[发明专利]双磁场变场式异步调速电动机

说明书

技术领域

本发明属于电动机技术领域，尤其涉及一种拥有两个磁场的双磁场变场式异步调速电动机。

背景技术

现有技术的调速方法有两类：一是电动机调速，如直流电动机调速、变磁级对数调速、变频调速、变电压调速及展波调速。由于设备复杂、容量大、电压高，这些方法得不到广泛应用；二是机械调速，如变档调速、液压调速、偶合器调速等。由于机械调速必须增设一套机械装置，投资大、能耗高，而且灵敏性差、故障率高、维护工作量大。特别是大功率机械调速，目前尚无大容量无级调速的异步电动机可以实现，只能增设液力偶合器、摩擦片偶合器等。然而这些机械调速装置设备庞大，结构复杂，价格昂贵，生产过程中运行维护工作量大，可靠性低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的缺陷，提供一种改进的，利用矢量合成法改变磁场大小从而直接进行无级调速的双磁场变场式异步调速电动机，解决异步电动机定子磁场的合成可变问题，要求技术先进可靠、结构简单可行。

本发明的技术解决方案是，所述双磁场变场式异步调速电动机，如图1所示，具有绝缘外壳5，该绝缘外壳5中，有圆柱状转子1，转子1上同轴线套有筒状定子，其技术特点在于，所述定子为二个，一为内定子3，一为外定子2，均呈筒状。内定子3与外定子2同轴线顺序间隙配合套装在所述转子1上并由此组成截面呈转子-定子-定子-外壳之径向辐射状多环层，使内定子3与外定子2中的其中任一个定子能在设定几何角度范围内往复转动，内定子3的线圈与外定子2的线圈同相序同相位电连接。此外，所述外定子2或内定子3径向一侧还配置有一执行器4并由该执行器4执行驱动及在可调几何角度范围内任一位置锁定外定子2或内定子3。

本发明的双磁场变场式异步调速电动机如上述由转子1、外定子2、内定子3和执行器4组成。其中的转子1，其结构为鼠笼式结构，与常用异步电动机转子结构相同，由转子铁芯和转子线圈组成。传统的定子亦与常用异步电动机的定子结构相同，只是被设为径向套装的两个同结构的半容量定子，一个是外定子2，一个是内定子3，均由定子铁芯和定子线圈组成并与执行器4匹配组装。两定子线圈的绕组形式、绕线方式、磁极对数等电气参数相同。所述执行器4亦为传统的通用执行器。该执行器可接受由手动控制、电动控制、远方电动和自动调节装置下达的操作指令。从而实现遥控和自动调节双磁场变场式异步电动机转速的目的，易于实现远动、自动及计算机化。

本发明的工作原理是，基于磁场是一种矢量，可以利用改变两个分磁场的夹角以使合成磁场发生相应变化原理，得以完成异步电动机调速的目的。如附图1所示，外定子2产生的旋转磁场为F₁，内定子3产生的旋转磁场为F₂，假设F₁和F₂之间初始夹角为α，合成旋转磁场为F，如附图2所示，当执行器4驱动内定子3转动时，旋转磁场F₂即随之转动而到F₂′的位置，两个旋转磁场之间的夹角变为α′，合成旋转磁场则为F′。可见，F′与F相比较，方向和大小都发生了显著的变化。从设计上和定子线圈的连接入手，我们可以做到使外定子2和内定子3产生的两个旋转磁场F₁和F₂它们的大小相等，转速相同，转向一致。显然，合成旋转磁场F的大小仅取决于F₁和F₂之间的夹角α。当α从0°-180°变化时，合成旋转磁场F即从2F₁(F₂)变到0。也就是说，双磁场变场式异步调速电动机是利用矢量合成法改变磁场大小以实现异步电动机调速的。

本发明的有益效果是，双磁场合成法对电动机发生影响，只需通过调整两个磁场的夹角即可改变合成磁场的大小实现异步电动机转速的调节。说明这种矢量合成法是目前最先进的、简单可行的调速方法。可广泛应用于电力、化工、机械、采矿、冶金、交通运输各个行业，充分满足对机械调速的要求。该方法与当前常用调速方法相比，具有明显的优点和经济效果：

1、在设备结构上，仅将异步电动机定子分成两个半容量定子，由同一电源供电，无需附加任何其它设备，节约投资，可靠性高，维护工作量少。

2、调节方法简单。只需改变内定子与外定子之间的几何夹角，即可实现无级调速；

3、无附加机械调速设备和电气调节装置，大大减少了电能和机械能消耗，节能效果佳；

4、可解决目前大容量、高电压异步电动机调速的困难；

5、能消除大容量异步电动机起动时，电源电压大幅度降低的现象；