[实用新型]高性能双转子异步电动机

说明书

本申请对象属于交流电机技术领域。

现有鼠笼式异步电动机，虽然结构简单，运行可靠，维修方便，价格低廉，但其无级调速的晶体管变频器或变压器，价格高昂。例如1984年底在哈尔滨工业大学鉴定的一台小功率可控硅调压器，价值一万余元。使这种“电机加电子化”的调速方法，难以推广使用。况且，在调速时从上述电机体内，无法提高自身的功率因数cosφ₁。

本实用新型的目的是：（1）在异步电动机体内实现无级调速。（2）调速时从电动机体内设法提高自身的功率因数cosφ。

本实用新型的目的是通过如下方法来实现的：（1）把转子分成两截：半截是异步转子，以便输出转速。另半截是磁分路转子，以便分流磁通，从而改变穿过异步转子的磁通量、转矩值与转速值。这种改变是通过下述方法来实现：转动机壳上的手轮或开动机壳上的伺服电动机，以带动由丝杠与固定到定子上的螺母构成的传动机构，使定子作轴向移动，以便改变定子与异步转子的合耦长度，即改变穿过鼠笼式异步转子的磁通量。实现鼠笼式异步电动机的无级调速。（2）对上述磁分路转子可以做成三种型式：其一是用电工钢做铁芯材料，并且固定到鼠笼转子的转轴上，使磁分路转子按异步转速旋转，称为异步磁分路转子。其二是用支撑轴承把磁分路转子悬浮托在异步转子的转轴上使磁分路转子按同步转速旋转。该转子上若没有磁源，则只有做成凸极反应式转子方可同步旋转，称为凸极反应式同步磁分路转子。由于同步时，转子里不会感应涡流，故只需要用无硅电工钢或铸钢做铁芯材料，当然用含硅电工钢亦可。其三是在上述同步磁分路转子上，施以直流磁源，例如电磁式或永久磁钢式的磁源，当定子被移动到与磁分路转子有耦合时，其直流磁源就使该电动机具有提高本身cosφ₁的功能。当异步转子输出的转速比较低，即定子与磁分路转子耦合比较长时，电动机还可能在cosφ＝1状态下运行，达到提高效率与节省能源之目的。这种有磁源的同步磁分路转子就是目前发电厂里的同步调相机的转子。显然，无磁源的凸极反应式同步磁分路转子与上述异步磁分路转子一样，不具有上述功能。在有磁源的同步磁分路转子上，产生磁通的直流励磁绕组，可以从电动机体外的直流电源，通过电动机体内的滑环一电刷装置，提供有刷励磁供电。也可以从电机体内的电枢旋转式单相或多相同步发电机，通过旋转整流二极管提供无刷励磁供电。这种发电机的磁极及励磁绕组，被固定在机壳上，而由电枢绕组及其硅钢片铁芯构成的电枢，被固定在同步磁分路转子上。本转子也可以由半截无硅电工钢或铸钢转子，另半截由无磁源或有磁源的同步磁分路转子构成。无疑，由异步转子与有磁源同步磁分路转子构成的本电动机，实质上是由异步电动机与同步调相机组合而成的一种新型电动机。

利用附图实例，对本实用新型作进一步说明。

图1〈a〉是由固定在同一转轴上的鼠笼式异步转子与异步磁分路转子构成的本电动机结构示意图。图1〈b〉是图1〈a〉的A－A剖面。图1〈c〉是图1〈b〉B－B剖面

图2〈a〉是由鼠笼式异步转子与磁分路转子构成的本电动机结构示意图。而图2〈b〉与〈c〉都是图2〈a〉B－B剖面，其中图2〈b〉是凸极反应式同步磁分路转子示意图。图2〈c〉是永久磁钢式同步磁分路转子示意图。

图3〈a〉是由“滑环－－电刷”提供的有刷励磁供电的本电动机局部剖面图；图3〈b〉〈c〉与〈d〉分别是图3的A－A，B－B，C－C剖面。

图4〈a〉是由同步发电机提供的无刷励磁供电的本电动机局部剖面图。图4〈b〉是图4〈a〉的A－A局部剖面图。图4〈c〉是同步磁分路转子上直流励磁绕组的无刷励磁供电系统图。

图5是异步转子为铸钢式实心转子局部剖面图。

图6是借用Y系列节能异步电动机改装的本电动机的与风机类型〈M_L＝Kn²〉的机械特性曲线。

参照图1〈a〉所示的本电动机是由定子〈1〉［包括其铁芯与绕组（2）］转子与调速机构构成；转子中的半截鼠笼式异步转子（3）由鼠笼绕组与硅钢片构成，另外半截的异步磁分路转子（4）上仅有铁芯。调速机构由手轮：手动一现场调速，或伺服电动机（5）电动－远距离调速及其与定子（1）之间的传动机构构成，而传动机构由丝杠（6）与固定到定子（1）铁芯上的两个螺母（7）构成。