CN201682390U - 一种三相交流异步鼠笼式调速电动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的一种三相交流异步鼠笼式调速电动机，涉及电动机技术领域，转子与电机主轴(1)键连接，且转子通过调节装置实现在电机主轴(1)上的左右滑动；所述转子设置为两段，一段为笼条转子(3)、一段为无笼条转子(4)；其中调节装置设置为一级齿轮传动、二级螺母丝杠传动结构的机械调节装置或设置为液压推动装置；该电动机不仅不产生变频调速系统在运行中产生有害的高次谐波及各自负效应、具有无极调速功能、软启动功能，且机械结构简单、体积小、装卡方便。

Description

一种三相交流异步鼠笼式调速电动机

技术领域

本实用新型涉及电动机技术领域，特别是涉及一种三相交流异步鼠笼式调速电动机。

背景技术

常用的交流电机调速方式，如变频调速是改变电动机定子电源的频率，从而改变其同步转速的调速方法，变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器；变频调速具有调速范围大、稳定性平滑性较好、机械特性较硬的特点；但使用中也存在着高次谐波污染、变频设备故障的不确定性、维护检修困难等不足。

再如磁力耦合器调速系统，虽然不会对电网产生高次谐波污染，但并不能实现真正的软启动，只是电机空载启动；且磁力耦合器所用超强磁体，铜转子等材料价格昂贵，造价高。

关于交流电机调速技术的改进及完善工作一直在进行，如在2009年2月18日公告的发明专利申请200710146755.2中，提出了一种通过分流磁场来调整电机转速的技术方案，具体实施为在定子铁芯长出转子铁芯的一段和定子绕组端部长度的内侧所形成的空腔内，设有调控三相交流定子绕组电势幅值大小的转速调节器；其中转速调节器是由一头固定在电动机端盖内侧面的2至4根带有轴向导槽的导轨，并能在导轨上移动的定子铁芯内齿轭构成；内齿轭通过传动机构带动，其中传动机构是由伺服电机驱动，伺服电机的轴齿轮与传动轴上的齿轮啮合驱动传动轴，传动轴螺纹端与固定在内齿轭侧面的1至3个内螺纹套筒或滚珠螺旋副传动带动内齿轭沿导轨运动；其中传动轴的一头或中间设有与伺服电机传动连接的蜗轮、链轮或同步齿轮。所述申请虽然比变频调速系统的运行效率高，且不产生变频调速系统在运行中产生有害的高次谐波及各自负效应；但无法实现电机的软启动，且自身的调速范围较窄，其伺服电机、导轨、链轮或同步齿轮的设置增大了电机尺寸，且在一定的空间内实现上述机构的安装设置，无疑增加了工艺成本。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提出一种三相交流异步鼠笼式调速电动机，该电动机不仅不产生变频调速系统在运行中产生有害的高次谐波及各自负效应、具有无极调速功能、软启动功能，且机械结构简单、体积小、装卡方便。

为实现上述发明目的，本实用新型采用如下所述的技术方案：

一种三相交流异步鼠笼式调速电动机，通过调节装置改变转子与定子的相对位置，调节转子与定子间的电磁耦合量来达到电机无级调速的目的；其具体的结构设置为：包括电机外壳、前端盖、后端盖、前端盖轴承、后端盖轴承、定子、转子、电机主轴，其中转子与电机主轴键连接；其特征是：所述转子设置为两段，一段为笼条转子、一段为无笼条转子，且转子通过调节装置实现在电机主轴上的左右滑动。

所述的三相交流异步鼠笼式调速电动机，所述调节装置设置为一级齿轮传动、二级螺母丝杠传动结构的机械调节装置；其中电机主轴上对应于转子两端位置分别开有键槽、转子两端设置的转子轴套与电机主轴滑键连接；任一端转子轴套外圈套设轴承、轴承设置在轴承连接器内，轴承连接器外连支撑架；支撑架端部对称设有内螺纹套筒、内螺纹套筒与丝杆相传动形成二级螺母丝杠传动结构；所述丝杆设置在电机外壳内部定子一端的传动齿轮支撑架、丝杆支撑架之间；其中丝杆上内螺纹套筒与传动齿轮支撑架间设置有齿轮、所述齿轮与设置在传动齿轮支撑架上的传动齿轮啮合形成一级齿轮传动结构；其中所述一级齿轮传动结构的传动齿轮与伺服电机齿轮相啮合。

所述的三相交流异步鼠笼式调速电动机，所述电机主轴同一截面上的键槽对称设置。

所述的三相交流异步鼠笼式调速电动机，所述丝杆及与丝杆相传动的内螺纹套筒、丝杆一端设置的齿轮至少为两套。

所述的三相交流异步鼠笼式调速电动机，所述转子轴套外圈套设轴承为推力球轴承或深沟球轴承。

所述的三相交流异步鼠笼式调速电动机，所述调节装置设置为液压推动装置。

由于采用如上所述的技术方案，本实用新型的有益效果是：

1)、由于伺服电机传动装置的减速齿轮与机械调节装置的传动齿轮相啮合带动转子沿电机主轴滑动，调节转子与定子间的电磁耦合量来达到电机无级调速的目的；完全避免了变频调速系统在运行中产生有害的高次谐波危害。

2)、本实用新型所述调速电动机启动时，带笼条转子在定子铁芯外边，当三相交流电通过定子绕组时，在定子铁芯内产生旋转磁场，通过无笼条转子铁芯构成磁回路，带笼条转子内不产生感生电流，故此定子绕组中只有励磁电流，没有转子反射电流，所以启动瞬间电流很小；在调节装置的控制下，将带笼条转子缓慢推入定子，使转子电流逐步增加，转子转速逐步提高，即可达到在启动过程中电机定子绕组电流不超过额定工作电流，从而实现软启动。

3)、本实用新型通过传动齿轮使两丝杆同向转动，且采用的内螺纹套筒与丝杆传动结构，机械结构简单、占用空间小，有效减小了电机尺寸。

附图说明

图1是本实用新型电机的剖视图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是本实用新型转子轴套外圈与轴承连接器连接结构示意图；

图4本本实用新型转子轴套外圈与轴承连接器另一连接结构示意图；

图5是本实用新型实施时控制流程图；

图中：1、电机主轴；2、转子轴套；3、笼条转子；4、无笼条转子；5、前端盖；6、外壳；7、丝杠；8、内螺纹套筒；9、齿轮；10、传动齿轮；11、传动齿轮支撑架；12、轴承连接器；13、风扇；14、机座；15、伺服电机齿轮；16、后端盖；17、定子；18、前端盖轴承；19、后端盖轴承；20、丝杠支撑架；21支撑架。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进一步说明，需解释的是，本实用新型并不局限于下述实施例；公开本实用新型的目的旨在保护本实用新型范围内的一切变化及改进；只要通过调节装置实施转子在电机主轴上的滑动位移，改变转子与定子的相对位置，调节转子与定子间的电磁耦合量来达到电机无级调速的目的的；无论调节装置的具体结构如何，均在本实用新型范围内的保护范围之内。

一种三相交流异步鼠笼式调速电动机，以调节装置设置为一级齿轮传动、二级螺母丝杠结构的机械调节装置为例来说明。

图1中，机座14上电机外壳6内部长度方向中间略靠右位置设有定子17铁芯，电机主轴1上中部位置设有转子，其中转子分两部分，一部分为笼条转子3、另一部分为无笼条转子4；电机主轴1两端通过前端盖轴承18、后端盖轴承19设置在前端盖5、后端盖16上。后端盖16外部、电机主轴1上设有散热风扇13。电机外壳6内部定子17左边设有机械调节装置，机械调节装置通过传动齿轮支撑架11、丝杆支撑架20固定在电机外壳6内；传动齿轮支撑架11、丝杆支撑架20之间设有丝杆7，丝杆7上有两套传动装置，一套为齿轮传动、一套为丝杠螺母传动；其中齿轮传动具体结构为，丝杆7一端固联的齿轮9与固联在传动齿轮支撑架11上的传动齿轮10啮合，将动力传至丝杆7；丝杠螺母传动具体结构为，丝杆7上套设内螺纹套筒8，内螺纹套筒8外部固联支撑架21，支撑架21与设置在转子端部的转子轴套2通过轴承连接器12联接；转子轴套2与电机主轴1滑键连接，将动力传至转子。

图2中，传动齿轮10由伺服电机齿轮15带动，同时传动齿轮10起到同步齿轮的作用，使设置在电机外壳6内部上端、下端的丝杆7上的两个齿轮9同步转动。其中伺服电机传动装置和控制电路未在图中出现。

图3、图4中，转子轴套2与轴承连接器12可通过推力球轴承或深沟球轴承连接。

图5中，电机启动前准备工作为：控制电路根据设置指令使伺服电机转动，伺服电机齿轮15与传动齿轮10啮合，传动齿轮10分别与两个齿轮9啮合，使两个齿轮9同向转动，同时齿轮9带动丝杠7转动，通过丝杠7、内螺纹套筒8的传动将旋转运动转化为直线运动，再通过轴承连接器12带动转子在电机主轴1上右移达到设定位置，即无笼条转子4与定子17位置相对应，启动前准备完成。

电机主绕组供电，此时与定子17对应的转子为无笼条转子4，故主绕组电流很小；同时控制电路发出指令使伺服电机转动，通过齿轮传动、机械调节装置使转子自右向左移动，电磁耦合逐步加强，转速逐步增加，直到达到设定转速。

运转过程中，可以通过调整控制电路手动调整旋扭即给出外部控制信号至控制电路调整转速，也可由控制输入端输入控制信号如电机电流信号、电机转速信号进行自动调整。

可以直接停止运转，也可以按启动过程反向运行，以实现软停止；即当电机正常运转时，在机械调节装置的控制下，将转子缓慢推出定子铁芯，使转子流逐步减小，转子所受罗仑兹力随之减小，转速随之降低，直到完全停止，以实现软停止。

文中未详尽叙述部分如伺服电机及控制电路为现有技术。

Claims (6)

1.一种三相交流异步鼠笼式调速电动机，包括电机外壳(6)、前端盖(5)、后端盖(16)、前端盖轴承(18)、后端盖轴承(19)、定子(17)、转子、电机主轴(1)，其中转子与电机主轴(1)键连接；其特征是：所述转子设置为两段，一段为笼条转子(3)、一段为无笼条转子(4)，且转子通过调节装置实现在电机主轴(1)上的左右滑动。

2.根据权利要求1所述的三相交流异步鼠笼式调速电动机，其特征是：所述调节装置设置为一级齿轮传动、二级螺母丝杠传动结构的机械调节装置；其中电机主轴(1)上对应于转子两端位置分别开有键槽、转子两端设置的转子轴套(2)与电机主轴(1)滑键连接；任一端转子轴套(2)外圈套设轴承、轴承设置在轴承连接器(12)内，轴承连接器(12)外连支撑架(21)；支撑架(21)端部对称设有内螺纹套筒(8)、内螺纹套筒(8)与丝杆(7)相传动形成二级螺母丝杠传动结构；所述丝杆(7)设置在电机外壳内部定子一端的传动齿轮支撑架(11)、丝杆支撑架(20)之间；其中丝杆(7)上内螺纹套筒(8)与传动齿轮支撑架(11)间设置有齿轮(9)、所述齿轮(9)与设置在传动齿轮支撑架(11)上的传动齿轮(10)啮合形成一级齿轮传动结构；其中所述一级齿轮传动结构的传动齿轮(10)与伺服电机齿轮(15)相啮合。

3.根据权利要求1或2任一权利要求所述的三相交流异步鼠笼式调速电动机，其特征是：所述电机主轴(1)同一截面上的键槽对称设置。

4.根据权利要求2所述的三相交流异步鼠笼式调速电动机，其特征是：所述丝杆(7)及与丝杆相传动的内螺纹套筒(8)、丝杆一端设置的齿轮(9)至少为两套。

5.根据权利要求2所述的三相交流异步鼠笼式调速电动机，其特征是：所述转子轴套(2)外圈套设轴承为推力球轴承或深沟球轴承。

6.根据权利要求1所述的三相交流异步鼠笼式调速电动机，其特征是：所述调节装置设置为液压推动装置。

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