气驱辅助旋转速度精确的特种电机制造技术

本发明专利技术公开了一种气驱辅助旋转速度精确的特种电机，包括机壳、定子、主轴、转子、气驱辅助组件，定子安装在机壳内表面，转子安装在主轴上，转子与定子径向面对面，主轴通过轴承支撑安装在机壳内壁上；气驱辅助组件包括气驱轮组件，气驱轮组件直接或间接传动连接至主轴，气驱轮组件对主轴施加根据主轴转速而变化的旋转力矩。气驱辅助组件还包括惯量配重组件，惯量配重组件直接或间接传动连接至主轴，惯量配重组件带有随主轴转速升高而增加的转动惯量。通过气驱轮组件在主轴上叠加一个与电磁力矩相独立的驱动力矩，气驱轮组件叠加的力矩随主轴转速或转速变化率而变化，维持主轴转速在额定值。额定值。额定值。

【技术实现步骤摘要】
气驱辅助旋转速度精确的特种电机


[0001]本专利技术涉及电机领域，具体是一种气驱辅助旋转速度精确的特种电机。

技术介绍

[0002]电机在工业中被广泛应用。现有技术中，除去复杂的电气信号控制的同步电机外，无法实现精确的电机转速调节，电机转速在负载变化时，难免会发生波动。
[0003]在一些对转速敏感而出于成本考虑不设置同步电机的场合，急需一种转速在较小范围内轻微波动的电机来填补使用需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种气驱辅助旋转速度精确的特种电机，以解决现有技术中的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种气驱辅助旋转速度精确的特种电机，包括机壳、定子、主轴、转子、气驱辅助组件，定子安装在机壳内表面，转子安装在主轴上，转子与定子径向面对面，主轴通过轴承支撑安装在机壳内壁上；气驱辅助组件包括气驱轮组件，气驱轮组件直接或间接传动连接至主轴，气驱轮组件对主轴施加根据主轴转速而变化的旋转力矩。
[0006]机壳、定子、主轴、转子作为电机基本结构，实现电磁旋转作用，使用过程中，在负载转矩在一定周期内的平均值作为转子需要的输入力矩的平均值，该值决定输入电机的平均电流的大小，当负载转矩在短时间内快速变化时，输入电机的电流反应大大滞后，所以，如果没有调速结构的话，会引起主轴转速的变化，具体是：负载转矩变化后大于当时的转子提供的力矩，则主轴以及与主轴相连接的负载轴减速，如果负载转矩变化后小于转子转矩，则主轴增速，角加速度乘以主轴以及与其传动连接的所有转动部件的整体转动惯量就是转矩差。
[0007]主轴上的转速变化可以通过传感器的方式获取，也可以是的通过一些机械的方式获得转速变化信号，气驱轮组件受到信号作用而加载一个变化的力矩在主轴上，实际上是：本电机精确的转速是撤销气驱辅助组件后，仅以电磁力作为驱动的主轴转速略微增加后的转速，气驱辅助组件是在运行过程一直做功出力的，根据转速的变化趋势获得负载转矩变化情况，而调配由气驱辅助组件输入到主轴上的力矩。
[0008]进一步的，气驱轮组件包括涡轮、轮壳，涡轮直接或间接传动连接至主轴，涡轮外包裹轮壳，轮壳外壁固定至机壳内壁上，轮壳上开设进气口、和出气口，进气口沿涡轮径向外缘进气并驱动涡轮旋转，进气口通过一根穿过机壳壁面的进气管接入外部压力气源，出气口汇集涡轮排出的气体并通过一根穿过机壳壁面的出气管排出装置外；涡轮进气通道上设有随主轴转速变化的过流阻力调节结构。
[0009]涡轮将由其进口进入其内的压力气体的机械能转换为自身的旋转能量，是风机的反向原理使用，在汽车的尾气涡轮增压系统以及一些电厂热气回收场合使用较多，其转矩
的获得随气体通过其的流量而定，单位时间内气体流量越高，则涡轮的加载到主轴上的转矩越多，而气体流量可以通过进气通道上的过气阻力进行调节，所以涡轮进气通道上设有随主轴转速变化的过流阻力调节结构，主轴转速有降低趋势，则增大涡轮进气量，提高主轴转矩来平衡掉负载升高的转矩部分。
[0010]过流阻力调节结构可以是很多种结构，本申请给出两种结构：为过流阻力调节结构的一种结构：设置在进气管上的调压阀，主轴由一个转速传感器获取转速信号并传递给调压阀进行开度调节。
[0011]另一种结构是：过流阻力调节结构为滚球，涡轮过气流道中带有一段径向延伸并由中心往外逐渐变小的直流道，滚球放置在直流道内，滚球直径介于直流道起始端与终止端内切圆直径之间。
[0012]两种结构存在一定的使用差异，传感器作转速识别核心的过流阻力调节结构，在处理过程中可以进行转速变化微分处理获得角加速度，从而与主轴转速变化的过程中同步进行涡轮进气调整，但在设置上会牵扯到电信号以及信号微分电路、处理器等等，结构较为繁琐；而滚球式的纯机械方式，在主轴转速提高后，滚球受到的离心力变大，从而抵抗吹入涡轮内的压力气体而到达较大的径向位置，在靠近涡轮外缘的位置处，堵住更大部分的进气流道，从而达到缩减进气量，缩小涡轮传递往主轴的转矩，使其转速回落，这一过流阻力调节结构设置简单，没有任何电气控制，不需要维护，但是，因为滚球是在主轴转速提高后才离心前往涡轮外缘从而堵住一部分进气流道，所以，在转速调节的反应过程中，其实是滞后于主轴转速变化的，即：主轴转速已经变化了，它才开始产生作用，减少主轴转矩输入，使得转速回落。具体使用时，根据精度等级而选择合适的过流阻力调节结构。
[0013]进一步的，气驱辅助组件还包括惯量配重组件，惯量配重组件直接或间接传动连接至主轴，惯量配重组件带有随主轴转速升高而增加的转动惯量。
[0014]主轴转速升高，是因为主轴上有富余的转矩，如果主轴以及与其相连接的转动部件的整体转动惯量保持不变，那么富余转矩除以转动惯量就是主轴的角加速度，本申请中，在主轴上或者与其相连接的转动部件上设置了惯量配重组件，惯量配重组件随着主轴转速的升高而具有增大的转动惯量，从而使主轴“增速困难”，原先的角加速度是一个定值，而本申请加入惯量配重组件后，角加速度变成了一个不断减小的值，即：在同一转矩差值作用相同的时间下，转速增加越来越慢。
[0015]进一步的，主轴上设有第一齿轮，气驱辅助组件还包括第二齿轮、副轴，副轴双端通过轴承支撑安装在机壳内壁上，副轴与主轴轴线平行，副轴上固连第二齿轮，第二齿轮与第一齿轮啮合传动，第二齿轮中心圆直径小于第一齿轮；惯量配重组件和气驱轮组件均设置在副轴上。
[0016]主轴上的转速是用来做功的转速，本申请旨在使其在极小的范围内变化，而例如惯量配重组件和气驱轮组件是要去识别自身转速而进行相应的转动惯量变化和气驱力度变化，所以，本申请通过主副轴分列的方式，进行增速传动，将主轴的转速变化在副轴上进行放大，放大比例就是第二齿轮与第一齿轮的传动比，转速变化放大后，副轴具有较大的转速变化，从而在副轴上构造更大程度、更加灵敏的转动惯量变化和气驱力度变化。
[0017]进一步的，惯量配重组件包括套筒、径向筒、弹簧、离心块，套筒套设在副轴上，套筒径向连接若干圆周均布的径向筒，径向筒内部设置径向孔，径向孔内壁上设置限位凸环，
离心块设置在径向孔内并可沿径向孔滑动，离心块位于限位凸环的径向外侧，离心块径向外侧通过弹簧朝径向中心抵紧。
[0018]套筒套设在副轴上，跟随副轴旋转，套筒外径向设置的径向筒、弹簧、离心块也是跟随副轴旋转，离心块受到朝内的弹簧力而具有静止状态下抵靠限位凸环的趋势，旋转过程中，则是由于离心力的作用而在远离副轴轴线的径向位置，离心力越大，径向位置越远，离心力根据转速而变化，转速越大，离心力越大，另一方面，径向位置越大，惯量配重组件中处于较大旋转半径处的质量越多，整体的转动惯量也越大，从而在更高的速度下，转速增加约困难。
[0019]进一步的，惯量配重组件还包括螺塞，径向孔的外端内壁上设有螺纹，螺塞旋入螺纹并接触弹簧一端，螺塞将弹簧朝向离心块压紧。螺塞配合螺纹，可以方便的进行离心块的更换，配置合适质量的离心块。
[0020]作为优化，第一齿轮和第二齿轮为斜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气驱辅助旋转速度精确的特种电机，其特征在于：所述特种电机包括机壳（1）、定子（2）、主轴（3）、转子（4）、气驱辅助组件（6），所述定子（2）安装在机壳（1）内表面，所述转子（4）安装在主轴（3）上，转子（4）与定子（2）径向面对面，所述主轴（3）通过轴承支撑安装在机壳（1）内壁上；所述气驱辅助组件（6）包括气驱轮组件（64），所述气驱轮组件（64）直接或间接传动连接至主轴（3），气驱轮组件（64）对主轴（3）施加根据主轴（3）转速而变化的旋转力矩；所述气驱轮组件（64）包括涡轮（641）、轮壳（642），所述涡轮（641）直接或间接传动连接至主轴（3），所述涡轮（641）外包裹轮壳（642），所述轮壳（642）外壁固定至机壳（1）内壁上，所述轮壳（642）上开设进气口（643）、和出气口（644），所述进气口（643）沿涡轮（641）径向外缘进气并驱动涡轮（641）旋转，进气口（643）通过一根穿过机壳（1）壁面的进气管（71）接入外部压力气源，所述出气口（644）汇集涡轮（641）排出的气体并通过一根穿过机壳（1）壁面的出气管（72）排出装置外；所述涡轮（641）进气通道上设有随主轴（3）转速变化的过流阻力调节结构；所述气驱辅助组件（6）还包括惯量配重组件（63），所述惯量配重组件（63）直接或间接传动连接至主轴（3），所述惯量配重组件（63）带有随主轴（3）转速升高而增加的转动惯量；所述机壳（1）侧壁上还连接有一根防爆管（73），所述防爆管（73）从外部引来压力惰性气体充入机壳（1）内部。2.根据权利要求1所述的一种气驱辅助旋转速度精确的特种电机...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ五一IntClH零二K七一零，
申请(专利权)人：苏州才豪电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：