[实用新型]异型转子超低速大扭矩短磁路调速电机

说明书

技术领域：

本实用新型为一种异型转子超低速大扭矩短磁路调速电机，是对油田管式泵机械采油拖动装置的重大技术突破，是本专利权人《低速大扭矩异型电机拖动高效低耗智能抽油机》(ZL 02 2 57259.7)的核心部件，属电磁应用新领域。

背景技术：

自十八世纪四十年代电磁理论应用于电机实践以后，近二百年以来，电力拖动装置的发展不断推陈出新，交流同步、交流异步、直流并励、串励、复励等各类电机异彩纷呈，单相、两相、三相五花八门。电机的应用极大地提高了生产率和产品质量，极大的方便了自动控制和远程操纵，极大地减轻了繁重的体力劳动，各式各样的电机已成为工农业、科技、国防和人们日常生活赖以生存和发展的动力之源。结构简单，能量转换方便，运行经济可靠是电机长盛不衰的根本原因。二十世纪八十年代中后期，又成功地开发出一种启动扭矩大、启动电流小、适用于频繁正、反转的开关磁阻电机，在纺织、印染、风机、水泵、电气机车及油田抽油机调速拖动方面取得了良好的节电降耗效果。近年来，可以实现低速大扭矩的滚切式电机也引起了电机行业的高度关注。但在许多情况下，如油田管式泵机械采油系统，换向麻烦、调速困难、能耗高，普通电机和通常适用于高速运行的开关磁阻电机不借助其它机械传动装置，难以适应此种工况的运行要求，亟待开发一种全新的电机类型。多年来，本专利权人跟踪电机技术发展的前沿，对低速大扭矩电机作了深入研究，开发出解决诸如低转速、大扭矩、频繁换向、节能降耗的电力拖动装置。本实用新型就是在本专利权人ZL 00 2 46414.4、ZL 00 2 59694.6、ZL 02 2 57259.7专利技术的基础上创新改进，使之更趋完善的新一代机型。

发明内容：

本实用新型的目的是探索一种调速简单、换向方便、大扭矩、低转速的电磁方法，巧妙地设计一种全新的电机，以取代笨重昂贵的减速机构和复杂的换向系统，为诸如管式泵机械采油等矿场开发一种机电一体化的高效低耗拖动设备，开创电磁应用新领域，实现油田管式泵机械采油等行业节能降耗的革命性突破。

为实现上述目的，本实用新型突破了传统电机的设计模式，采用相极独立磁路、不等齿距、异型转子、大小齿短磁路结构设计的调速电机，克服了普通电机低转速、大扭矩不易实现的难题，辅之以电力电子控制电路可实现对转速、转向、转矩的控制，四象限运行，实现了诸如油田管式泵机械采油等领域拖动装置的革命性突破。

本实用新型的技术解决方案是：

1.整机结构

整机由通过支座(1)、主轴(2)、键(3)、轴承(4)固定在爬犁式底座上的异型定子(6)、异型转子(7)及角度齿盘(16)和传感器(17)等控制、保护元件组成；异型定子(6)分别由支座(1)、接线盒(18)、锁定销(15)、散热片(14)、定子铁芯(9)、励磁绕组(21)组成；异型转子(7)分别由悬绳槽或悬带槽(10)、刹车盘(11)、保险绳槽和保险绳孔(12)、密封环(13)、转子铁芯(8)组成；异型定子(6)、异型转子(7)为双凸极、大小齿(19)短磁路结构；整机润滑部位由轴承端盖(5)密封。

2.转子滚筒设计

异型转子(7)的外观形状为对称轮轴式双端驱动内、外转子变矩滚筒，筒状异型外转子滚筒，单端驱动内、外转子变矩滚筒；异型转子(7)的构造为中空轮辐式结构，其径向对称中心开轴孔，备受力部位设加强筋，其轴向对称中心设悬绳槽或悬带槽(10)，槽外表面为铸造糙面或硫化耐磨橡胶；悬绳槽或悬带槽(10)两侧为刹车盘(11)，刹车盘(11)外侧为保险绳槽和保险绳孔(12)，保险绳槽和保险绳孔(12)用刹车盘(11)和密封环(13)遮挡，密封环(13)外端对称设置转子铁芯(8)；异型转子(7)的支撑方式为定子与支座连体式、定子与支座分体式、支座与主轴独立支撑式；轴承(4)装配于转子轴孔内，亦可装配于定子轴孔内。

3.定子设计

异型定子(6)与异型转子(7)对应为不同的外、内轮辐式结构，两轴端对称设置，各受力部位设加强筋；异型定子(6)外端部上下侧分别设锁定销(15)、接线盒(18)，内端部上下侧小于180度的外圆弧面外加厚，钻螺孔，分别用弧形盖板固定两端定子外壳和与底座紧固；对应的内、外轮缘固定定子铁芯(9)，定子铁芯(9)齿间装有集中励磁绕组(21)；异型定子(6)轴孔开键槽。

4.磁路设计