一種固定磁隙的永磁調速器制造技術

本實用新型專利技術涉及一種固定磁隙的永磁調速器，包括與輸入軸連接的電樞轉子、位于電樞轉子末端且與電樞轉并列設置的電樞定子以及與輸出軸連接的位于電樞轉子及電樞定子圓周內側的內磁轉子；電樞轉子包括鐵芯、沿鐵芯內圓周面周向分布的繞組線圈B；電樞定子包括固定座及沿固定座內圓周面周向分布的繞組線圈A；內磁轉子沿其外圓周面并列分布有永磁體B和永磁體A；繞組線圈B與繞組線圈A之間連接有控制系統，電樞轉子上安裝有滑環。本實用新型專利技術采用了滑差能量整流反饋技術，通過繞組線圈A實現快速助推或制動，從而使該固定磁隙調速器調速反應快速、靈活、穩定，通過滑差能量整流反饋助推作用，從而實現了調速效率的最大化。

【技術實現步驟摘要】
一種固定磁隙的永磁調速器
本技術涉及一種調速器，具體涉及一種固定磁隙的永磁調速器。
技術介紹
永磁調速器是通過永磁體的磁力耦合調速，實現電動機和負載的軟(磁)連接，無任何影響電網的諧波產生，可靠性高，并可在高溫、低溫、潮濕、骯臟、易燃易爆、電壓不穩及雷電等各種惡劣環境下工作，大幅減輕機械振動，廣泛應用于電力、鋼鐵、冶金、石化，造紙、市政、艦船、灌溉及采礦等行業。而目前常用的永磁調速器均是通過調整氣隙來實現轉速調整的，磁路調節器的功率消耗大，且存在扭矩傳遞能力差、裝配難度高、浪費大量稀土資源等缺點。為解決上述問題，專利CN2015108084423提出一種固定磁隙的永磁調速器，從保持磁隙不變、改變磁力線的數量入手去設計的永磁調速器，通過控制永磁轉子對外展現的磁性大小，從而達到改變轉矩的目的。但輸入、輸出之間存在滑差，無法實現同步，且滑差產生的熱量被消耗掉，轉矩傳遞能力較低。
技術實現思路
針對上述問題，本技術提供一種可降低磁路調節器功率消耗、提高扭矩傳遞能的固定磁隙的永磁調速器。目前的永磁調速器都是通過改變導體轉子與永磁轉子之間的氣隙從而控制導體轉子切割磁力線的多少，來實現轉矩調整的，由于這種方式存在很多弊端，本技術基于電磁原理，將輸入、輸出之間產生的滑差能量重復利用，從而提高轉矩的傳遞能力。為解決上述問題，本技術采取的技術方案為：一種固定磁隙的永磁調速器，包括與輸入軸連接的電樞轉子、位于電樞轉子末端且與電樞轉并列設置的電樞定子以及與輸出軸連接的位于電樞轉子及電樞定子圓周內側的內磁轉子；所述的電樞轉子包括鐵芯、沿鐵芯內圓周面周向分布的繞組線圈B；所述的電樞定子包括固定座及沿固定座內圓周面周向分布的繞組線圈A；所述的內磁轉子沿其外圓周面并列分布有永磁體B和永磁體A；所述的永磁體B和永磁體A分別與繞組線圈B和繞組線圈A對應設置；所述的繞組線圈B與繞組線圈A之間連接有用于電能轉換的控制系統，所述的電樞轉子上安裝有滑環。電樞轉子呈圓筒狀，其底端連接輸入軸，其側壁的內側面周向分布有繞組線圈B；電樞轉子頂端開口，且并列布置有兩端開口的圓筒狀的電樞定子；內磁轉子由電樞轉子開口端插入電樞轉子內側。調速器原理：電樞轉子轉動時與內磁轉子產生相對運動，繞組線圈B切割磁場產生電流，同時電流又產生感應磁場與永磁場相互作用，最終帶動內磁轉子沿與電樞轉子相同的方向轉動，從而帶動連接在內磁轉子上的輸出軸轉動并輸出動力。繞組線圈B經控制系統連接至繞組線圈A，繞組線圈B產生的電流經控制系統給電樞定子上的繞組線圈A通入電流，根據電磁感應原理，在內磁轉子上的永磁體A磁場中產生電磁力，電磁力的方向取決于繞組線圈A施加電流的方向；當電磁力的方向與輸入軸的方向相同時，表現為助推力即驅動力，此時輸入軸的輸入功率約等于輸出軸的輸出功率(忽略電樞電阻、控制系統及轉動系統的損耗)；反之為制動力，輸入軸的輸入功率大于輸出軸的輸出功率。所述的控制系統包括接在線圈繞組B兩端的整流模塊、接在整流模塊輸出端正負極之間的的調節控制電路和三相橋式逆變電路；三相橋式逆變電路輸出端接線圈繞組A；所述的三相橋式逆變電路包括六個場效應管；所述的調節控制電路包括三個霍爾元件及一控制芯片；三個霍爾元件的電源端、接地端分別接至整流模塊輸出端正極、負極，三個霍爾元件的輸出端均接至控制芯片輸入端，控制芯片電源端接整流模塊輸出端正極，控制芯片的輸出端分別接在六個場效應管的柵極，控制芯片的控制端分別引出驅動控制線和制動控制線，控制芯片還接有調速電阻。該系統基于典型的無刷電動機的控制原理，整流模塊用于整流并防止電流反充。利用上述控制系統的調速過程：調節調速電阻，當調速電阻在調速0位置時，繞組線圈B中驅動電流為0，反應到整流回路輸出電流約等于0，同理反應到繞組線圈A回路中電流輸出約等于0，此時輸入轉速為額定轉速，輸出轉速為0；當調速電阻在調速滿程位置時，繞組線圈B中驅動電流為最大，反應到整流回路輸出電流最大，同理反應到繞組線圈A回路中電流輸出最大，此時輸入功率約等于輸出功率，輸入轉速約等于輸出轉速；加速和運行時，正推(驅動)工作；減速和停機時制動工作。調節調速電阻的過程即為調速器的調速過程。所述的控制系統包括由線圈繞組B、可控導通部件、整流模塊構成的回路；線圈繞組B兩端并聯有調速電阻，整流模塊輸出端正負極之間接有調節控制電路和三相橋式逆變電路；三相橋式逆變電路輸出端接線圈繞組A；所述的三相橋式逆變電路包括六個場效應管；所述的調節控制電路包括三個霍爾元件及一控制芯片；三個霍爾元件的電源端、接地端分別接至整流模塊輸出端正極、負極，三個霍爾元件的輸出端均接至控制芯片輸入端，控制芯片電源端接整流模塊輸出端正極，控制芯片的輸出端分別接在六個場效應管的柵極，控制芯片的控制端分別引出驅動控制線和制動控制線。該系統基于典型的無刷電動機的控制原理，整流模塊用于整流并防止電流反充。利用上述控制系統的調速過程：調節調速電阻，當調速電阻在調速0位置時，可控導通部件不導通，繞組線圈B中電流為0，反應到整流回路輸出電流為0，繞組線圈A回路中電流為0，此時輸入轉速為額定轉速，輸出轉速為0；當調速電阻在調速滿程位置時，可控導通部件全導通，繞組線圈B中電流最大，反應到整流回路輸出電流為最大，繞組線圈A回路中電流為最大，此時輸入功率約等于輸出功率，輸入轉速約等于輸出轉速；加速和運行時，正推(驅動)工作；減速和停機時制動工作。調節調速電阻的過程即為調速器的調速過程。優選的，所述固定座所采用的材質為鐵芯。優選的，所述的控制芯片采用集成芯片MCC33035或DSPIC30F2010或IR2136。優選的，所述的可控導通部件采用可控硅或MOS管。優選的，輸入軸、輸出軸的位置可以互換。即本申請中電樞轉子可連接輸出軸，內磁轉子連接輸入軸。本技術由于采用了滑差能量整流反饋技術，可以通過繞組線圈A實現快速助推或制動，從而使該固定磁隙調速器調速反應快速、靈活、穩定，通過滑差能量整流反饋助推作用，從而實現了調速效率的最大化，極大地提高了節能效率并且節能效果和使用壽命完全超越變頻器，屬于高效節能產品，可以為用戶節約大量傳動能源。附圖說明圖1為本技術主剖視圖；圖2為圖1的A-A剖視示意圖；圖3為圖1的B-B剖視示意圖；圖4為實施例一控制系統原理圖；圖5為實施例二控制系統原理圖；其中：1.固定座，2.永磁體A，3.輸入軸，4.繞組線圈A，5.鐵芯，6.繞組線圈B，7.輸出軸，8.永磁體B，9.控制系統。U1-U3霍爾元件，U4控制芯片，VT1-VT6場效應管，R1調速電阻，UO2可控導通部件。具體實施方式實施例一一種固定磁隙的永磁調速器，包括與輸入軸3連接的電樞轉子、位于電樞轉子末端且與電樞轉并列設置的電樞定子以及與輸出軸7連接的位于電樞轉子及電樞定子圓周內側的內磁轉子；所述的電樞轉子包括鐵芯5、沿鐵芯5內圓周面周向分布的繞組線圈B6；所述的電樞定子包括固定座1及沿固定座1內圓周面周向分布的繞組線圈A4；所述的內磁轉子沿其外圓周面并列分布有永磁體B8和永磁體A2；所述的永磁體B8和永磁體A2分別與繞組線圈B6和繞組線圈A4對應設置；所述的繞組線圈B6與繞組線圈A4之間連接有用于電能轉換的控制系統9；所述的電樞轉子上安裝本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種固定磁隙的永磁調速器，其特征在于：包括與輸入軸(3)連接的電樞轉子、位于電樞轉子末端且與電樞轉并列設置的電樞定子以及與輸出軸(7)連接的位于電樞轉子及電樞定子圓周內側的內磁轉子；所述的電樞轉子包括鐵芯(5)、沿鐵芯(5)內圓周面周向分布的繞組線圈B(6)；所述的電樞定子包括固定座(1)及沿固定座(1)內圓周面周向分布的繞組線圈A(4)；所述的內磁轉子沿其外圓周面并列分布有永磁體B(8)和永磁體A(2)；所述的永磁體B(8)和永磁體A(2)分別與繞組線圈B(6)和繞組線圈A(4)對應設置；所述的繞組線圈B(6)與繞組線圈A(4)之間連接有用于電能轉換的控制系統(9)，所述的電樞轉子上安裝有滑環。

【技術特征摘要】
1.一種固定磁隙的永磁調速器，其特征在于：包括與輸入軸(3)連接的電樞轉子、位于電樞轉子末端且與電樞轉并列設置的電樞定子以及與輸出軸(7)連接的位于電樞轉子及電樞定子圓周內側的內磁轉子；所述的電樞轉子包括鐵芯(5)、沿鐵芯(5)內圓周面周向分布的繞組線圈B(6)；所述的電樞定子包括固定座(1)及沿固定座(1)內圓周面周向分布的繞組線圈A(4)；所述的內磁轉子沿其外圓周面并列分布有永磁體B(8)和永磁體A(2)；所述的永磁體B(8)和永磁體A(2)分別與繞組線圈B(6)和繞組線圈A(4)對應設置；所述的繞組線圈B(6)與繞組線圈A(4)之間連接有用于電能轉換的控制系統(9)，所述的電樞轉子上安裝有滑環。2.根據權利要求1所述的固定磁隙的永磁調速器，其特征在于：所述的控制系統包括接在繞組線圈B(6)兩端的整流模塊、接在整流模塊輸出端正負極之間的調節控制電路和三相橋式逆變電路；三相橋式逆變電路輸出端接繞組線圈A(4)；所述的三相橋式逆變電路包括六個場效應管(VT1-VT6)；所述的調節控制電路包括三個霍爾元件(U1-U3)及一控制芯片(U4)；三個霍爾元件(U1-U3)的電源端、接地端分別接至整流模塊輸出端正極、負極，三個霍爾元件(U1-U3)的輸出端均接至控制芯片(U4)輸入端，控制芯片(U4)電源端接整流模塊輸出端正極，控制芯片(U4)的輸出端分別接在六個場效應管(VT...

【專利技術屬性】
技術研發人員：刁俊起，
申請(專利權)人：山東潔盟節能環保技術有限公司，
類型：新型
國別省市：山東,37