繞組式無刷耦合傳動裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設及磁禪合調(diào)速技術(shù)領(lǐng)域，具體設及一種繞組式無刷禪合傳動裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 從傳動的技術(shù)角度來看，大型旋轉(zhuǎn)機械的調(diào)速運行中應用最為廣泛的有相異 步電動機的變頻調(diào)速技術(shù)和繞線轉(zhuǎn)子電機的串級調(diào)速技術(shù)W及調(diào)速型液力禪合器傳動技 術(shù)。其中，繞線轉(zhuǎn)子電機的串級調(diào)速技術(shù)，因其調(diào)速運行效率低下而得不到廣泛應用。
[0003] 中國專利文獻CN101090221B公開了一種無刷雙轉(zhuǎn)子電機，其實質(zhì)是一種滑差調(diào)速 器，可W實現(xiàn)無極調(diào)速，實質(zhì)上是針對了美國麥格納驅(qū)動公司滿流式永磁調(diào)速器(美國專利 NO . 5477094)，解決了其滿流發(fā)熱的問題，并且也提高了系統(tǒng)效率，但是中國專利文獻 CN101090221B公開的一種無刷雙轉(zhuǎn)子電機的技術(shù)中，正如其專利中所述："具體結(jié)構(gòu)位置由 里到外依次是輸入軸、內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵屯、、內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁磁鋼、外轉(zhuǎn)子鐵屯、、外轉(zhuǎn)子內(nèi)繞組、外轉(zhuǎn)子外 繞組、定子鐵屯、、定子繞組、機殼"，運種結(jié)構(gòu)決定了它的局限性，首先它是一個傳遞動力的 裝置，運從其專利中所述"輸入軸與發(fā)動機曲軸相連，輸出軸與驅(qū)動橋相患'得到了驗證，它 所傳遞轉(zhuǎn)矩的大小是由其"徑向式永磁磁路結(jié)構(gòu)的內(nèi)電機"產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩的大小來決定 的，我們知道，電磁轉(zhuǎn)矩的定義為：當電樞繞組中有電流流過時，通電的電樞繞組在磁場中 將受到電磁力的作用，該電磁力與電機氣隙半徑之積稱為電磁轉(zhuǎn)矩。分析其結(jié)構(gòu)可W看出： 當"徑向式永磁磁路結(jié)構(gòu)的內(nèi)電機"的氣隙確定后，其"外轉(zhuǎn)子鐵屯、"要安裝"外轉(zhuǎn)子內(nèi)繞 組"，還要安裝"外轉(zhuǎn)子外繞組"，還要留出內(nèi)、外繞組產(chǎn)生的磁場所需要的輛部路徑，運路徑 還不能小，W免輛部磁密過高導致發(fā)熱厲害，同時內(nèi)、外繞組磁場的輛部路徑還要隔離開W 避免兩磁場相互干擾，運一系列的處置措施都需要沿徑向擴大結(jié)構(gòu)尺寸，也就是說當需要 傳遞很大轉(zhuǎn)矩時，專利文獻CN101090221B中的外轉(zhuǎn)子鐵屯、需要做到非常大的直徑，運就帶 來了其轉(zhuǎn)動慣量也非常大的問題，因為轉(zhuǎn)動慣量的表達式為GD 2,式中G為重量，D為直徑。顯 然當G-樣時，D越大，轉(zhuǎn)動慣量就越大。轉(zhuǎn)動慣量大在旋轉(zhuǎn)機械中就帶來了系統(tǒng)響應時間 長、響應速度慢的缺點。
[0004] 中國專利文獻CN103219842A公開了一種雙機械端口機電能量變換器，其"外轉(zhuǎn)子 繞組為=相短路繞組，外轉(zhuǎn)子繞組由外導條、內(nèi)導條和端部連接部組成"，顯然其外轉(zhuǎn)子繞 組實際上就是電機里的一種雙鼠籠轉(zhuǎn)子，只不過其鼠籠條（內(nèi)、外導條)在端部由"端部連接 部"短路連接，并且組成了多種短路方式，在其權(quán)利要求10里公開了一種"外轉(zhuǎn)子和定子沿 軸向并列設置"，"外轉(zhuǎn)子為永磁轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)"，并且"每個繞組通槽內(nèi)嵌放一個導條"，在其"具 體實施方式十"里指出了導條制造方式："既可W采用侶、銅等低電阻金屬誘注形成，也可W 采用侶條、銅條等焊接而成"，只有繞組應數(shù)為1的情況下才會采用運樣的制造工藝。事實上 在電機學里，由導條組成的鼠籠繞組，其應數(shù)均為1應。那么在中國專利文獻CN103219842A 公開的技術(shù)中，其外轉(zhuǎn)子為1應的鼠籠繞組轉(zhuǎn)子就帶來一個問題，工作時其電流就特別大， 運時因為：當磁通量和旋轉(zhuǎn)速度一定時，應數(shù)為1的繞組，其感應電動勢為最小值，我們知道 功率一定，感應電動勢為最小值時則其感應電流就為最大值。外轉(zhuǎn)子的工作電流太大，就意 味著其銅耗也大、效率低下、發(fā)熱嚴重，特別是大功率傳送時還要更多地考慮散熱問題，運 就導致結(jié)構(gòu)復雜、成本升高不利于推廣應用。
[0005] 此外，中國專利文獻CN103219842A的實施方式十公開的技術(shù)中，由于連接外轉(zhuǎn)子 的外轉(zhuǎn)軸僅在一端具有支承，另一端為懸空狀態(tài)，運導致其加工精度要求高，而且在使用中 存在運行穩(wěn)定性差的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為此，本發(fā)明所要解決的首要技術(shù)問題是:現(xiàn)有技術(shù)存在的銅耗大、效率低下、發(fā) 熱嚴重的問題。而本發(fā)明解決的進一步的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)運行穩(wěn)定性差的問題。從而 提供一種結(jié)構(gòu)簡單成本低，可靠性高的繞組式無刷禪合傳動裝置。
[0007] 本發(fā)明采用技術(shù)方案如下：
[000引一種繞組式無刷禪合傳動裝置，包括：
[0009] 殼體；
[0010] 第一軸，可轉(zhuǎn)動地安裝于所述殼體上；
[0011] 第二軸，可轉(zhuǎn)動地安裝于所述殼體相對于所述第一軸的另一側(cè)，所述第二軸與所 述第一軸同軸設置且都能獨立旋轉(zhuǎn)；
[0012] 第一電磁組件，設置于所述第一軸與所述第二軸之間，包括設于所述第二軸上的 第一繞組轉(zhuǎn)子和與所述第一繞組轉(zhuǎn)子對應設置、且與所述第一軸聯(lián)動設置的永磁轉(zhuǎn)子，所 述永磁轉(zhuǎn)子與所述第一繞組轉(zhuǎn)子之間留有第一工作氣隙；
[0013] 第二電磁組件，設置于所述第二軸與所述殼體之間，包括與所述第一繞組轉(zhuǎn)子同 步轉(zhuǎn)動設置的第二繞組轉(zhuǎn)子，W及固定設置于所述殼體的內(nèi)表面、且與所述第二繞組轉(zhuǎn)子 對應設置的繞組定子，所述第二繞組轉(zhuǎn)子與所述繞組定子之間留有第二工作氣隙；
[0014] 所述第一繞組轉(zhuǎn)子與所述第二繞組轉(zhuǎn)子沿所述第二軸的軸向上并列布置；
[0015] 所述第一繞組轉(zhuǎn)子與所述第二繞組轉(zhuǎn)子通過引線連接。
[0016] 優(yōu)選地，所述第一繞組轉(zhuǎn)子和所述第二繞組轉(zhuǎn)子W及所述繞組定子的線圈應數(shù)均 大于1應。
[0017] 優(yōu)選地，在所述引線間加入內(nèi)置遙控開關(guān)或者控制回路，通過無線遙控技術(shù)實施 控制。
[0018] 優(yōu)選地，所述繞組定子電連接的變流裝置，所述變流裝置能對所述繞組定子的電 流進行調(diào)制，W實現(xiàn)對所述永磁轉(zhuǎn)子與所述第一繞組轉(zhuǎn)子之間電磁轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)。
[0019 ]優(yōu)選地，所述變流裝置為可調(diào)電阻。
[0020]或可優(yōu)選地，所述變流裝置包括引入到所述繞組定子上、與所述繞組定子同相或 反相串接的可控交流附加電動勢的裝置，所述可控交流附加電動勢與所述繞組定子的電動 勢具有相同的頻率或在允許的頻率誤差范圍內(nèi)相近的頻率，通過改變所述可控交流附加電 動勢W改變所述繞組定子的電流。
[0021 ]進一步優(yōu)選地，所述變流裝置還包括能夠四象限運行的變頻器。
[0022]優(yōu)選地，還包括用于支撐所述第一電磁組件上的所述第一繞組轉(zhuǎn)子或所述永磁轉(zhuǎn) 子之一的支撐結(jié)構(gòu)，所述支撐結(jié)構(gòu)對應于所安裝的所述永磁轉(zhuǎn)子或所述第一繞組轉(zhuǎn)子，其 一端與相應的所述第一軸或所述第二軸固定連接，其另一端通過支撐軸承與所述第一軸或 所述第二軸轉(zhuǎn)動連接;固設于所述第二軸上的所述第一繞組轉(zhuǎn)子與所述第二繞組轉(zhuǎn)子分別 位于所述支撐結(jié)構(gòu)的兩側(cè)，且穿過與所述第二軸固連部分。
[0023] 優(yōu)選地，所述第一電磁組件及所述第二電磁組件呈筒式結(jié)構(gòu)，內(nèi)部磁場方向為徑 向。
[0024] 優(yōu)選地，所述支撐軸承的徑向尺度小于所述永磁轉(zhuǎn)子或所述第一繞組轉(zhuǎn)子安裝部 位的徑向尺度，且徑向上靠近所述第一軸或所述第二軸。
[00巧]還可W，所述第一電磁組件及所述第二電磁組件呈盤式結(jié)構(gòu)設置，且內(nèi)部磁場方 向為軸向。
[0026] 本發(fā)明技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點：
[0027] 1.本發(fā)明提供的繞組式無刷禪合傳動裝置由于采用第一繞組轉(zhuǎn)子與第二繞組轉(zhuǎn) 子沿所述第二軸的軸向上并列布置，且通過引線連接的結(jié)構(gòu)，在減小徑向尺度，進而避免因 轉(zhuǎn)動慣量大，導致系統(tǒng)響應時間長、響應速度慢的的問題。同時，中國專利文獻 CN103219842A公開的一種雙機械端口機電能量變換器，其外轉(zhuǎn)子為1應的鼠籠繞組轉(zhuǎn)子，感 應電動勢太低，工作電流太大，導致其銅耗大、效率低、發(fā)熱嚴重，特別是大功率時尤為明 顯，運道理和大功率電機一定要設計成高壓電機、遠距離輸送電一定要設計成高壓輸送電 同出一徹。而本發(fā)明提供的繞組式無刷永磁禪合傳動裝置所述的第一繞組轉(zhuǎn)子和第二繞組 轉(zhuǎn)子的應數(shù)可W根據(jù)感應電動勢的需要設置成任意多應，從而控制感應電流的大小降低銅 耗，提高了效率。
[00%] 2.特別是對于中國專利文獻CN103219842A公開的一種雙機械端口機電能量變換 器，其內(nèi)轉(zhuǎn)子為一長轉(zhuǎn)子，與外永磁轉(zhuǎn)子和定子同時禪合，運樣就無法切斷與外永磁轉(zhuǎn)子禪 合時產(chǎn)生的感應電流，而本發(fā)明提供的繞組式無刷禪合傳動裝置因為第一繞組轉(zhuǎn)子與第二 繞組轉(zhuǎn)子通過引線連接，可W在引線間加入內(nèi)置開關(guān)或者其它電子元器件，用無線遙控技 術(shù)加 W控制，例如：當?shù)谝惠S作為輸入軸時將第一繞組轉(zhuǎn)子內(nèi)的線圈斷開，其線圈內(nèi)就只有 感應電動勢而沒有感應電流，就不會產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，則本發(fā)明的傳動裝置就不會傳遞轉(zhuǎn)矩， 裝置就處于離合器的分離狀態(tài)，而此時如果將第二繞組轉(zhuǎn)子的線圈短路，通過變流裝置給 定子繞組供電，本發(fā)明的傳動裝置就又成了類似電動機的動力源。
[0029] 3.本發(fā)明提供的繞組式無刷禪合傳動裝置，還包括控制機構(gòu)，所述控制機構(gòu)包括 具有與繞組定子電連接的變流裝置，所述變流裝置的定義為:能對所述繞組定子的電流進 行調(diào)制的裝置，W實現(xiàn)對永磁轉(zhuǎn)子與第一繞組轉(zhuǎn)子之間的