联接方式是指按一台具体电机或电工仪器所应遵循其实现所需功能的要求联接。

4、根据权利要求3所述的动静电磁结合方法，其特征在于，根据电机自身运行的要求许可时可以取消静止线圈。

5、根据权利要求4所述的动静电磁结合方法，其特征在于，所说的旋转线圈可安置于电机或电工仪器的轴上，所说的旋转铁心可以是旋转部分（转子）的轴。

6、根据权利要求4所述的动静电磁结合方法，其特征在于，所说的旋转铁心、旋转线圈、静止铁心、静止线圈可单独作成一个动静结合装置，使旋转铁心与旋转转子同轴安装。

7、一种用于与旋转转子绕组相结合的动静电磁结合装置，其特征在于，由旋转铁心、旋转线圈、静止铁心、静止线圈等构件组成，在旋转铁心上安置有一个或一个以上的旋转线圈，在对应每一个旋转线圈的外面各有一组静止线圈安置于静止铁心上，静止铁心与旋转铁心成构成磁路的方式装配在一起，旋转铁心以可以自由转动的方式与静止铁心相配合。

8、根据权利要求7所述的动静电磁结合装置，其特征在于，所说的旋转铁心一端开有用于穿引旋转线圈的端接线的中心孔，在旋转铁心上开有一个或一个以上与中心孔相通的引线孔。

9、根据权利要求8所说的动静电磁结合装置，其特征在于，所说的静止铁心可固定在外壳或支架上，外壳或支架可安装在电机机座上或单独固定;旋转铁心的端部可安置轴承，轴承安置在外壳或支架上。

10、根据权利要求9所说的动静电磁结合装置，其特征在于，所说的静止铁心上对应每个旋转线圈外面的一组静止线圈可以取消。

11、根据权利要求10所说的动静电磁结合装置，其特征在于，所说的旋转铁心可以是电机转子轴。

Images