[发明专利]一种大功率电磁调速电机

说明书

技术领域

本发明涉及电机，具体的说是一种大功率电磁调速电机。

背景技术

在冶金、石油、化工、电力、水泥建材、水务和机械等行业中存在泵、风机和压缩机以及其它机械装置等大功率负载，他们的原动机一般为三相异步电动机。这些装置的动力一般都按满产设计并设置一定富余容量，而实际工作一般都很少工作在满产状态。

传统的装置都是用普通的电机通过联轴器连接水泵、风机和压缩机，由于普通的电机不具有调速能力，工作时电机和水泵均以额定转速旋转，通过泵的阀门或者风门挡板进行节流调节，节流调节的节能效率非常低，造成这些装置的实际工作能耗高于理想工作能耗（所有装置均达到理论最高工作效率的能耗）。

有效的解决办法就是对电机进行调速，根据现场的实际需要改变电机的转速达到现场的需要，同时起到调节用户需求和节能的双重目的。现有的主要调速手段有调速型液力耦合器、变频器和调速型永磁耦合器等。

调速型液力耦合器以液体作为工作介质传递扭矩，其具有一定的无级调速功能。液力耦合器调速具有无级调速、不改变供电频率、减少启动冲击和启动负荷和不产生谐波污染的优点。但调速型液力耦合器具有效率低、具有液压油污染环境、使用成本较高和维护不方便的缺点，在重视节能环保的今天，只有少数用户选择使用，具有逐渐退出市场的趋势。

变频器是利用电力电子技术改变电网工作频率来改变三相异步电动机转速的一种调速技术。变频器具有效率和调速精度高、调速响应快和软启动等优点和功能，在自动控制领域和电机调速节能领域具有广泛的应用。但变频器具有系统复杂、可靠性低、维护难度大、使用和维护费用高、会产生电网谐波污染、对工作环境要求高和抗干扰能力弱等缺点，限制了一些用户的使用，特别是一些冶金、石油、化工、电力和水泥建材等工作环境比较恶劣的用户。

调速型永磁耦合器是近几年发展起来的一种新型调速技术，其利用永磁与导体相对运动产生的感应力和感应转矩传递动力并利用调节磁通量的方式调节转矩。调速型永磁耦合器具有效率较高、结构简单可靠、使用和维护低、不产生谐波污染和抗干扰能力强的优点。但相对于变频器其调速精度和响应速度比变频器低，这极大的限制了其在自动控制领域的应用；同时调速型永磁耦合器低速运行时还具有效率低和发热比较严重的缺陷。由于冶金、石油、化工、电力、水泥建材、水务和部分机械行业对转速精度和响应速度要求不十分高，因此调速型永磁耦合器以其优点获得了一定的市场和用户认可。

随着社会的发展，节能环保越来越受到社会的重视，特别是电机节能领域，据统计2016年全国冶金、石油、化工、电力、水泥建材和水务等行业的风机、水泵和压缩机用电量超过30000亿千瓦时，还具有15%的节点潜力，风机、水泵和压缩机的年节点潜力高达4500亿千瓦时。但上述调速型液力耦合器、变频器和调速型永磁耦合器均因为其各自的局限性难以完全满足用户电机调速节能的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术的缺点，提出一种大功率电磁调速电机，不仅结构简单，操作方便，还具有软启动的功能，能够对电机的输出扭矩和转速进行调节，降低电机的工作电流，实现节能的效果，并且能够将转速差形成的能量差转化与电网同频同相位的电能重新输送至电网输入端共同向电机供电，进一步实现节能作用。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是通过以下方式实现的：一种大功率电磁调速电机，包括电机外壳,在电机外壳内部且沿其长度方向设有主动装置和从动装置，主动装置由不转动的定子组件和转动的内转子组件组成；从动装置包括外转子组件，其中转动的内转子组件包括第一内转子和第二内转子，第一内转子与定子组件之间、第二内转子与外转子组件之间均具有转动间隙，第一内转子与定子组件进行电磁耦合传递扭矩，第二内转子与外转子组件进行电磁耦合传递扭矩。

本发明进一步限定的技术方案是：

前述的大功率电磁调速电机，定子组件包括与电机外壳固定的定子铁芯，沿定子铁芯长度方向绕设有定子线圈，定子线圈与外部电网连接；

内转子组件包括主动轴，主动轴通过轴承与电机外壳连接固定，沿主动轴长度方向依次设有第一内转子和第二内转子，第一内转子和第二内转子均为鼠笼转子，第一内转子与定子铁芯对应，通过外部电网向定子线圈通电，利用电磁耦传递扭矩驱动第一内转子转动，最终使主动轴同步转动。