[发明专利]电磁耦合励磁调速器

说明书

技术领域

本发明涉及电动机的调速技术，更具体地说，涉及一种电磁耦合励磁调速器，该调速器能够减少能耗，提高传输效率。

背景技术

自交流异步电动机问世以来，不少科技工作者为实现简单经济、可靠高效的调速技术，作出了不懈的努力。早在20世纪60年代就出现了滑差离合器，后来发展成电磁调速电动机。从当时来说，主要是解决了调速范围广的问题，而未能兼顾到能耗及效率问题。参阅图1、图2所示，电磁调速电动机10包括电磁滑差离合器11和鼠笼异步电动机1，电磁滑差离合器11包括外部旋转体111、内部旋转体112以及励磁绕组113，外部旋转体111为一个铁质的圆筒，一端与鼠笼异步电动机1的输出轴2相连，内部旋转体112包括转轴1121以及分布在转轴1121外围的多对N、S磁极1122，转轴1121一端与磁极1122相连接，另一端与负载的从动轴3连接。励磁绕组113套装在转轴1121上，并固定在一端静止的端盖114上。当励磁绕组113通以直流电流产生磁场后，磁力线穿过气隙4a才能形成到达内部旋转体112上，当鼠笼异步电动机1带动铁质圆筒转动时，铁质圆筒中产生涡流，切割磁力线而产生电磁力，从而形成转矩，使得内部旋转体112跟随旋转并带动从动轴3旋转。N磁极上的磁力线需要穿过气隙4a到达转动的铁质圆筒后，再穿过气隙4a返回到相对应的S磁极上(见图2中的虚线箭头)，而整个磁力线回路中需要穿过的气隙4a较多(见图1，除磁极与铁质圆筒之间的气隙，还包括转轴1121与端盖114以及N磁极与端盖114之间的气隙)，致使励磁损耗大，并且铁质圆筒中产生涡流而损耗较大，由于这两个原因，导致电磁调速电动机10存在能耗大、效率低(只有80％)的缺点。

近十年来，随着变频技术的出现，已逐渐被变频调速器所取代。但是，变频调速器会对电网产生谐波污染，谐波分量除了对自身三相交流异步电动机产生附加损耗和发热外，还会引起电网中其它电动机产生附加损耗和发热，所以谐波分量超过一定标准后，就必须按电网管理部门规定加装消谐装置，另外，其电子变频部分易于损坏，从而引起运行可靠性降低，特别是高压变频器故障率高，需专业人员维护，成本高。

请参阅图3所示，随着永磁材料的研究突破，近年来还出现了永磁耦合调速器20，其主要通过调节永磁体21和铜导体22之间的气隙4b大小来控制传动力矩，从而实现对负载转速的调节。但是，由于调节永磁体21和铜导体22之间的气隙4b比较复杂，随着负载不定的变化，调节机构23也在不定的运动，造成机械磨损和能量损耗。并且随着时间的推移，永磁体21的性能会发生变化，会影响调速效率。另外，装配时对环境条件要求较高，必须要在带有强磁场的情况下进行机构装配。

因此，迫切需要一种新的电动机调速器来克服现有技术存在的能耗大、效率低、易对电网造成谐波污染、结构复杂、故障率以及装配条件要求高等问题。

发明内容

针对现有技术中存在的上述的缺点，本发明的目的是提供一种电磁耦合励磁调速器，该调速器能够减少励磁损耗，提高传输效率。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

该电磁耦合励磁调速器连接设于电动机与负载之间，包括外壳、设于外壳内的外部旋转体、设于外部旋转体内的内部旋转体以及绕置于内部旋转体上的励磁绕组，所述的外部旋转体整体呈圆筒型结构的导磁体，外部旋转体一端与电动机的输出轴相连接，并且外部旋转体的内表面设有用于产生感应电流的导电体。

所述的外部旋转体采用硅钢片叠置而成，并且外部旋转体的内表面轴向均匀开有数个导条凹槽；所述的导电体包括数个鼠笼导条和设于两侧的端环，鼠笼导条分别设于相应的导条凹槽内，并且所有鼠笼导条的端部通过端环相连接并呈一鼠笼状结构。

所述的导条凹槽的形状与鼠笼导条相适配。

所述的外部旋转体为纯铁质圆筒；所述的导电体为一与外部旋转体相适配的铜质圆环，并通过螺栓紧密固定在外部旋转体的内表面上。

所述的铜质圆环的厚度为2～3mm。

所述的内部旋转体采用磁性材料制作，内部旋转体一端与负载的从动轴相连接，并且内部旋转体的外表面均匀开设有数个绕组凹槽，所述的励磁绕组绕置于相应的绕组凹槽内，而位于绕组凹槽两侧凸起的内部旋转体外表面形成数对N、S极相间的磁极。

所述的外部旋转体与输出轴相连接的一端以及内部旋转体与从动轴相连接的一端均设有滚珠轴承。

所述的导电体与内部旋转体之间的间隙小至以能够相对旋转为限。