[发明专利]动静电磁结合方法及装置

说明书

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。