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转子电动机及其控制方法

阅读:461发布:2023-01-27

专利汇可以提供转子电动机及其控制方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及 电动机 技术领域,尤其是指双 转子 电动机及其控制方法,包括 定子 、固定于定子上的 制动 绕组以及均与定子转动连接的第一转子和第二转子,所述制动绕组用于制动第一转子,所述第一转子设有用于驱动第二转子转动的工作绕组。本发明通过利用制动绕组代替制动器来对第一转子进行制动,从而减少制动器发热和磨损,进而延长电动机寿命。,下面是转子电动机及其控制方法专利的具体信息内容。

1.一种双转子电动机,其特征在于:包括定子(1)、固定于定子(1)的制动绕组(2)以及均与定子(1)转动连接的第一转子(3)和第二转子(4),所述制动绕组(2)用于制动第一转子(3),所述第一转子(3)设有用于驱动第二转子(4)转动的工作绕组(31)。
2.根据权利要求1所述的双转子电动机,其特征在于:所述双转子电动机还包括用于制动第一转子(3)的制动器(5)。
3.根据权利要求2所述的双转子电动机,其特征在于:所述制动器(5)固定于所述定子(1)。
4.根据权利要求1所述的双转子电动机,其特征在于:所述双转子电动机还包括导电滑环(6),外部电源通过导电滑环(6)向第一转子(3)的工作绕组(31)供电。
5.根据权利要求1所述的双转子电动机,其特征在于:所述第一转子(3)设有连接轴(7),第一转子(3)的工作绕组(31)设有导线(32),第一转子(3)通过连接轴(7)与定子(1)转动连接,连接轴(7)的内部设有供导线(32)穿过的穿线槽(71)。
6.一种用于控制权利要求1所述的双转子电动机的方法,其特征在于:包括依次进行的以下步骤:
步骤a:利用外部电源向第一转子(3)的工作绕组(31)通入交流电,使得第一转子(3)和第二转子(4)反向旋转;
步骤b:利用外部电源向定子(1)上的制动绕组(2)通入直流电,令直流电的电流逐渐增大,使得第一转子(3)的转速逐渐降低,第二转子(4)的转速逐渐升高。
7.根据权利要求6所述的一种控制方法,其特征在于:所述双转子电动机还包括用于制动第一转子(3)的制动器(5);
所述控制方法还包括在步骤b后进行的步骤c1:第二转子(4)的转速达到额定值后,令制动器(5)制动第一转子(3)。
8.根据权利要求6所述的一种控制方法,其特征在于:所述控制方法还包括在步骤b后进行的步骤c2:第二转子(4)的转速达到预定值后,向定子(1)上的制动绕组(2)通入电流大小固定的直流电。
9.根据权利要求6所述的一种控制方法,其特征在于:所述控制方法还包括在步骤b后进行的步骤c3:第二转子(4)的转速达到预定值后,令通入制动绕组(2)的直流电的电流值逐渐减小,使得第一转子(3)的转速逐渐增大,第二转子(4)的转速逐渐降低,第二转子(4)的转速低于一定值时,切断为制动绕组(2)供电的电源以及为第一转子(3)的工作绕组(31)供电的电源。

说明书全文

转子电动机及其控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及电动机技术领域,尤其是指双转子电动机及其控制方法。

背景技术

[0002] 为对双转子电动机中的转子进行调速或制动,电动机中会设置制动器,通过利用制动器摩擦转子来消耗转子的机械能,从而使得转子降速或被制动。但制动器摩擦转子时,转子的机械能变为热能,导致制动器发热严重,从而导致电动机的寿命降低。

发明内容

[0003] 本发明针对现有技术的问题提供一种双转子电动机,能够减少制动器发热,并延长电动机寿命。
[0004] 本发明采用如下技术方案:一种双转子电动机,包括定子、固定于定子的制动绕组以及均与定子转动连接的第一转子和第二转子,所述制动绕组用于制动第一转子,所述第一转子设有用于驱动第二转子转动的工作绕组。
[0005] 作为优选,所述双转子电动机还包括用于制动第一转子的制动器。
[0006] 作为优选,所述制动器固定于所述定子。
[0007] 作为优选,所述双转子电动机还包括导电滑环,外部电源通过导电滑环向第一转子的工作绕组供电。
[0008] 作为优选,所述第一转子设有连接轴,第一转子的工作绕组设有导线,第一转子通过连接轴与定子转动连接,连接轴的内部设有供导线穿过的穿线槽。
[0009] 本发明还提供一种用于控制前述的双转子电动机的方法,包括依次进行的以下步骤:步骤a:利用外部电源向第一转子的工作绕组通入交流电,使得第一转子和第二转子反向旋转;步骤b:利用外部电源向定子上的制动绕组通入直流电,令直流电的电流逐渐增大,使得第一转子的转速逐渐降低,第二转子的转速逐渐升高。
[0010] 作为优选,所述双转子电动机还包括用于制动第一转子的制动器;所述控制方法还包括在步骤b后进行的步骤c1:第二转子的转速达到额定值后,令制动器制动第一转子。
[0011] 作为优选,所述控制方法还包括在步骤b后进行的步骤c2:第二转子的转速达到预定值后,向定子上的制动绕组通入电流大小固定的直流电。
[0012] 作为优选,所述控制方法还包括在步骤b后进行的步骤c3:第二转子的转速达到预定值后,令通入制动绕组的直流电的电流值逐渐减小,使得第一转子的转速逐渐增大,第二转子的转速逐渐降低,第二转子的转速低于一定值时,切断为制动绕组供电的电源以及为第一转子的工作绕组供电的电源。
[0013] 本发明的有益效果:通过利用制动绕组代替制动器来对第一转子进行制动,从而减少制动器发热和磨损,延长电动机寿命。附图说明
[0014] 图1为本发明的结构示意图。
[0015] 附图标记为:1、定子;2、制动绕组;3、第一转子;31、工作绕组;32、导线;4、第二转子;5、制动器;6、导电滑环;7、连接轴;71、穿线槽。

具体实施方式

[0016] 为了便于本领域技术人员的理解,下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明,实施方式提及的内容并非对本发明的限定。以下结合附图对本发明进行详细的描述。
[0017] 实施例一
[0018] 如图1所示,一种双转子电动机,包括定子1、固定于定子1的制动绕组2以及均与定子1转动连接的第一转子3和第二转子4,所述制动绕组2用于制动第一转子3,所述第一转子3设有用于驱动第二转子4转动的工作绕组31。
[0019] 本实施例中,第二转子4作为输出轴。工作流程为:向第一转子3的工作绕组31通入交流电,使得第一转子3和第二转子4反向旋转,随后向定子1上的制动绕组2通入电流值逐渐增大的直流电,使得第一转子3的转速逐渐降低,从而使得第二转子4的转速逐渐增加。常规电动机起动时,第二转子4与气隙磁场间的转差率较大,气隙磁场切割转子导体的速度较大,因此起动电流较大。本实施例中,气隙磁场的转速等于工作绕组31产生的旋转磁场的转速减去第一转子3的转速。起动时第一转子3与第二转子4反向转动,因此气隙磁场转速较小,起动电流较小。当需要提高第二转子4的转速时,制动绕组2产生静止的磁场,制动绕组2的静止磁场对第一转子3产生制动转矩,因此能令第一转子3减速。制动绕组2使第一转子3减速时,产生热量较少,不会使得电动机发热严重,有效延长电动机寿命。利用制动绕组2来制动第一转子3时,由于第一转子3的工作绕组31仍通有电流,拖动第二转子4的气隙磁场的转速为第一转子3的工作绕组31产生的同步转速与第一转子3本身的机械转速之差,第一转子3的转速受制动绕组2的制动矩大小控制,因此改变向制动绕组2通入的直流电流的大小,也就改变了第一转子3和第二转子4之间的气隙磁场的转速,从而改变了第二转子4的转速。使用者能够通过控制通入制动绕组2的直流电流的大小来控制第二转子4的转速。第二转子4为鼠笼转子或绕线式转子或实心转子。
[0020] 如图1所示,所述双转子电动机还包括用于制动第一转子3的制动器5。当第二转子4的转速增大至额定值或接近额定值时,第一转子3的转速很小,此时可令制动器5制动,并不再向制动绕组2通电,从而避免持续向制动绕组2供电导致浪费电能和制动绕组2发热的情况发生。第一转子3的转速很小时,第一转子3的机械能也较小,因此制动器5与第一转子3摩擦后产生的热能较小,不会发生严重发热的情况。
[0021] 如图1所示,所述制动器5固定于所述定子1,使得双转子的结构更紧凑。
[0022] 如图1所示,所述双转子电动机还包括导电滑环6,外部电源通过导电滑环6向第一转子3的工作绕组31供电,防止电线缠绕。
[0023] 如图1所示,所述第一转子3设有连接轴7,第一转子3的工作绕组31设有导线32,第一转子3通过连接轴7与定子1转动连接,连接轴7的内部设有供导线32穿过的穿线槽71,通过连接轴7对工作绕组31的导线32进行保护,一物两用。
[0024] 实施例二
[0025] 本实施例提供一种控制方法,用于起动实施例一中的双转子电动机,包括依次进行的以下步骤:步骤a:利用外部电源向第一转子3的工作绕组31通入交流电,使得第一转子3和第二转子4反向旋转;步骤b:利用外部电源向定子1上的制动绕组2通入直流电,令直流电的电流逐渐增大,使得第一转子3的转速逐渐降低,第二转子4的转速逐渐升高。
[0026] 本实施例中,第二转子4作为输出轴。常规电动机起动时,第二转子4与气隙磁场间的转差率较大,气隙磁场切割转子导体的速度较大,因此起动电流较大。本实施例中,气隙磁场的转速等于工作绕组31产生的旋转磁场的转速减去第一转子3的转速。起动时第一转子3与第二转子4反向转动,因此气隙磁场转速较小,起动电流较小。当需要提高第二转子4的转速时,制动绕组2产生静止的磁场,制动绕组2的静止磁场对第一转子3产生制动转矩,因此能令第一转子3减速。制动绕组2使第一转子3减速时,产生热量较少,不会使得制动绕组2发热严重。利用制动绕组2来制动第一转子3时,由于第一转子3的工作绕组31仍通有电流,因此第二转子4的转速只与向制动绕组2通入的直流电流的大小有关,使用者能够通过控制通入制动绕组2的直流电流的大小来控制第二转子4的转速。
[0027] 本实施例中,所述双转子电动机还包括用于制动第一转子3的制动器5;所述控制方法还包括在步骤b后进行的步骤c1:第二转子4的转速达到额定值后,令制动器5制动第一转子3。当第二转子4的转速增大至额定值或接近额定值时,第一转子3的转速很小,此时可令制动器5制动,并不再向制动绕组2通电,从而避免持续向制动绕组2供电导致浪费电能和制动绕组2发热的情况发生。第一转子3的转速很小时,第一转子3的机械能也较小,因此制动器5与第一转子3摩擦后产生的热能较小,不会发生制动器严重发热的情况。
[0028] 实施例三
[0029] 本实施例提供一种控制方法,用于对以实施例二中的控制方法进行起动的双转子电动机进行调速。
[0030] 所述控制方法还包括在步骤b后进行的步骤c2:第二转子4的转速达到预定值后,向定子1上的制动绕组2通入电流大小固定的直流电。第二转子4达到额定值或接近额定值后,若需要令第二转子4降低至某转速,向定子1上的制动绕组2通入相应值的电流,第一转子3的转速会增大至某值后持续以某值转动,第二转子4的转速亦会降低至所需转速并以该转速持续转动。
[0031] 实施例四
[0032] 本实施例提供一种控制方法,用于对以实施例二中的控制方法进行起动的双转子电动机进行软停车。
[0033] 所述控制方法还包括在步骤b后进行的步骤c3:第二转子4的转速达到预定值后,令通入制动绕组2的直流电的电流值逐渐减小,使得第一转子3的转速逐渐增大,第二转子4的转速逐渐降低,第二转子4的转速低于一定值时,切断为制动绕组2供电的电源以及为第一转子3的工作绕组31供电的电源。软停车即使得第二转子4的转速逐渐降低直至停止。本实施例通过令通入制动绕组2的直流电的电流值逐渐减小,从而实现了对第二转子4的加速度的控制,进而实现软停车。
[0034] 以上所述,仅是本发明较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明以较佳实施例公开如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均属于本发明技术方案的范围内。
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