[发明专利]一种改变定转子磁场分布的鼠笼调速电机

说明书

技术领域

本发明涉及电力驱动领域—一种改变定转子磁场分布的鼠笼调速电机的方法。

背景技术

在工业和人民生活中，大量的风机、水泵等设备需要变速运行，以降低这些设备的运转能耗。工业领域如电力、石油化工、冶金、水泥行业的风机、水泵、压缩机、轧钢机和空分装置等大部分需要调速运行，占整个工业的70％左右；民用如空调、冷藏—冷冻设备和通风设备也需要调速；纵观工业和民用，电动机的调速市场占整个电力需求的60％以上。

工业上对风机、水泵、压缩机、轧钢机和空分装置等进行调速的主要技术有：液力偶合器、高(中)低压变频器、永磁调速装置和汽轮机驱动等。其中液力偶合器、永磁调速装置均需要在电动机和被驱动设备(如风机、水泵等)之间安装独立的调速设备，造成系统结构复杂，维护工作大，造价高；同时液力偶合器消耗大量高品质的液压油、永磁调速装置需用大量的稀土永磁材料；汽轮机是替代电动机进行驱动的，系统复杂，造价高，维护工作大；高(中)低压变频器是对电动机的电源进行调频—调压控制，体积大、寿命期投资费用高(约10年左右进行更换)、修理难度大，消耗大量的贵重金属(如金、铜)，同时大功率、高电压电力电子器件基本被国外垄断。

以上几种大功率调速设备除汽轮机驱动外，均涉及到电动机调速驱动，采用的调速装备均是独立于电动机外的设备，造成系统复杂、维护难度大、占用空间多、投资高等。

发明内容

本发明涉及一种改变定转子磁场分布的鼠笼调速电机，与已经申报专利的一种通过改变电动机转子磁场分布的交流调速电动机(申请号：201310743285.3)属于两种不同原理实现的电动机调速技术，此种电动机将电能转换为机械能的同时，通过改变电动机定子磁场在鼠笼转子的分布，实现了电动机的无级调速，即实现了电动机直接调速。

本发明的技术方案是：一种改变定转子磁场分布的鼠笼调速电机，包括电动机外壳组件(1)、电动机定子组件(2)、电动机轴组件(3)、转子组件(4)、调速组件(5)、定转子磁隙(6)，其特征是：

1电动机壳体组件(1)，包括电动机外壳(1-1)、电动机端盖(1-2)、轴承端盖(1-3)、转子轴承(1-4)、固定螺栓(1-5)；电动机外壳(1-1)上固定着定子铁心(2-1)和定子通风部件(2-2)，电动机外壳(1-1)两端固定着电动机端盖(1-2)，电动机端盖(1-2)固定着转子轴承(1-4)和轴承端盖(1-3)，两侧电动机端盖(1-2)用固定螺栓(1-5)固定在电动机外壳(1-1)上；电动机轴(3-1)固定在转子轴承(1-4)上，电动机轴(3-1)通过轴向轴承部件(3-4)与电动机转子组件(4)实现连接，实现电动机转子组件(4)在电动机轴(3-1)上轴向移动；转子组件(4)中的转子驱动耦合件(4-7)通过调速驱动组件(5-1)、中间传动机构(5-2)与控制电动机(5-3)相连接，调速驱动组件(5-1)与转子驱动耦合件(4-7)通过滑动模块或轴承连接，中间传动机构(5-2)与控制电动机(5-3)固定在电动机端盖(1-2)；传感器(5-4)与调速驱动组件(5-1)接触(或采用非接触的涡流探头)并固定在电动机端盖(1-2)；转子铁心(4-1)、分段鼠笼转子(4-2)与定子铁心(2-1)之间通过定转子磁隙(6)实现磁耦合。

将定子铁心分成多段(导磁材料)并与定子通风部件(非导磁材料)相邻布置，将转子铁心(导磁材料)分成多段带鼠笼和不带鼠笼的转子并相邻布置是本发明电机调速的基础，带鼠笼和不带鼠笼转子之间设计有通风间隙。

2电动机定子组件(2)，包括定子铁心(2-1)、定子通风部件(2-2)、定子通风孔(2-3)、铁心固定螺栓(2-4)、定子线圈(2-5)，定子铁心(2-1)与定子通风部件(2-2)相邻布置，由于定子通风部件(2-2)不导磁，故定子线圈(2-5)产生的旋转磁场主要集中在定子铁心(2-1)中，定子铁心(2-1)采用高质量的硅钢片或其他优质导磁材料。

3电动机轴组件(3)，包括电动机轴(3-1)、转子轴轴流风扇(3-2)、转子滑道(3-3)、轴向轴承部件(3-4)，电动机轴(3-1)中的转子滑道(3-3)与转子组件(4)是通过轴向轴承部件(3-4)相连接，实现转子组件(4)在电动机轴(3-1)轴向灵活移动(在允许的范围内)、从而实现调速的目的；同时电动机轴上安装用于冷却转子的转子轴轴流风扇(3-2)。