本發(fā)明涉及電機領(lǐng)域，具體涉及一種無極調(diào)速電機。

背景技術(shù)：

調(diào)速電機是利用改變電機的級數(shù)、電壓、電流、頻率等方法改變電機的轉(zhuǎn)速，以使電機達到較高的使用性能的一種電機，現(xiàn)有調(diào)速電機的調(diào)速方法通常有如下幾種：一：調(diào)壓調(diào)速，即通過調(diào)壓用變壓器改變電動機定子電壓來實現(xiàn)調(diào)速，如果變壓器的調(diào)壓是有級的，電動機的調(diào)速也是有級的，如果變壓器的調(diào)壓是無級的，那么電動機調(diào)速也是無級的，調(diào)壓調(diào)速的功率因素較低，有諧波干擾，正常運行時無制動轉(zhuǎn)矩；二：變極調(diào)速，即通過改變電動機定子繞組的接線方式來改變電動機的磁極對數(shù)，從而可以有級地改變同步轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)電動機轉(zhuǎn)速有級調(diào)速，這種調(diào)速電機不能實現(xiàn)無級平滑的調(diào)速；三：弱磁調(diào)速，即在變頻器對異步電機的調(diào)速中，當(dāng)變頻器的輸出頻率高于電機額定頻率時，電機鐵芯磁通開始減弱，使電機轉(zhuǎn)速高于額定轉(zhuǎn)速，這種電機調(diào)速方式能夠?qū)崿F(xiàn)無極調(diào)速，且無附加轉(zhuǎn)差損耗，效率高，調(diào)速范圍寬。另外，對于低負載運行時間較多，或起停運行較頻繁的場合，弱磁調(diào)速可以達到節(jié)電和保護電機的目的。另外，除了利用變頻器改變電機鐵芯磁通實現(xiàn)弱磁調(diào)速外，目前還有一些電機通過驅(qū)動定子沿軸向平移使其與轉(zhuǎn)子錯開的方式進行弱磁調(diào)速，采用這種方式進行弱磁調(diào)速時，定子移動過程中將同時帶動定子接線反復(fù)彎折，久而久之容易產(chǎn)生接線折斷的風(fēng)險，影響電機的使用壽命，另外，電機定子移動后，其將會離開最佳散熱位置，導(dǎo)致定子的散熱受到影響，最終也將影響整個電機的可靠性。

因此，為解決以上問題，需要一種能夠?qū)崿F(xiàn)無極調(diào)速、可靠性較好且調(diào)速易于控制的無極調(diào)速電機。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)無極調(diào)速、可靠性較好且調(diào)速易于控制的無極調(diào)速電機。

本發(fā)明的無極調(diào)速電機，包括殼體、外定子組件、內(nèi)轉(zhuǎn)子組件和調(diào)速機構(gòu)，所述外定子組件固定設(shè)置于所述殼體內(nèi)側(cè)；所述內(nèi)轉(zhuǎn)子組件轉(zhuǎn)動設(shè)置于所述外定子組件內(nèi)側(cè)，且設(shè)置為可沿軸向相對于所述外定子組件移動；所述調(diào)速機構(gòu)用于驅(qū)動所述內(nèi)轉(zhuǎn)子組件沿軸向移動以對電機進行調(diào)速；

進一步，調(diào)速機構(gòu)包括沿內(nèi)轉(zhuǎn)子組件軸向設(shè)置的螺桿以及與螺桿配合進行螺旋傳動的螺套；螺套以軸向固定周向轉(zhuǎn)動的方式與外定子組件連接；

進一步，殼體內(nèi)設(shè)有至少兩個穿過內(nèi)轉(zhuǎn)子組件并與所述內(nèi)轉(zhuǎn)子組件滑動配合的導(dǎo)柱，內(nèi)轉(zhuǎn)子組件通過所述導(dǎo)柱將動力輸出；

進一步，螺套通過端面軸承推拉內(nèi)轉(zhuǎn)子組件沿軸向往復(fù)移動；

進一步，螺套內(nèi)圓一體成形有環(huán)形座圈，端面軸承為兩個，且兩端面軸承分列于環(huán)形座圈軸向兩側(cè)，內(nèi)轉(zhuǎn)子組件端面設(shè)有t形結(jié)構(gòu)的端面軸承座；端面軸承座的頭部同軸固定于內(nèi)轉(zhuǎn)子組件的端面，端面軸承座的桿部穿過兩端面軸承并通過與其固定的擋圈將兩端面軸承抵緊環(huán)形座圈兩側(cè)；

本發(fā)明的無極調(diào)速電機還包括調(diào)速動力裝置和用于將調(diào)速動力裝置的動力減速傳遞至螺桿的減速機構(gòu)；

進一步，導(dǎo)柱沿內(nèi)轉(zhuǎn)子組件周向均布多個，且內(nèi)轉(zhuǎn)子組件固定有用于與導(dǎo)柱滑動配合的滑套；

本發(fā)明的無極調(diào)速電機還包括與內(nèi)轉(zhuǎn)子組件同軸設(shè)置的輸出法蘭軸，導(dǎo)柱的頂端連接于輸出法蘭軸的法蘭盤用于帶動輸出法蘭軸轉(zhuǎn)動；

進一步，殼體內(nèi)以軸向固定周向轉(zhuǎn)動的方式固定有用于與導(dǎo)柱的底端連接的導(dǎo)柱定心法蘭盤；

進一步，螺套外圓上一體成型有凸緣；螺套通過其凸緣與導(dǎo)柱定心法蘭盤端面相抵的方式實現(xiàn)軸向限位。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的無極調(diào)速電機，通過調(diào)速機構(gòu)控制電機內(nèi)轉(zhuǎn)子組件沿軸向相對于定子移動，從而改變電機鐵芯磁通，最終實現(xiàn)電機的弱磁調(diào)速，這種調(diào)速方式能夠使電機實現(xiàn)無級平滑的調(diào)速，并且通過控制內(nèi)轉(zhuǎn)子組件的移動量就能對精確的控制電機的同步轉(zhuǎn)速，另外，這種調(diào)速方式能偶有效避免由于定子移動造成整個電機壽命降低、散熱不良的缺點。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明技術(shù)方案進一步說明：

圖1為本發(fā)明的整體示意圖；

圖2為本發(fā)明中外定子組件與內(nèi)轉(zhuǎn)子組件沿軸向?qū)R時的剖視圖；

圖3為本發(fā)明中外定子組件與內(nèi)轉(zhuǎn)子組件沿軸向錯開后的剖視圖；

圖4為本發(fā)明的調(diào)速機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明的導(dǎo)柱的連接示意圖；

圖6為本發(fā)明的螺桿和螺套的配合示意圖；

圖7為本發(fā)明的端面軸承的布置示意圖；

圖8為本發(fā)明的導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明的端面軸承的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

如圖1和2所示，本實施例的無極調(diào)速電機包括殼體3、外定子組件4、可沿軸向相對于外定子組件4移動的內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9和用于驅(qū)動內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9沿軸向移動使電機進行調(diào)速的調(diào)速機構(gòu)，其中調(diào)速機構(gòu)可以采用現(xiàn)有一切能夠?qū)崿F(xiàn)反復(fù)直線移動的驅(qū)動機構(gòu)或驅(qū)動裝置，例如氣缸、液壓缸、電動缸或者絲桿螺母機構(gòu)等，通過調(diào)速機構(gòu)控制電機內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9沿軸向相對于定子移動，從而改變電機鐵芯磁通，最終實現(xiàn)電機的弱磁調(diào)速，這種調(diào)速方式能夠使電機實現(xiàn)無級平滑的調(diào)速，并且通過控制內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9的移動量就能對精確的控制電機的同步轉(zhuǎn)速，另外，這種調(diào)速方式能偶有效避免由于定子移動造成整個電機壽命降低、散熱不良的缺點。

本實施例中，調(diào)速機構(gòu)包括沿內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9軸向設(shè)置的螺桿6以及與螺桿6配合進行螺旋傳動的螺套8；如圖4所示，螺套8以軸向固定周向轉(zhuǎn)動的方式與轉(zhuǎn)子連接，其中，螺桿6與螺套8配合形成絲桿螺母副，通過驅(qū)動螺栓轉(zhuǎn)動可以使螺套8沿軸向往復(fù)移動，而螺套8與螺套8以軸向固定周向轉(zhuǎn)動的方式與轉(zhuǎn)子連接，因此內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9的轉(zhuǎn)動并不會帶動螺套8轉(zhuǎn)動，而螺栓沿軸向的往復(fù)移動能夠帶動內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9同步移動。

本實施例中，殼體3內(nèi)設(shè)有四個沿內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9軸向設(shè)置并與內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9滑動配合的導(dǎo)柱10，內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9通過導(dǎo)柱10將動力輸出，如圖5所示，內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9上沿軸向相應(yīng)開設(shè)有使導(dǎo)柱10穿過的過孔，通過調(diào)速機構(gòu)對電機進行調(diào)速時，內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9通過導(dǎo)柱10的引導(dǎo)沿軸向移動，而在電機工作時，三個導(dǎo)柱10將隨內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9一同轉(zhuǎn)動，通過導(dǎo)柱10連接電機輸出端，將電機轉(zhuǎn)子的動力向外界輸出，此時，導(dǎo)柱10起到傳動軸的作用，因此，本結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)柱10能夠?qū)崿F(xiàn)一件多用的目的，大大提高了電機結(jié)構(gòu)的緊湊性。

本實施例中，螺套8通過端面軸承11推拉內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9沿軸向往復(fù)移動，本電機中的端面軸承11設(shè)有兩個，兩個端面軸承11分別用于推動或拉動內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9沿軸線向上和向下移動，如圖8所示，端面軸承11也稱平面軸承，由帶滾針或圓柱滾子或鋼球的平面保持架組件和平面墊圈組成，電機工作時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動通過端面軸承11與螺套8實現(xiàn)分離。

本實施例中，螺套8內(nèi)圓一體成形有環(huán)形座圈12，端面軸承11為兩個，且兩端面軸承11分列于環(huán)形座圈12軸向兩側(cè)，內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9端面設(shè)有t形結(jié)構(gòu)的端面軸承座14；端面軸承座14的頭部同軸固定于內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9的端面，端面軸承座14的桿部穿過兩端面軸承11并通過與其固定的擋圈將兩端面軸承11抵緊在環(huán)形座圈12兩側(cè)，如圖4和圖7所示，本電機的內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9下端面上形成有與端面軸承座14的頭部配合的圓形槽，端面軸承座14的桿部開設(shè)有螺紋孔，通過一螺釘與螺紋孔配合將擋圈固定在端面軸承座14的桿部下端，擰緊螺釘后，兩端面軸承11將夾緊在端面軸承座14的頭部于環(huán)形座圈12之間以及環(huán)形座圈12與擋圈之間，使內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9與螺套8之間形成軸向固定周向轉(zhuǎn)動配合。

本實施例的無極調(diào)速電機還包括調(diào)速動力裝置和用于將調(diào)速動力裝置的動力減速傳遞至螺桿6的減速機構(gòu)，調(diào)速動力裝置為一步進電機5，減速機構(gòu)為蝸輪蝸桿機構(gòu)，本實施例中，螺桿6下端伸出電機殼體3外并固定有一渦輪，步進電機5輸出軸上同軸固定有一蝸桿，通過控制步進電機5輸出軸的轉(zhuǎn)動可以精確的控制螺桿6的轉(zhuǎn)動角度進而對內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9的軸向位移量徑向精確控制。

本實施例中，導(dǎo)柱10沿內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9周向均布四個，如圖5和圖8所示，四個導(dǎo)柱10分布在同一圓周上，內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9的過孔內(nèi)固定有用于與導(dǎo)柱10滑動配合的滑套13，滑套13應(yīng)采用高耐磨材料制作，較小內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9往復(fù)滑動產(chǎn)生的磨損量，另外滑套13內(nèi)圓應(yīng)進行精加工使其與導(dǎo)柱10之間具有較高的配合精度，進而提高電機調(diào)速的精確性。

本實施例的無極調(diào)速電機還包括與內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9同軸設(shè)置的輸出法蘭軸2，輸出法蘭軸2包括同軸一體成型的法蘭盤和輸出軸，如圖4所示，導(dǎo)柱10的頂部與法蘭盤的法蘭孔配合，導(dǎo)柱10頂端開有螺紋孔，通過螺釘與螺紋孔配合后使導(dǎo)柱10與法蘭盤實現(xiàn)連接，內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9轉(zhuǎn)動時，四個導(dǎo)柱10繞內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9軸線轉(zhuǎn)動，并同時帶動整個輸出法蘭軸2轉(zhuǎn)動從而輸出動力，輸出法蘭軸2的輸出軸上開設(shè)有花鍵孔1，便于采用花鍵配合的方式將電機的動力向外界輸出。

本實施例中，殼體3內(nèi)以軸向固定周向轉(zhuǎn)動的方式配合有用于與導(dǎo)柱10的底端連接的導(dǎo)柱定心法蘭盤16，如圖2和5所示，導(dǎo)柱定心法蘭盤16靠近殼體3下端設(shè)置，殼體3的下端面內(nèi)壁沿軸向一體延伸出一定位套15，導(dǎo)柱定心法蘭盤16通過軸承可轉(zhuǎn)動配合在該定位套15內(nèi)圓內(nèi)，導(dǎo)柱定心法蘭盤16上分布有與四個導(dǎo)柱10一一對應(yīng)配合的四個法蘭孔，每個導(dǎo)柱10上下兩端分別連接于輸出法蘭軸2的法蘭盤和導(dǎo)柱定心法蘭盤16，內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9轉(zhuǎn)動時，導(dǎo)柱定心法蘭盤16也將隨內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9同步轉(zhuǎn)動。

本實施例中，螺套8外圓上一體成型有凸緣7；螺套8通過其凸緣7與導(dǎo)柱定心法蘭盤16端面相抵的方式實現(xiàn)軸向限位，如圖3所示，當(dāng)電機內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9在螺套8的帶動下沿軸向上移至極限位置時(本實施例中，外定子組件4和內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9錯開一半時為轉(zhuǎn)子移動的極限位置)，螺套8的凸緣7將抵住導(dǎo)柱定心法蘭盤16端面，避免內(nèi)轉(zhuǎn)子組件9繼續(xù)上移，通過調(diào)整凸緣7的位置可以對電機調(diào)速時轉(zhuǎn)子的極限位置進行調(diào)節(jié)，從而控制整個電機的調(diào)速范圍。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。