專利名稱：動靜電磁結(jié)合方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于旋轉(zhuǎn)部分(轉(zhuǎn)子)和靜止部分利用電磁結(jié)合，進(jìn)行電能傳送的方法及裝置，可用于同步電機無刷勵磁，繞線型異步電動機無刷起動或調(diào)制，無刷滑差電機等和為電工電子裝置的旋轉(zhuǎn)部分內(nèi)部無刷提供電源及在電工儀器中使用。
在現(xiàn)有技術(shù)中對同步電機提供勵磁電流，對繞線型異步電動機聯(lián)接起動調(diào)速電阻，一般使用在轉(zhuǎn)軸上安裝滑環(huán)的方式;或者使用結(jié)構(gòu)復(fù)雜的整流裝置或其他無刷勵磁方式;或者使用諧波起動方法來解決與轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子繞組的電聯(lián)接問題。但現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，或者由于使用了電刷和滑環(huán)，使得電機必須加長軸長，增加自重，或由于存在觸點聯(lián)接，勢必造成電機運行可靠性降低，維修次數(shù)增加;使用整流裝置或其他無刷勵磁方式，雖然可避免電觸點聯(lián)接，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價較高;采用諧波起動方法雖可避免上述問題;但電機的定子或轉(zhuǎn)子繞組必須重新設(shè)計，以滿足諧波起動時必須具備的條件和要求，對現(xiàn)有電機改造時，需花費較大的財力、物力。
本發(fā)明的任務(wù)是，對旋轉(zhuǎn)部分(轉(zhuǎn)子)需要有電聯(lián)接的場合，提供一種結(jié)合方法和利用該方法所需的裝置。目的在于，使需要滑環(huán)和電刷聯(lián)接的同步電機、繞線型異步電機、滑差電機等和電工儀器免除滑環(huán)和電刷，以及電的觸點聯(lián)接，并能使與轉(zhuǎn)子繞組進(jìn)行有效的電功率傳送。
本發(fā)明所述的方法是一種可用于與電機旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子繞組相結(jié)合的動靜電磁結(jié)合方法。其構(gòu)成為旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的軸線上安置一個動靜電磁結(jié)合裝置，該裝置由旋轉(zhuǎn)鐵心、旋轉(zhuǎn)線圈、靜止鐵心、靜止線圈等構(gòu)件組成旋轉(zhuǎn)鐵心與旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子同軸聯(lián)接，在旋轉(zhuǎn)鐵心上安置有一個或一個以上的旋轉(zhuǎn)線圈，旋轉(zhuǎn)線圈與旋轉(zhuǎn)鐵心相對靜止，每一個旋轉(zhuǎn)線圈可與對應(yīng)的轉(zhuǎn)子繞組相聯(lián)接;相應(yīng)于每個旋轉(zhuǎn)線圈的地方，有一組即有一個或一個以上的靜止鐵心，靜止鐵心與旋轉(zhuǎn)鐵心成構(gòu)成磁路的方式裝配在一起，旋轉(zhuǎn)鐵心可自由轉(zhuǎn)動，在靜止鐵心上，對應(yīng)每個旋轉(zhuǎn)線圈各有一組靜止線圈，每個靜止線圈按各種電機或電工儀器所需的聯(lián)接方式與電源或起動電阻相聯(lián)接。靜止鐵心安裝在自身的外殼或支架上，外殼或支架可固定在電機機座上或單獨支撐起來。旋轉(zhuǎn)鐵心端部可安置軸承，軸承可固定在外殼或支架上。旋轉(zhuǎn)鐵心與靜止鐵心之間為滑動配合。
當(dāng)動靜電磁結(jié)合裝置用于同步電機上時，在旋轉(zhuǎn)線圈與對應(yīng)轉(zhuǎn)子繞組聯(lián)接回路中串聯(lián)整流電路或整流器。這時為電機轉(zhuǎn)子繞組提供勵磁的方法為在靜止線圈上加交流電壓，通過電磁感應(yīng)在旋轉(zhuǎn)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，經(jīng)整流電路或整流器后向轉(zhuǎn)子繞組提供直流勵磁。這種方法省去了轉(zhuǎn)子上的滑環(huán)與電刷，避免了觸點聯(lián)接。
當(dāng)動靜結(jié)合裝置用于繞線型異步電機時，將旋轉(zhuǎn)線圈與對應(yīng)轉(zhuǎn)子繞組相聯(lián)接，靜止線圈與起動電阻相聯(lián)接。這樣，繞線型異步電動機在起動或調(diào)速時，轉(zhuǎn)子電流流過旋轉(zhuǎn)線圈，通過電磁感應(yīng)在靜止線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流流經(jīng)起動調(diào)速電阻。采用這種方法及裝置后，只需在旋轉(zhuǎn)線圈與電機轉(zhuǎn)子繞組或旋轉(zhuǎn)線圈與起動電阻的聯(lián)接處安置切換開關(guān)即可實現(xiàn)轉(zhuǎn)子上無滑環(huán)、電刷，無電的觸點起動、運行和調(diào)速。
當(dāng)本發(fā)明所述的方法及裝置僅用于繞線型異步電動機的起動時，也可以在靜止鐵心上不安置靜止線圈，成為旋轉(zhuǎn)頻敏變阻器起動。當(dāng)電機起動時，轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電流的頻率較高，旋轉(zhuǎn)頻敏變阻器鐵耗較大起到起動電阻的作用;當(dāng)電機起動結(jié)束后，轉(zhuǎn)子繞組自行短路。
當(dāng)動靜電磁結(jié)合裝置用于電工儀器中時，亦可根據(jù)電工儀器具體要求，選用上述方法。
本發(fā)明所述的方法和裝置，具有如下效果1.取消了電機轉(zhuǎn)子軸上的滑環(huán)和電刷，使轉(zhuǎn)子上無電的觸點，提高了電機運行的可靠性。
2.簡化了同步電機和繞線型異步電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，降低了電機制造成本，可適當(dāng)縮短電機的軸長。
3.本發(fā)明所說的動靜結(jié)合裝置，結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，成本低，運行可靠，應(yīng)用范圍廣，不僅可用同步電機，繞線型異步電機，滑差電機等，還可以在電工儀器中使用以及向其他裝置的轉(zhuǎn)動部分內(nèi)部無刷提供電源。
4.本發(fā)明所述的動靜電磁結(jié)合方法和裝置，即可用于單相電機或電工儀器，又可用于多相電機及電工儀器之中。
5.根據(jù)本發(fā)明所述的動靜電磁結(jié)合原理和方法，可制造出不同型狀的動靜電磁結(jié)合裝置。
附

圖1單相動靜電磁結(jié)合裝置原理示意圖;
附圖2三相動靜電磁結(jié)合裝置原理示意圖;
附圖3靜止鐵心上無靜止線圈的動靜電磁結(jié)合裝置-旋轉(zhuǎn)頻敏變阻器原理示意圖;
附圖4采用一個靜止鐵心的單相動靜電磁結(jié)合裝置原理示意圖。
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明所述的方法中所使用的動靜電磁結(jié)合裝置。
本發(fā)明所述的動靜電磁結(jié)合裝置主要由旋轉(zhuǎn)部分旋轉(zhuǎn)鐵心(1)，旋轉(zhuǎn)線圈(2);和靜止部分靜止鐵心(3)、靜止線圈(4)組成。在旋轉(zhuǎn)鐵心(1)的一端有中心孔(5)作為旋轉(zhuǎn)線圈端接線的出線孔，在旋轉(zhuǎn)鐵心(1)上可在相應(yīng)每個旋轉(zhuǎn)線圈(2)的地方各開有一個與中心孔(5)相通的引線孔(6)。旋轉(zhuǎn)線圈固定在旋轉(zhuǎn)鐵心上。
單相動靜電磁結(jié)合裝置如圖1所示，靜止鐵心(3)與旋轉(zhuǎn)鐵心(1)共同形成閉合磁路;靜止鐵心(3)可以是一個，也可以是一組即兩個;靜止鐵心(3)與旋轉(zhuǎn)鐵心(1)配合處為半園型或近似半園型，當(dāng)兩個靜止鐵心合成時，成為一個整園或近似整圓，包在旋轉(zhuǎn)鐵心(1)上;當(dāng)僅用一個靜止鐵心時，可采用一個有半園型的零件(7)(見附圖4)與靜止鐵心的半園配合包在旋轉(zhuǎn)鐵心(1)上。該零件(7)也可以是靜止鐵心(3)的一部分。旋轉(zhuǎn)鐵心(1)與靜止鐵心(3)之間為滑動配合。亦可在旋轉(zhuǎn)鐵心(1)的端部安置軸承，軸承可固定在靜止鐵心的外殼或支架上(圖中未畫出來)。當(dāng)采用兩個靜止鐵心時，可在兩個靜止鐵心上均安置靜止線圈(4)，其靜止線圈的聯(lián)接方式應(yīng)使得保證旋轉(zhuǎn)鐵心(1)中的磁通方向一致;也可以將上述兩個靜止鐵心合成一個靜止鐵心，或者用一個靜止鐵心代替上述兩個靜止鐵心，這時旋轉(zhuǎn)鐵心應(yīng)安裝在靜止鐵心兩邊的園孔中。
多相動靜電磁結(jié)合裝置如圖2所示旋轉(zhuǎn)鐵心(1)，A相旋轉(zhuǎn)線圈(2)，靜止鐵心(3)，A相靜止線圈(4)。圖中只畫出A相的旋轉(zhuǎn)線圈和靜止線圈，B相和C相的旋轉(zhuǎn)線圈、靜止線圈均未畫出。多相旋轉(zhuǎn)線圈都固定安置在同一旋轉(zhuǎn)鐵心(1)上。其它構(gòu)造均與單相動靜電磁結(jié)合裝置相同。
當(dāng)本發(fā)明所述的動靜結(jié)合裝置用于繞線型異步電動機當(dāng)作旋轉(zhuǎn)頻敏變阻器使用時，只需在靜止鐵心(3)上不安置靜止線圈即可(如圖3所示)。
本發(fā)明所說的動靜電磁結(jié)合裝置中的旋轉(zhuǎn)鐵心可直接利用旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子軸。其方法是將旋轉(zhuǎn)線圈(2)直接安置在電機轉(zhuǎn)子軸上，靜止鐵心(3)按前述的方法安裝即可。這樣就可以把動靜電磁結(jié)合裝置與電機做成一體，并可將其安裝在電機殼內(nèi)部。當(dāng)然，在動靜電磁結(jié)合裝置與電機采用分離結(jié)構(gòu)時，亦可將其裝配在一起，僅在電機外殼上安裝一個出線盒即可。
權(quán)利要求
1.一種用于與旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子繞組相結(jié)合的動靜電磁結(jié)合方法，其特征在于，在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的軸線上有一個與轉(zhuǎn)子同軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)鐵心，在旋轉(zhuǎn)鐵心上安置有一個或一個以上的旋轉(zhuǎn)線圈，旋轉(zhuǎn)線圈與旋轉(zhuǎn)鐵心相對靜止，每個旋轉(zhuǎn)線圈所與對應(yīng)的轉(zhuǎn)子繞組相聯(lián)接；相應(yīng)每個旋轉(zhuǎn)線圈的地方，有一組即一個或一個以上的靜止鐵心，在對應(yīng)每個旋轉(zhuǎn)線圈的靜止鐵心上，各有一組靜止線圈，每組靜止線圈按所需的聯(lián)接方式與電源或起動電阻相聯(lián)接；或使電源中的電能在靜止線圈中產(chǎn)生電流，通過電磁感應(yīng)在旋轉(zhuǎn)線圈中產(chǎn)生電功率送入轉(zhuǎn)子繞組；或使轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生的電流在旋轉(zhuǎn)線圈中流過，通過電磁感應(yīng)在靜止線圈中產(chǎn)生電功率送出，以實現(xiàn)電能的動靜電磁結(jié)合和傳送。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動靜結(jié)合方法，其特征在于，在旋轉(zhuǎn)線圈與對應(yīng)的轉(zhuǎn)子繞組聯(lián)接回路中，可串聯(lián)整流器或整流電路或其它電子裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的動靜電磁結(jié)合方法，其特征在于，所說的所需的聯(lián)接方式是指按一臺具體電機或電工儀器所應(yīng)遵循其實現(xiàn)所需功能的要求聯(lián)接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的動靜電磁結(jié)合方法，其特征在于，根據(jù)電機自身運行的要求許可時可以取消靜止線圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的動靜電磁結(jié)合方法，其特征在于，所說的旋轉(zhuǎn)線圈可安置于電機或電工儀器的軸上，所說的旋轉(zhuǎn)鐵心可以是旋轉(zhuǎn)部分(轉(zhuǎn)子)的軸。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的動靜電磁結(jié)合方法，其特征在于，所說的旋轉(zhuǎn)鐵心、旋轉(zhuǎn)線圈、靜止鐵心、靜止線圈可單獨作成一個動靜結(jié)合裝置，使旋轉(zhuǎn)鐵心與旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子同軸安裝。
7.一種用于與旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子繞組相結(jié)合的動靜電磁結(jié)合裝置，其特征在于，由旋轉(zhuǎn)鐵心、旋轉(zhuǎn)線圈、靜止鐵心、靜止線圈等構(gòu)件組成，在旋轉(zhuǎn)鐵心上安置有一個或一個以上的旋轉(zhuǎn)線圈，在對應(yīng)每一個旋轉(zhuǎn)線圈的外面各有一組靜止線圈安置于靜止鐵心上，靜止鐵心與旋轉(zhuǎn)鐵心成構(gòu)成磁路的方式裝配在一起，旋轉(zhuǎn)鐵心以可以自由轉(zhuǎn)動的方式與靜止鐵心相配合。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的動靜電磁結(jié)合裝置，其特征在于，所說的旋轉(zhuǎn)鐵心一端開有用于穿引旋轉(zhuǎn)線圈的端接線的中心孔，在旋轉(zhuǎn)鐵心上開有一個或一個以上與中心孔相通的引線孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所說的動靜電磁結(jié)合裝置，其特征在于，所說的靜止鐵心可固定在外殼或支架上，外殼或支架可安裝在電機機座上或單獨固定;旋轉(zhuǎn)鐵心的端部可安置軸承，軸承安置在外殼或支架上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所說的動靜電磁結(jié)合裝置，其特征在于，所說的靜止鐵心上對應(yīng)每個旋轉(zhuǎn)線圈外面的一組靜止線圈可以取消。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所說的動靜電磁結(jié)合裝置，其特征在于，所說的旋轉(zhuǎn)鐵心可以是電機轉(zhuǎn)子軸。
全文摘要
本發(fā)明為一種電機及電工儀器所用的動靜電磁結(jié)合方法及裝置。它是在電機或電工儀器的旋轉(zhuǎn)部分軸線上安裝旋轉(zhuǎn)鐵心、旋轉(zhuǎn)線圈、靜止鐵心、靜止線圈等構(gòu)件構(gòu)成。利用本發(fā)明的方法及裝置，可取消同步電機和繞線型異步電機等的滑環(huán)和電刷，可應(yīng)用于和制造成無刷勵磁、同步電機，無刷繞線型異步電機，旋轉(zhuǎn)頻敏變阻起動器，無刷滑差電機，各種電工儀器，和向其它裝置的旋轉(zhuǎn)部分內(nèi)部無刷提供電源等。
文檔編號H02K16/00GK1073813SQ9111189
公開日1993年6月30日 申請日期1991年12月23日 優(yōu)先權(quán)日1991年12月23日
發(fā)明者楊長安 申請人:華中理工大學(xué)