一种永磁调速电机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种永磁调速电机，包括电机底座，在所述电机底座上且沿其长度方向的两端分别通过轴承设有外转子组件、内转子组件，外转子组件包括第一转轴，在所述第一转轴上设有集电环，在所述第一转轴位于电机底座内部的一端设有筒状的铁芯保持架，在所述铁芯保持架的内部设有外转子铁芯以及与外转子铁芯相配合的多组感应线圈,所述感应线圈的输出端与集电环连接，且所述感应线圈的组数为3N（N为整数），且感应线圈的组数大于或者等于6组，所述集电环的数量为3N，每三组感应线圈形成一个三相电位，共有N个相位完全相同的三相电位。

A Permanent Magnet Speed Regulating Motor

The utility model discloses a permanent magnet speed regulating motor, which comprises a motor base. On the motor base and along its length direction, two ends are respectively provided with an outer rotor component and an inner rotor component through bearings. The outer rotor component comprises a first rotating shaft. The first rotating shaft is provided with a collector ring, and the first rotating shaft is provided with a barrel-shaped iron core holder at one end of the inner part of the motor base. The inner part of the iron core cage is provided with an outer rotor core and a plurality of induction coils matched with the outer rotor core. The output end of the induction coil is connected with the collector ring, and the number of the induction coils is 3N (N is an integer), and the number of the induction coils is greater than or equal to six groups. The number of the collector coils is 3N, and each three groups of induction coils form a three-phase potential. There are N three-phase potentials with identical phases.

【技术实现步骤摘要】
一种永磁调速电机
本技术涉及永磁调速电机，具体的说是一种永磁调速电机。
技术介绍
调速型永磁耦合器越来越得到行业的认可，但在实际使用中，调速型永磁耦合器也暴露出一些问题，主要有：一、调速型永磁耦合器的效率偏低。调速型永磁耦合器本质上属于转差调速，其效率与输出转速成正相关关系，当输出转速较低时效率很低，比如调速型永磁耦合器的输出转速为50％的额定转速时，其工作效率仅48％。二、调速型永磁耦合器的工作温度高。由于调速型永磁耦合器的转差功率损失全部转变成热量，造成设备在低速工作时其工作温度高。三、调速机构的可靠性不高。调速型永磁耦合器的主体结构的可靠性高，但其调速机构由于采用机械位置的调整达到调速的目的，调速机构在高速条件下实现位置调节可靠性较低。四、控制响应速度和相应精度较差。由于调速型永磁耦合器通过电动执行机构的动作带动机械结构的调整来实现调速，其相应的速度较慢，响应精度较低。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是，针对以上现有技术的缺点，提出一种永磁调速电机及其控制方法，不仅能够对负载进行调速，实现节能的作用，而且还能够进一步将多余的电能转化成与电机相匹配的电能并向电机供电，进一步节约电能，工作效率大大提高。本技术方案具体公开了永磁调速电机，包括电机底座，在所述电机底座上且沿其长度方向的两端分别通过轴承设有外转子组件、内转子组件，外转子组件包括第一转轴，在所述第一转轴上设有集电环，在所述第一转轴位于电机底座内部的一端设有筒状的铁芯保持架，在所述铁芯保持架的中部设有多个外转子铁芯以及与外转子铁芯相配合的多组感应线圈,所述感应线圈的输出端与集电环连接，且所述感应线圈的组数为3N(N为≥2的正整数)，所述集电环的数量感应线圈的组数相等，每三组感应线圈形成一个三相电位，共有N个相位完全相同的三相电位；所述内转子组件包括第二转轴，在所述第二转轴位于电机底座内部的一端设有永磁转子组件，所述永磁转子组件包括与第二转轴键连接的离心支架,在所述离心支架的圆周面上设有内转子铁芯，在所述内转子铁芯的外表面设有永磁体，且所述永磁体与外转子铁芯的径向单边间隙为3-5mm，所述第二转轴靠近第一转轴的一端通过过渡轴承与第一转轴连接；当内转子组件与外转子组件产生转速差时，感应线圈中产生感应电压，并通过集电环将所感应产生的电能输送到控制系统中并通过其转换成与电机供电线路相同电压、同频率和同相位的电能，然后供电机使用；所述控制系统包括主电路和主控制电路，所述主电路包括与感应线圈连通的电路选择开关，所述电路选择开关输出端依次串联有电机侧滤波器、电机侧功率开关器件、电网侧功率开关器件、电网侧滤波器、隔离开关，所述隔离开关与外部电网连通，在所述电机侧滤波器与电机侧功率开关器件之间还接入有低电压穿越电路器件，当电路选择开关位于第一工位时，N个三相电位并联后与电机侧滤波器连接，当电路选择开关位于第二工位时，N个三相电位串联后与电机侧滤波器连接；所述主控制电路包括主控制器、与感应线圈连接的线圈电压感应器、与外部电网连接的电网相位检测器，所述线圈电压感应器、电网相位检测器的反馈端与主控制器连接，所述主控制器的控制端分别与电路选择开关、电机侧功率开关器件、隔离开关连接。进一步限定的技术方案前述的永磁调速电机，所述控制系统还包括辅助控制电路，所述辅助控制电路由电阻调速控制器组成，所述电阻调速控制器输入端分别与电路选择开关输出端、主控制器的控制端连接，当出现堵转或者元器件损坏时，辅助控制电路能迅速接入，避免对设备造成更大的伤害，把损失降到最低，提高设备的安全性和可靠性。前述的永磁调速电机，在所述铁芯保持架上沿其圆周方向均匀设有3N(N为≥2的正整数)感应线圈，每3组间隔为N-1个线圈的感应线圈形成一个三相电位，共形成N个相位相同的三相电位，且所述集电环设有3N个且分别与3N组感应线圈一一对应。前述的永磁调速电机，铁芯保持架远离第一转轴的一端通过轴承与第二转轴连接，这样能够使铁芯保持架具有两个支撑点，增加设备的稳定性和可靠性。前述的永磁调速电机，离心支架沿其长度方向开设有多个贯穿的进风通道，所述外转子铁芯与内转子铁芯均由多个硅钢片依次叠加而成，且所述外转子铁芯与内转子铁芯径向方向开设有多个散热通道，且所述铁芯保持架的径向和轴向分别开设有多个出风孔和进风孔，这样能够使冷却风从离心支架两侧进入，由内部向径向扩散，散热效果好。前述的永磁调速电机，在所述第一转轴与第二转轴的轴向均设有轴电流绝缘垫，设置轴电流绝缘垫能够避免电流对零部件造成影响，避免零部件的使用寿命降低，提高设备的稳定性。前述的永磁调速电机，离心支架包括套设在第二转轴上的套筒，在所述套筒圆周方向均匀设有多个筋板，所述筋板与套筒径向方向的夹角为θ，所述θ为5°～30°，同时第二转轴的转向为顺时针旋转，这样能够产生较大的风量，同时风压较小，风压较小能够降低对设备的影响。前述的永磁调速电机，在所述电机底座的上端设有冷却装置，所述冷却装置包括设置在电机底座上端的冷却壳，所述冷却壳内部与电机底座内部连通，在所述冷却壳沿其长度方向设有多个冷却管，在所述冷却壳沿其长度方向一端设有轴流风机，所述轴流风机将外部的低温气体打入冷却管中，从而与电机底座内部的高温气体进行热交换，从而降低电机底座内部的温度，这样能够快速降低设备内部的温度，为设备稳定运行提供保障。本技术的有益效果：1、永磁调速电机的效率高，由于永磁调速电机在外转子组件上设置有感应线圈，可以将外转子组件和内转子组件的转差感应成电能并通过控制系统转换成与供电电网电压、相位和频率都相同的交流电供电机再使用，而调速型永磁耦合器这部分的转差能量则完全转变成了热能耗散了，因此永磁调速电机的效率比调速型永磁耦合器高。2、永磁调速电机的发热少、工作温度低，永磁调速电机的工作效率高，其额定工作效率能达到98.5％，其最大发热量仅为调速型永磁耦合器最大发热量的10.0％，因此采用同样的冷却方式其工作温度低很多。3、可靠性高，永磁调速电机不存在高速旋转的机械结构的调节，同时其主电路和主控制电路、电阻调速控制器可以选择使用的冗余设计，其可靠性大大提高，并且外转子组件中的感应线圈能够通过控制系统选择串联或并联的形式对外输出电能，使得控制电路承受的最大电压或者电流下降50％，控制元器件的可靠性和安全性得到提高。4、控制响应速度快、精度高，由于永磁调速电机采用功率开关器件进行开关控制，其响应速度与功率开关元器件的响应速度相近。附图说明图1为本技术的主视图；图2为本技术中外转子组件的结构示意图；图3为本技术中内转子组件的结构示意图；图4为本技术中永磁转子组件的结构示意图；图5为本技术中控制系统的结构示意图；图6为实施例1中电路选择开关位于第一工位的结构示意图(N＝2)；图7为实施例1中电路选择开关位于第二工位的结构示意图(N＝2)；其中：1-电机底座，2-第一转轴，3-铁芯保持架，4-外转子铁芯，5-感应线圈，6-第二转轴，7-离心支架，8-内转子铁芯，9-永磁体，10-集电环，11-电路选择开关，12-电机侧滤波器，13-电机侧功率开关器件，14-电网侧功率开关器件，15-电网侧滤波器，16-隔离开关，17-主控制器，18-线圈电压感应器，1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种永磁调速电机，包括电机底座(1)，在所述电机底座(1)上且沿其长度方向的两端分别通过轴承设有外转子组件、内转子组件，其特征在于：所述外转子组件包括第一转轴(2)，在所述第一转轴(2)上设有集电环(10)，在所述第一转轴(2)位于电机底座(1)内部的一端设有筒状的铁芯保持架(3)，在所述铁芯保持架(3)的内部设有外转子铁芯(4)以及与外转子铁芯(4)相配合的多组感应线圈(5),所述感应线圈(5)的输出端与集电环(10)连接，且所述感应线圈(5)的组数为3N(N为≥2的正整数)，所述集电环(10)的数量为3N，每三组感应线圈(5)形成一个三相电位，各组感应线圈的相位完全相同，共有N个相位完全相同的三相电位；所述内转子组件包括第二转轴(6)，在所述第二转轴(6)位于电机底座(1)内部的一端设有永磁转子组件，所述永磁转子组件包括与第二转轴(6)键连接的离心支架(7),在所述离心支架(7)的圆周面上设有内转子铁芯(8)，在所述内转子铁芯(8)的外表面设有永磁体(9)，且所述永磁体(9)与外转子铁芯(4)的径向单边间隙为3‑5mm，所述第二转轴(6)靠近第一转轴(2)的一端通过过渡轴承(29)与第一转轴(2)连接；当内转子组件与外转子组件产生转速差时，感应线圈(5)中产生感应电压，并通过集电环(10)将所感应产生的电能输送到控制系统中并通过其转换成与电机供电线路相同电压、同频率和同相位的电能，然后供电机使用；所述控制系统包括主电路和主控制电路，所述主电路包括与感应线圈(5)连通的电路选择开关(11)，所述电路选择开关(11)输出端依次串联有电机侧滤波器(12)、电机侧功率开关器件(13)、电网侧功率开关器件(14)、电网侧滤波器(15)、隔离开关(16)，所述隔离开关(16)与外部电网连通，在所述电机侧滤波器(12)与电机侧功率开关器件(13)之间还接入有低电压穿越电路器件(28)，当电路选择开关(11)位于第一工位时，N个三相电位并联后与电机侧滤波器(12)连接，当电路选择开关(11)位于第二工位时，N个三相电位串联后与电机侧滤波器(12)连接；所述主控制电路包括主控制器(17)、与感应线圈(5)连接的线圈电压感应器(18)、与外部电网连接的电网相位检测器(19)，所述线圈电压感应器(18)、电网相位检测器(19)的反馈端与主控制器(17)连接，所述主控制器(17)的控制端分别与电路选择开关(11)、电机侧功率开关器件(13)、隔离开关(16)连接。...

【技术特征摘要】
1.一种永磁调速电机，包括电机底座(1)，在所述电机底座(1)上且沿其长度方向的两端分别通过轴承设有外转子组件、内转子组件，其特征在于：所述外转子组件包括第一转轴(2)，在所述第一转轴(2)上设有集电环(10)，在所述第一转轴(2)位于电机底座(1)内部的一端设有筒状的铁芯保持架(3)，在所述铁芯保持架(3)的内部设有外转子铁芯(4)以及与外转子铁芯(4)相配合的多组感应线圈(5),所述感应线圈(5)的输出端与集电环(10)连接，且所述感应线圈(5)的组数为3N(N为≥2的正整数)，所述集电环(10)的数量为3N，每三组感应线圈(5)形成一个三相电位，各组感应线圈的相位完全相同，共有N个相位完全相同的三相电位；所述内转子组件包括第二转轴(6)，在所述第二转轴(6)位于电机底座(1)内部的一端设有永磁转子组件，所述永磁转子组件包括与第二转轴(6)键连接的离心支架(7),在所述离心支架(7)的圆周面上设有内转子铁芯(8)，在所述内转子铁芯(8)的外表面设有永磁体(9)，且所述永磁体(9)与外转子铁芯(4)的径向单边间隙为3-5mm，所述第二转轴(6)靠近第一转轴(2)的一端通过过渡轴承(29)与第一转轴(2)连接；当内转子组件与外转子组件产生转速差时，感应线圈(5)中产生感应电压，并通过集电环(10)将所感应产生的电能输送到控制系统中并通过其转换成与电机供电线路相同电压、同频率和同相位的电能，然后供电机使用；所述控制系统包括主电路和主控制电路，所述主电路包括与感应线圈(5)连通的电路选择开关(11)，所述电路选择开关(11)输出端依次串联有电机侧滤波器(12)、电机侧功率开关器件(13)、电网侧功率开关器件(14)、电网侧滤波器(15)、隔离开关(16)，所述隔离开关(16)与外部电网连通，在所述电机侧滤波器(12)与电机侧功率开关器件(13)之间还接入有低电压穿越电路器件(28)，当电路选择开关(11)位于第一工位时，N个三相电位并联后与电机侧滤波器(12)连接，当电路选择开关(11)位于第二工位时，N个三相电位串联后与电机侧滤波器(12)连接；所述主控制电路包括主控制器(17)、与感应线圈(5)连接的线圈电压感应器(18)、与外部电网连接的电网相位检测器(19)，所述线圈电压感应器(18)、电网相位检测器(19)的反馈端与主控制器(17)连接，所述主控制器(17)的控...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄忠念，田德建，吴勇，韩立彪，
申请(专利权)人：南京玛格耐特智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32