CN2618353Y - 由制动器控制的双转子交流无级调速电动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及由制动器控制的双转子交流无级调速电动机，其特征在于：该电动机的内外转子的转轴分离、均可转动，且外转子的转速受同轴制动器转速控制，由于电磁感应，致使内转子转轴拖动负载的转速，随外转子转速均匀变化，可实现交流双转子电动机从0－额定转速的无级调速，调速范围宽，无间断，并可实现电动机空载启动，负载端带载启动，从根本上避免了过大启动电流对供电电网的反复冲击，极大的改善供电电网的品质因数，并可保证在电网电压降至85％额定电压时，该电动机正常工作。

Description

由制动器控制的双转子交流无级调速电动机

技术领域

本实用新型涉及交流电动机技术领域，特别涉及由制动器控制的双转子交流无级调速电动机技术领域。

背景技术

众所周知，电动机尤其是交流电动机，由于其具有结构牢固、制造简单、价格便宜、工作可靠、过载能力强、维修方便等特点，使其一直受到人们的重视，且在工农业生产、国防建设、科研、家电等国民经济和日常生活中均发挥着巨大的作用。但更多的行业如化工、起重、纺织、冶金等行业要求，当负载在转速、转向经常变化的复杂工况下，电动机的转速、转向要随之改变，这就涉及到交流电动机的调速问题，但长期以来，一直没有理想的调速方案，故交流电动机只被适用于恒速拖动领域。

目前，常用的使电动机转速在0-额定转速之间均匀变化的方法诸如：机械调速、能耗制动调速、变频调速等均由于调速系统的控制较复杂、只能分级、分段调速、效率低等存在不同缺欠，另外，在工农业生产、国防、交通运输、起重、化工及家用电器等行业中，电动机所带负载经常处于起、停、正、反转运行及制动、点动状态，还有更多的复杂工况及自动控制领域，对电动机调速的过高要求，使得现有的调速方案很难真正、可靠实现电动机的无级调速，而由此带来的电机、电器通断次数增多，致使电动机及其控制电路的机械寿命、电气寿命均有所降低，同时电动机的频繁启动、制动，也会造成启动陡升电流反复冲击电网，极大地影响供电电网的供电质量。此外，在起重、冶金行业中使用的电机，由于启动转矩很大，为获得良好的启动性能，不得不采用专用的YZR系列电动机，该系列电动机不仅价格昂贵，而且维修困难。其它如现有的调速方法能耗大、变频控制电路复杂等也使交流电动机的无级调速成为交流电动机在各领域更广泛应用的障碍之一。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可进入实用阶段的新型的由制动器控制的双转子交流无级调速电动机，它具有以下优良性能：

1、调速范围宽，可任意设定电动机转速，使其在0-额定转速之间均匀变化。

2、调速精度高，该交流电动机启动、制动平稳、可靠、无间断点。

3、节约能源，降低过大的启动电流，改善供电质量，避免对电网过大的冲击。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：一种由制动器控制的双转子交流无级调速电动机，包括机座、制动器、支承轴承、右端盖、左端盖，内转子与输出轴固置在一起，置于由支承轴承、固置的外转子内，内、外转子之间设有气隙，外转子与机座间设置有间隙，外转子的输入转轴固置于右端盖和支承轴承内，且与制动器的输出轴同轴，内转子的输出轴固置于左端盖和支承轴承内，及内转子与外转子共同固置于机座内。

所述内转子可以为普通交流鼠笼式电动机的鼠笼，其输出轴固置于支承轴承及左端盖内，且与负载轴相接。

所述外转子铁心上绕制有对称三相绕组，其右端通过支承轴承及右端盖固置有输入转轴，且该输入转轴与制动器的输出轴同轴，所述内转子与所述外转子之间设置有气隙。

所述外转子与机座之间设置有间隙，内外转子共同固置于机座内。

由于本实用新型采用了上述技术方案，其有益效果为：

1、可实现交流电动机转速从0至额定转速的无级调速，且调速范围宽、平稳、无间断。

2、由于输入轴与输出轴的分离，保证了电网与负载的隔离，实现了电动机空载启动而负载端带载启动，从根本上避免了陡升启动电流对供电电网的反复冲击，改善供电电网的品质因数。

3、降压启动性能良好，可在电网电压降至额定电压的百分之八十五时，保证电动机正常工作。

4、可实现被控机械运动在三维空间的高精度定位，避免点动就位，极大范围地满足各种工况使用要求。

5、本实用新型在起重作业中使用时，可保证起升电动机在不断电情况下，使负载安全、可靠地悬浮于空中任意位置，减少启动次数。

6、本实用新型控制原理简单、维修方便。

附图说明

图1为本实用新型结构原理图

其中：1-内转子，1-2-气隙，2-外转子，2-6-间隙，3-制动器，N-输出转轴，N₁-输入转轴，N₂-制动器输出转轴，6-机座，2-1、2-2、6-1、6-2-支承轴承，6-3-右端盖，6-4-左端盖，

具体实施方式

本实用新型为由制动器控制的双转子交流无级调速电动机，该电动机具有二个独立的转子：内转子1和外转子2，内转子1可为鼠笼，外转子2为普通的在铁心上绕制的三相绕组，其两端设置有支承轴承6-1、6-2，且右端与输入轴N₁固接，当对外转子2施加对称的三相交流电压后，在两转子的气隙1-2中即产生旋转磁场，该磁场在内转子1中产生感应电动势，并有感应电流通过，该感应电流与上述旋转磁场相互作用，使内转子1受到电磁力，并对外转子2产生反作用力，而使内转子1与外转子2以大小相等、方向相反的转速旋转，内转子1的左端通过支承轴承2-2、6-2与输出轴N连接在一起，输出轴N上接有负载，机座6与外转子2之间设置有间隙2-6，当外转子2的铁芯绕组上通以三相交流电后，内、外转子会发生相对转动，故称双转子交流电动机，若对双转子电机中的一个转子(如外转子)施加阻力控制，则另一转子(内转子)的转速将相应产生变化，两者转速和恒为常数即同步转速数，两者输出功率的和恒为定值，而输出转矩为恒转矩。本实用新型中对外转子2的转速进行控制后，其内转子1的输出轴N及负载转速即随之变化。其方法是：外转子2的输入轴N₁与制动器3输出轴同轴，该制动器3产生阻力矩的大小由控制电路决定，且该阻力矩同样是作用于外转子2的阻力矩，它使外转子转速发生变化的同时也使拖动负载的内转子1的转速变化，制动器3也可由反向电动机代替。

自动控制的方案为：可通过速度传感器取样，检测出输出轴N转速的变化，经由计算机组成的控制电路及一套闭环反馈装置即可准确地调控制动器3输入线圈中电流的变化及引起的制动器输出轴N₂转速的变化变化，由于N₁、N₂同轴，也即可调整双转子交流电动机的输出转速，详见专利“由制动器控制的双转子交流电动机调速控制装置”，专利号(03236680.9)。

本实用新型中由于将内、外转子分离并设置为均可转动的状态，避免了普通交流电动机由于带载启动形成的过大启动电流对电网的反复冲击、无级调速难以实现等弊端，可满足生产、家电、航空航天或其它高新技术领域中各种自动、半自动化生产及自动控制等各种复杂工况的变速要求，在提高产品的产量、质量、节约能源等方面也具有极其显著的积极效果。

Claims (4)

1、一种由制动器控制的双转子交流无级调速电动机，包括机座(6)、制动器(3)、支撑轴承(2-1)、(2-2)、(6-1)、(6-2)、右端盖(6-3)、左端盖(6-4)，其特征在于：内转子(1)与输出轴N固置在一起，置于由支承轴承(2-1)、(2-2)固置的外转子(2)内，内、外转子之间设有气隙(1-2)，外转子(2)与机座(6)间设置有间隙(2-6)，外转子(2)的输入转轴N₁固置于右端盖(6-3)和支承轴承(6-1)、(2-1)内，且与制动器(3)的输出轴N₂同轴，内转子(1)输出轴N固置于左端盖(6-4)和支承轴承(6-2)、(2-2)内，内转子(1)与外转子(2)共同固置于机座(6)内。

2、如权利要求1所述的由制动器控制双转子交流无级调速电动机，其特征在于：所述内转子(1)可以为普通交流鼠笼式电动机的鼠笼，其输出轴N固置于支承轴承(6-2)、(2-2)及左端盖(6-4)内且与负载轴相接。

3、如权利要求1所述的由制动器控制的双转子交流无级调速电动机，其特征在于：所述外转子(2)铁心上绕制有对称三相绕组，其右端通过支承轴承(6-1)、(2-1)及右端盖(6-3)固置有输入转轴N₁，且该输入转轴N₁与制动器(3)的输出轴N₂同轴，所述内转子(1)与所述外转子(2)之间设置有气隙(1-2)。

4、如权利要求1所述的由制动器控制的双转子交流无级调速电动机，其特征在于：所述外转子(2)与机座(6)之间设置有间隙(2-6)，内、外转子共同固置于机座(6)内。