一种时变扭矩时变负载电机及制作法的制作方法

专利2022-06-29  66


本发明属于电力器材及节能工程技术领域,是关于独特功能的电机技术与制作法。



背景技术:

在科学技术突飞猛进、工农业生产相当发达的今天,还有许多不尽人意的事项在困扰着人们——在工农业生产过程中,发电机和电动机都是应用极其广泛的、非常成熟的一种电气机器。但是,这种应用极其广泛,制造技术非常成熟的电机在科学技术越来越发达、对产品的性能与功能要求越来越高,现有的电机技术暴露出来了一些不能满足人们对电机产品的要求。例如,大功率电机的启动、大功率电机带小负荷负载的运行、非恒定动力源的发电机组的运行问题,以及耗能同样的条件下提高切割磁力线的速度……。这些问题还没有得到较好的解决。



技术实现要素:

为了解决上述问题,研发了时变扭矩时变负载电机及制作法。其目的就是为了解决大功率电机的启动、大功率电机带小负荷负载的运行、时变扭矩源的发电机组的运行问题,以及耗能同样的条件下提高切割磁力线的速度……的问题。

为了实现上述目的,本发明的时变扭矩时变负载电机的直径与其轴长之比大于或等于β=1;它包括基本电机(j)、主轴a(4a)、电机轴承a(16a)、待工转子系统a(d)、待工转子系统轴承a(3a)和运行状态切换机构总成a,其中,基本电机(j)包括定子a(1a)、转子a(2a)、主轴a(4a)和电机轴承a(16a),转子a(2a)和主轴a(4a)固定连接在一起;设有若干个待工转子系统a(d),每一个待工转子系统a(d)都包括转子a(2a)和待工转子系统轴承a(3a),并通过若干待工转子系统轴承a(3a)分别与主轴a(4a)上的不同工艺位置上固定连接,构成在同一机壳内同一根主轴a(4a)上,除了基本电机(j)之外,其它若干个待工转子系统a(d)均通过各自对应的待工转子系统轴承a(3a)与主轴a(4a)可转动地固定连接的结构,该结构的功能是在没有其它因素的作用下时,基本电机(j)与各个待工转子系统a(d)相互之间都是处于各自独立自由转动的状态;只有通过处于基本电机(j)与待工转子系统a(d)之间,以及各个待工转子系统a(d)两两相互之间所安装的运行状态切换机构总成a将安装在同一机壳内同一主轴a(4a)上的待工转子系统a(d)的转子a(2a)之转动功能失效而固定接入主轴a(4a)之上,或退出固接于主轴a(4a)上的结构之运动状态,以至于形成由基本电机(j)与若干个待工转子系统a(d)共同构成一个整体的速控输出电功率、速控输出电流和速控转动惯量的技术参量的转速控制电机,安装在基本电机(j)与待工转子系统a(d)之间,以及若干个待工转子系统a(d)两两相互之间的运行状态切换机构总成a之运行状态受控于电机转速;反之,运行中的本发明电机运行速度从零~额定转速的变化情况下,从大功率、大转动惯量的静止状态下全压启动,以及从大功率、大转动惯量的重负荷向轻负荷的运行模式的转换过程中,不停机地以速控方式退掉部分或全部待工转子系统a(d),达到降低自身总转动惯量而进入小功率、小转动惯量的运行模式运行。

为了实现上述目的,本发明的时变扭矩时变负载电机a中的直径与其轴长之比等于β,还是等于nβ由现场运行条件决定式中的n(=1,2,3……)等于几;它的运行状态切换机构总成a包括联动块滑动筒a(8a)、连接环a(9a)、联动块a(10a)、进退连杆a(11a)、推拉杆a(12a)、离心块滑动筒a(13a)、离心块a(14a)、拉簧a(15a);当小扭矩作用于本发明时变扭矩时变负载电机a的主轴a(4a)时,本发明时变扭矩时变负载电机a内部的一系列的待工转子系统a(d)中因待工转子系统轴承a(3a)与主轴a(4a)可转动的连接而不随主轴a(4a)同步转动,此时只有基本电机a(j)的转子a(2a)因与主轴a(4a)之间是固定连接的,能够随动而做出转动响应;当作用于本发明时变扭矩时变负载电机a的主轴a(4a)的扭矩增大后,主轴a(4a)转动速度相应增大,转动速度增大到设定的速度值时,离心块a(14a)获得的离心力大小足以大于拉簧a(15a)的弹簧力,且通过在离心块滑动筒a(13a)内的滑动而联动推拉杆a(12a)推动进退连杆a(11a)将运行状态切换机构总成a的连接联动块a(10a)在联动块滑动筒a(8a)的限制下伸出联动块滑动筒a(8a)的筒口,进入待工转子系统a(d)上的联动槽a(5a)内,并沿着联动槽a(5a)的槽底斜面滑至设置在槽底斜面最深处的相位同步限位器a(6a)上,此时待工转子系统a(d)由它的待工状态切换成工作状态,通过设定的延时时间后,启动电子开关a(7a),电子开关a(7a)接通与待工转子系统a(d)对应的定子绕组的电力输出端与基本电机(j)定子绕组的电力输出端同频率同相位地电气连接;与连接联动块a(10a)相联接的连接环a(9a)之功能是自落位地令连接联动块a(10a)总是正位地落入联动槽a(5a)的槽底斜面的最深处。

为了实现上述目的,本发明的时变扭矩时变负载电机b的直径与其轴长之比大于1;它包括基本电机(j)、主轴b(4b)、电机轴承b(16b)、待工转子系统b(d)、待工转子系统轴承b(3b)和运行状态切换机构总成b,其中,基本电机(j)包括定子b(1b)、转子b(2b)、主轴b(4b)和电机轴承b(16b),转子b(2b)和主轴b(4b)固定连接在一起;设有若干个待工转子系统b(d),每一个待工转子系统b(d)都包括转子b(2b)和待工转子系统轴承b(3b),并通过若干待工转子系统轴承b(3b)分别与主轴b(4b)上的不同工艺位置上固定连接,构成在同一机壳内同一根主轴b(4b)上,除了基本电机(j)之外,其它若干个待工转子系统b(d)均通过各自对应的待工转子系统轴承b(3b)与主轴b(4b)可转动地固定连接的结构,该结构的功能是在没有其它因素的作用下时,基本电机(j)与各个待工转子系统b(d)相互之间都是处于各自独立自由转动的状态;只有通过处于基本电机(j)与待工转子系统b(d)之间,以及各个待工转子系统b(d)两两相互之间所安装的运行状态切换机构总成b将安装在同一机壳内同一主轴b(4b)上的待工转子系统b(d)的转子b(2b)之转动功能失效而固定接入主轴b(4b)之上,或退出固接于主轴b(4b)上的结构之运动状态,以至于形成由基本电机(j)与若干个待工转子系统b(d)共同构成一个整体的速控输出电功率、速控输出电流和速控转动惯量的技术参量的转速控制电机,安装在基本电机(j)与待工转子系统b(d)之间,以及若干个待工转子系统b(d)两两相互之间的运行状态切换机构总成b之运行状态受控于电机转速;反之,运行中的本发明电机运行速度从零~额定转速的变化情况下,从大功率、大转动惯量的静止状态下全压启动,以及从大功率、大转动惯量的重负荷向轻负荷的运行模式的转换过程中,不停机地以速控方式退掉部分或全部待工转子系统b(d),达到降低自身总转动惯量而进入小功率、小转动惯量的运行模式运行。

为了实现上述目的,本发明的时变扭矩时变负载电机b中它的直径与其轴长之比等于β,还是等于nβ由现场运行条件决定式中的n(=1,2,3……)等于几;它的运行状态切换机构总成b包括设置在待工转子系统b(d)上的联动槽b(5b)、相位同步限位器b(6b)、定子电力输出控制器b(7b)、联接块轨道筒b(8b)、连接节b(9b)、联接块b(10b)、楔形块b(11b)、推拉杆b(12b)、离心块滑动筒b(13b)、离心块b(14b)、拉簧b(15b),其中,离心块滑动筒b(13b)垂直于主轴b(4b)的轴心线而固定连接在一起,在离心块滑动筒b(13b)的筒内之筒底板上固定连接着拉簧b(15b)的一端,拉簧b(15b)的另一端固定连接着截面几何形状不限制的离心块b(14b)的一端,离心块b(14b)的另一端固定连接着推拉杆b(12b)的一端,推拉杆b(12b)的另一端通过连接环b(9b)与楔形块b(11b)的大头端固定连接,楔形块b(11b)处在两块斜度与楔形块b(11b)的斜度一致的联接块b(10b)的中间,联接块b(10b)的几何形状选为矩形,一边呈正平面,相对的另一边呈斜面,而在矩形的联接块b(10b)两面相应的侧面设有轨道片插入在联接块轨道筒b(8b)内的轨道槽内,两块联接块b(10b)斜面相对安置,在矩形的联接块b(10b)两面相应的侧面分别还设有两根拉簧,在两侧面的拉簧作用下,两块联接块b(10b)的斜面压在楔形块b(11b)的斜面上;当主轴b(4b)受到较小扭矩的作用时,离心块滑动筒b(13b)将与基本电机(j)一起转动,待工转子系统b(d)因待工转子系统轴承b(3b)所决定的运动特性而不与基本电机(j)一起转动;当主轴b(4b)受到的扭矩增大时,离心块滑动筒b(13b)将与基本电机(j)一起转动的速度同步加快;离心块滑动筒b(13b)的旋转速度加快,离心块滑动筒b(13b)内的离心块b(14b)因旋转速度加快而离心力相应加大,离心力加大到超过拉簧b(15b)的弹弹簧力之后,离心块b(14b)推动推拉杆b(12b),推拉杆b(12b)通过连接环b(9b)推动楔形块b(11b),楔形块b(11b)的前移将联接块b(10b)分别进入基本电机(j)和待工转子系统b(d)相对设置的联动槽b(5b)内,联动槽b(5b)的槽底是呈现而逐步加深的坡状槽底,逐步加深的坡状槽底使得联接块b(10b)逐步滑移至槽底的最深处而止,联接块b(10b)运动到槽底的最深处就是相位同步限位器b(6b),并在槽底的最深处设置着定子电力输出控制器b(7b),定子电力输出控制器b(7b)包括延时器和电子开关,经过设定的延时时间之后将处于停止转动的待工转子系统b(d)切换到运行电机(d)而对外输出电力。

为了实现上述目的,本发明的时变扭矩时变负载电机c的直径与其轴长之比大于或等于β=1;它包括基本电机(j)、主轴c(4c)、电机轴承c(16c)、待工转子系统c(d)、待工转子系统轴承c(3c)、运行状态切换机构总成c,其中,基本电机(j)包括定子c(1c)、转子c(2c)、主轴c(4c)和电机轴承c(16c),转子c(2c)和主轴c(4c)固定连接在一起;设有若干个待工转子系统c(d),每一个待工转子系统c(d)都包括转子c(2c)和待工转子系统轴承c(3c),并通过若干待工转子系统轴承c(3c)与主轴c(4c)上的不同工艺位置上固定连接,构成在同一机壳内同一根主轴c(4c)上,除了基本电机(j)之外,其它若干个待工转子系统c(d)均通过各自对应的待工转子系统轴承c(3c)与主轴c(4c)可转动地固定连接的结构,该结构的功能是在没有其它因素的作用下时,基本电机(j)与各个待工转子系统c(d)相互之间都是处于各自独立自由转动的状态;只有通过处于基本电机(j)与待工转子系统c(d)之间,以及各个待工转子系统c(d)两两相互之间所安装的运行状态切换机构总成c将安装在同一机壳内同一主轴c(4c)上的待工转子系统c(d)的转子c(2c)之转动功能失效而固定接入主轴c(4c)之上,或退出固接于主轴c(4c)上的结构之运动状态,以至于形成由基本电机(j)与若干个待工转子系统c(d)共同构成一个整体的速控输出电功率、速控输出电流和速控转动惯量的技术参量的转速控制电机,安装在基本电机(j)与待工转子系统c(d)之间,以及若干个待工转子系统c(d)两两相互之间的运行状态切换机构总成c之运行状态受控于电机转速;反之,运行中的本发明电机运行速度从零~额定转速的变化情况下,从大功率、大转动惯量的静止状态下全压启动,以及从大功率、大转动惯量的重负荷向轻负荷的运行模式的转换过程中,不停机地以速控方式退掉部分或全部待工转子系统c(d),达到降低自身总转动惯量而进入小功率、小转动惯量的运行模式运行。

为了实现上述目的,本发明的时变扭矩时变负载电机c中的直径与其轴长之比等于β,还是等于nβ由现场运行条件决定式中的n(=1,2,3……)等于几;它的的运行状态切换机构总成c(c)包括设置在待工转子系统c(d)上的联动槽c(5c)、相位同步限位器c(6c)、定子电力输出控制器c(7c)、联接块轨道筒c(13c)、离心块+联接块c(14c)、拉簧c(15c),其中,离心块滑动筒c(13c)的一端垂直于主轴c(4c)的轴轴心线而固定连接在一起,离心块滑动筒c(13c)的另一端为开口的,在离心块滑动筒c(13c)的筒底板上固定连接着拉簧c(15c)的一端,拉簧c(15c)的另一端固定连接着截面几何形状不限制的离心块c+联接块(14c)的一端,离心块+联接块c(14c)的另一端对准待工转子系统c(d)底部设置的环状突起,环状突起的环状平面上对称地设置着两个及两个以上的运行状态切换机构总成c(c);当主轴c(4c)受到较小扭矩的作用时,离心块滑动筒c(13c)将与基本电机(j)一起转动,待工转子系统c(d)因待工转子系统轴承c(3c)的运动特性而不与基本电机(j)一起转动;当主轴c(4c)受到扭矩增大时,离心块滑动筒c(13c)将与基本电机(j)一起转动的速度同步加快;离心块滑动筒c(13c)的旋转速度加快,离心块滑动筒c(13c)内的离心块+联接块c(14c)因旋转速度加快而离心力相应加大,离心力加大到超过拉簧c(15c)的弹簧力之后,离心块+联接块c(14c)中的联接块挤压待工转子系统c(d)上设置的联接块摩擦付c(8c)内,联动块摩擦付c(8c)c(8c)的槽底是呈现而逐步加深的坡状槽底,逐步加深的坡状槽底使得联接块摩擦付c(8c)逐步滑移至槽底的最深处而止,联接块摩擦付c(8c)运动到槽底的最深处就是相位同步限位器c(6c),并在槽底的最深处设置着定子电力输出控制器c(7c),定子电力输出控制器c(7c)包括延时器和电子开关,经过设定的延时时间之后将处于停止转动的待工转子系统c(d)切换成运行电机c(d)而对外输出电力。

为了实现上述目的,本发明的时变扭矩时变负载电机e的直径与其轴长之比大于或等于β=1;它包括基本电机(j)、待工转子系统e(d)、主轴e(4e)、待工转子系统轴承e(3e)、运行状态切换机构总成e和电机轴承e(16e),其中,机壳在说明书附图中免画出,基本电机(j)包括定子e(1e)、转子e(2e)、主轴e(4e)和电机轴承e(16e),转子e(2e)和主轴e(4e)固定连接在一起;设有若干个待工转子系统e(d),每一个待工转子系统e(d)都包括转子e(2e)和待工转子系统轴承e(3e),并通过待工转子系统轴承e(3e)与主轴e(4e)上的不同工艺位置上分别固定连接,构成在同一根主轴e(4e)上,除了基本电机(j)之外,其它若干个待工转子系统e(d)均通过待工转子系统轴承e(3e)与主轴e(4e)可转动地固定连接的结构,该结构的功能是在没有其它因素的作用下时,基本电机(j)与待工转子系统e(d)以及各个待工转子系统e(d)相互之间都是处于各自独立自由转动的状态;只有通过处于基本电机(j)与待工转子系统e(d)之间,以及各个待工转子系统e(d)两两相互之间所安装的运行状态切换机构总成e将安装在同一机壳内同一主轴e(4e)上的待工转子系统e(d)中的转子e(2e)之转动功能失效而固定接入主轴e(4e)之上,或退出随着主轴e(4e)上的旋转之运动状态,以至于形成由基本电机(j)与若干个待工转子系统e(d)构成一个整体的速控输出电功率、速控输出电流和速控转动惯量的技术参量的转速控制电机,安装在基本电机(j)与待工转子系统e(d)以及若干个待工转子系统e(d)两两相互之间的运行状态切换机构总成e之运行状态受控于电机转速;反之,运行中的本发明电机运行速度从零~额定转速的变化情况下,从大功率、大转动惯量的静止状态下全压启动,以及从大功率、大转动惯量的重负荷向轻负荷的运行模式的转换过程中,速控地退掉部分或全部待工转子系统e(d),达到降低自身总转动惯量的目标而进入小功率、小转动惯量的运行模式运行。

为了实现上述目的,本发明的时变扭矩时变负载电机e中的直径与其轴长之比等于β,还是等于nβ由现场运行条件决定式中的n(=1,2,3……)等于几;它的运行状态切换机构总成e包括设置在待工转子系统e(d)上的联动槽e(5e)、相位同步限位器e(6e)、定子电力输出控制器e(7e)、联接块轨道筒e(8e)、连接节e(9e)、联接块e(10e)、楔形块e(11e)、推拉杆e(12e)、离心块滑动筒e(13e)、离心块e(14e)、拉簧e(15e),其中,离心块滑动筒e(13e)垂直于主轴e(4e)的轴心线而固定连接在一起,在离心块滑动筒e(13e)的筒内之筒底板上固定连接着拉簧e(15e)的一端,拉簧e(15e)的另一端固定连接着截面几何形状不限制的离心块e(14e)的一端,离心块e(14e)的另一端固定连接着推拉杆e(12e)的一端,推拉杆e(12e)的另一端通过连接环e(9e)与楔形块e(11e)的大头端固定连接,楔形块e(11e)处在两块斜度与楔形块e(11e)的斜度一致的联接块e(10e)的中间,联接块e(10e)的几何形状选为矩形,一边呈正平面,相对的另一边呈斜面,而在矩形的联接块e(10e)两面相应的侧面设有轨道片插入在联接块轨道筒e(8e)内的轨道槽内,两块联接块e(10e)斜面相对安置,在矩形的联接块e(10e)两面相应的侧面分别还设有两根拉簧,在两侧面的拉簧作用下,两块联接块e(10e)的斜面压在楔形块e(11e)的斜面上;当主轴e(4e)受到较小扭矩的作用时,离心块滑动筒e(13e)和待工转子系统e(d)因待工转子系统轴承e(3e)所决定的运动特性而与基本电机(j)一起转动;当主轴e(4e)受到扭矩增大时,离心块滑动筒e(13e)将与基本电机(j)一起转动的速度同步加快;离心块滑动筒e(13e)的旋转速度加快,筒内的离心块e(14e)因旋转速度加快而离心力相应加大,离心力加大到超过拉簧e(15e)的弹弹簧力之后,离心块e(14e)推动推拉杆e(12e),推拉杆e(12e)通过连接环e(9e)推动楔形块e(11e),楔形块e(11e)的前移时,将联接块e(10e)分别从基本电机(j)和待工转子系统e(d)相对设置的联动槽e(5e)内退出来,经过一段时间之后将从转动的运行电机(d)切换到待工转子系统e(d),剩下基本电机(j)独自运行。

为了实现上述目的,本发明的时变扭矩时变负载电机制作法,一是按照直径与其轴长之比大于1设计电机;二是将电机转轴上的转子个数由一个的结构模式改变成同一转轴上按照法则安装多个转子的结构模式;三是将电机中同一转轴上所安装的多个转子中的一个转子与其转动主轴固定连接,构成电机中的基本电机转子的结构模式;四是将剩余转子分别通过各自的轴承将转子与转动主轴进行转动连接模式,即将电机改装为在同一转轴上形成一个与转动主轴固定连接的基本电机转子与多个与转动主轴转动连接的待工转子;五是通过运行状态切换机构总成形成电机运行模式的切换功能,即在转动过程中,转速变量控制待工转子的转动模式,具体讲,将常规的单元电机作为基本电机转子,且与其转动主轴固定连接,通过待工转子轴承将在同一转轴上的多个单元电机的转子分别与转动主轴进行转动模式的连接而形成多个彼此相互独立的待工转子,再通过安装在同一转轴上的基本电机转子与待工转子两两相对的中间安装有运行状态切换机构总成;运行状态切换机构总成接受电机整体转速控制,运行状态切换机构总成根据电机整体转速的高低来控制待工转子向运行电机的运行模式的切换,以及来控制运行电机向待工转子的运行模式的切换。

为了实现上述目的,本发明的时变扭矩时变负载电机制作法,选定运行状态切换机构总成的控制变量为转速,并将其一作用端固定连接于一个指定相对运动为静止的物体上,将其另一个作用端制成受转速控制的:当转速小于设定阈值时,运行状态切换机构总成的执行机构不做动作,保持对受作用物分离状态;当转速大于设定阈值时,运行状态切换机构总成的执行机构做出联机动作,令受作用物与作用物联体一起同步运动;具体设置是它包括联动槽、相位同步限位器、定子电力输出控制器、联接块轨道筒、连接节、联接块、楔形块、推拉杆、离心块滑动筒、离心块、拉簧零部件配合运动。

本发明的有益效果

本发明的时变扭矩时变负载电机制作法填补了特种电机行业的空白,令电机行业里出现能适应时变扭矩源的电机之强烈需求的产品:无论是风力发电机组,还是海浪发电机组,无论是无坝水动能发电,还是潮流、洋流发电都是亟待处理的问题。另外,电动机市场亟待解决大功率电机启动时的节能问题,运行中的大功率电机从大负载情况下过渡到小功率且小负载的情况下,是否降低电动机的转动惯量、减小摩擦力而大量节能。本发明的时变扭矩时变负载电机及制作法将对社会产生极大的有益效果。

本发明的具体技术措施

措施一,打破电机内部只设计一个转子的传统概念和传统技术,采用“一静多动”的同轴上一个基本电机单元加上多个待工电机单元的崭新电机技术。

措施二,采用运行状态切换技术。

措施三,采用电机自身的转速变量来控制运行状态切换状态。

措施四,采用运行状态切换机构总成来控制电机以基本电机的状态独自运行,还是在同一根转轴上,拥有一个基本电机加上若干待工电机所构成的组合转子投入运行,令整体电机获得大回报。

说明书附图说明

说明书附图是根据本发明的时变扭矩时变负载电机之结构示意图,并非实际施工的加工图或装配图。具体讲,

附图1是本专利时变扭矩时变负载电机a之侧面剖视图,它图示了从该侧面观察该时变扭矩时变负载电机的结构,以及所涉各技术特征之间的相互配合关系。

附图2是本专利时变扭矩时变负载电机b之侧面剖视图,它图示了从该侧面观察该时变扭矩时变负载电机的结构,以及所涉各技术特征之间的相互配合关系。

附图3是本专利时变扭矩时变负载电机c之侧面剖视图,它图示了从该侧面观察该时变扭矩时变负载电机的结构,以及所涉各技术特征之间的相互配合关系。

附图4是从上向下观察本专利时变扭矩时变负载电机之俯视图,它图示了从该俯视的角度观察该时变扭矩时变负载电机的运行状态切换状态,以及所涉及运行状态切换机构中相关零部件之间的相互配合关系。

附图5是本专利时变扭矩时变负载电机e之侧面剖视图,它图示了从该侧面观察该时变扭矩时变负载电机的结构,以及所涉各技术特征之间的相互配合关系。

具体实施

本发明的时变扭矩时变负载电机的直径与其轴长之比大于或等于β=1;它包括基本电机(j)、主轴a(4a)、电机轴承a(16a)、待工转子系统a(d)、待工转子系统轴承a(3a)和运行状态切换机构总成a,其中,基本电机(j)包括定子a(1a)、转子a(2a)、主轴a(4a)和电机轴承a(16a),转子a(2a)和主轴a(4a)固定连接在一起;设有若干个待工转子系统a(d),每一个待工转子系统a(d)都包括转子a(2a)和待工转子系统轴承a(3a),并通过若干待工转子系统轴承a(3a)分别与主轴a(4a)上的不同工艺位置上固定连接,构成在同一机壳内同一根主轴a(4a)上,除了基本电机(j)之外,其它若干个待工转子系统a(d)均通过各自对应的待工转子系统轴承a(3a)与主轴a(4a)可转动地固定连接的结构,该结构的功能是在没有其它因素的作用下时,基本电机(j)与各个待工转子系统a(d)相互之间都是处于各自独立自由转动的状态;只有通过处于基本电机(j)与待工转子系统a(d)之间,以及各个待工转子系统a(d)两两相互之间所安装的运行状态切换机构总成a将安装在同一机壳内同一主轴a(4a)上的待工转子系统a(d)的转子a(2a)之转动功能失效而固定接入主轴a(4a)之上,或退出固接于主轴a(4a)上的结构之运动状态,以至于形成由基本电机(j)与若干个待工转子系统a(d)共同构成一个整体的速控输出电功率、速控输出电流和速控转动惯量的技术参量的转速控制电机,安装在基本电机(j)与待工转子系统a(d)之间,以及若干个待工转子系统a(d)两两相互之间的运行状态切换机构总成a之运行状态受控于电机转速;反之,运行中的本发明电机运行速度从零~额定转速的变化情况下,从大功率、大转动惯量的静止状态下全压启动,以及从大功率、大转动惯量的重负荷向轻负荷的运行模式的转换过程中,不停机地以速控方式退掉部分或全部待工转子系统a(d),达到降低自身总转动惯量而进入小功率、小转动惯量的运行模式运行。

本发明的时变扭矩时变负载电机a中它的直径与其轴长之比等于β,还是等于nβ由现场运行条件决定式中的n(=1,2,3……)等于几;它的运行状态切换机构总成a包括联动块滑动筒a(8a)、连接环a(9a)、联动块a(10a)、进退连杆a(11a)、推拉杆a(12a)、离心块滑动筒a(13a)、离心块a(14a)、拉簧a(15a);当小扭矩作用于本发明时变扭矩时变负载电机a的主轴a(4a)时,本发明时变扭矩时变负载电机a内部的一系列的待工转子系统a(d)中因待工转子系统轴承a(3a)与主轴a(4a)可转动的连接而不随主轴a(4a)同步转动,此时只有基本电机a(j)的转子a(2a)因与主轴a(4a)之间是固定连接的,能够随动而做出转动响应;当作用于本发明时变扭矩时变负载电机a的主轴a(4a)的扭矩增大后,主轴a(4a)转动速度相应增大,转动速度增大到设定的速度值时,离心块a(14a)获得的离心力大小足以大于拉簧a(15a)的弹簧力,且通过在离心块滑动筒a(13a)内的滑动而联动推拉杆a(12a)推动进退连杆a(11a)将运行状态切换机构总成a的连接联动块a(10a)在联动块滑动筒a(8a)的限制下伸出联动块滑动筒a(8a)的筒口,进入待工转子系统a(d)上的联动槽a(5a)内,并沿着联动槽a(5a)的槽底斜面滑至设置在槽底斜面最深处的相位同步限位器a(6a)上,此时待工转子系统a(d)由其待工状态切换至工作状态,通过设定的延时时间后,启动电子开关a(7a),电子开关a(7a)接通与待工转子系统a(d)对应的定子绕组的电力输出端与基本电机(j)定子绕组的电力输出端同频率同相位地电气连接;与连接联动块a(10a)相联接的连接环a(9a)之功能是自落位地令连接联动块a(10a)总是正位地落入联动槽a(5a)的槽底斜面的最深处。

本发明的时变扭矩时变负载电机b的直径与其轴长之比大于或等于β=1;它包括基本电机(j)、主轴b(4b)、电机轴承b(16b)、待工转子系统b(d)、待工转子系统轴承b(3b)和运行状态切换机构总成b,其中,基本电机(j)包括定子b(1b)、转子b(2b)、主轴b(4b)和电机轴承b(16b),转子b(2b)和主轴b(4b)固定连接在一起;设有若干个待工转子系统b(d),每一个待工转子系统b(d)都包括转子b(2b)和待工转子系统轴承b(3b),并通过若干待工转子系统轴承b(3b)分别与主轴b(4b)上的不同工艺位置上固定连接,构成在同一机壳内同一根主轴b(4b)上,除了基本电机(j)之外,其它若干个待工转子系统b(d)均通过各自对应的待工转子系统轴承b(3b)与主轴b(4b)可转动地固定连接的结构,该结构的功能是在没有其它因素的作用下时,基本电机(j)与各个待工转子系统b(d)相互之间都是处于各自独立自由转动的状态;只有通过处于基本电机(j)与待工转子系统b(d)之间,以及各个待工转子系统b(d)两两相互之间所安装的运行状态切换机构总成b将安装在同一机壳内同一主轴b(4b)上的待工转子系统b(d)的转子b(2b)之转动功能失效而固定接入主轴b(4b)之上,或退出固接于主轴b(4b)上的结构之运动状态,以至于形成由基本电机(j)与若干个待工转子系统b(d)共同构成一个整体的速控输出电功率、速控输出电流和速控转动惯量的技术参量的转速控制电机,安装在基本电机(j)与待工转子系统b(d)之间,以及若干个待工转子系统b(d)两两相互之间的运行状态切换机构总成b之运行状态受控于电机转速;反之,运行中的本发明电机运行速度从零~额定转速的变化情况下,从大功率、大转动惯量的静止状态下全压启动,以及从大功率、大转动惯量的重负荷向轻负荷的运行模式的转换过程中,不停机地以速控方式退掉部分或全部待工转子系统b(d),达到降低自身总转动惯量而进入小功率、小转动惯量的运行模式运行。

本发明的时变扭矩时变负载电机b中的直径与其轴长之比等于β,还是等于nβ由现场运行条件决定式中的n(=1,2,3……)等于几;它的运行状态切换机构总成b包括设置在待工转子系统b(d)上的联动槽b(5b)、相位同步限位器b(6b)、定子电力输出控制器b(7b)、联接块轨道筒b(8b)、连接节b(9b)、联接块b(10b)、楔形块b(11b)、推拉杆b(12b)、离心块滑动筒b(13b)、离心块b(14b)、拉簧b(15b),其中,离心块滑动筒b(13b)垂直于主轴b(4b)的轴心线而固定连接在一起,在离心块滑动筒b(13b)的筒内之筒底板上固定连接着拉簧b(15b)的一端,拉簧b(15b)的另一端固定连接着截面几何形状不限制的离心块b(14b)的一端,离心块b(14b)的另一端固定连接着推拉杆b(12b)的一端,推拉杆b(12b)的另一端通过连接环b(9b)与楔形块b(11b)的大头端固定连接,楔形块b(11b)处在两块斜度与楔形块b(11b)的斜度一致的联接块b(10b)的中间,联接块b(10b)的几何形状选为矩形,一边呈正平面,相对的另一边呈斜面,而在矩形的联接块b(10b)两面相应的侧面设有轨道片插入在联接块轨道筒b(8b)内的轨道槽内,两块联接块b(10b)斜面相对安置,在矩形的联接块b(10b)两面相应的侧面分别还设有两根拉簧,在两侧面的拉簧作用下,两块联接块b(10b)的斜面压在楔形块b(11b)的斜面上;当主轴b(4b)受到较小扭矩的作用时,离心块滑动筒b(13b)将与基本电机(j)一起转动,待工转子系统b(d)因待工转子系统轴承b(3b)所决定的运动特性而不与基本电机(j)一起转动;当主轴b(4b)受到的扭矩增大时,离心块滑动筒b(13b)将与基本电机(j)一起转动的速度同步加快;离心块滑动筒b(13b)的旋转速度加快,离心块滑动筒b(13b)内的离心块b(14b)因旋转速度加快而离心力相应加大,离心力加大到超过拉簧b(15b)的弹弹簧力之后,离心块b(14b)推动推拉杆b(12b),推拉杆b(12b)通过连接环b(9b)推动楔形块b(11b),楔形块b(11b)的前移将联接块b(10b)分别进入基本电机(j)和待工转子系统b(d)相对设置的联动槽b(5b)内,联动槽b(5b)的槽底是呈现而逐步加深的坡状槽底,逐步加深的坡状槽底使得联接块b(10b)逐步滑移至槽底的最深处而止,联接块b(10b)运动到槽底的最深处就是相位同步限位器b(6b),并在槽底的最深处设置着定子电力输出控制器b(7b),定子电力输出控制器b(7b)包括延时器和电子开关,经过设定的延时时间之后将处于停止转动的待工转子系统b(d)切换到运行电机(d)而对外输出电力。

本发明的时变扭矩时变负载电机c的直径与其轴长之比大于或等于β=1;它包括基本电机(j)、主轴c(4c)、电机轴承c(16c)、待工转子系统c(d)、待工转子系统轴承c(3c)、运行状态切换机构总成c,其中,基本电机(j)包括定子c(1c)、转子c(2c)、主轴c(4c)和电机轴承c(16c),转子c(2c)和主轴c(4c)固定连接在一起;设有若干个待工转子系统c(d),每一个待工转子系统c(d)都包括转子c(2c)和待工转子系统轴承c(3c),并通过若干待工转子系统轴承c(3c)与主轴c(4c)上的不同工艺位置上固定连接,构成在同一机壳内同一根主轴c(4c)上,除了基本电机(j)之外,其它若干个待工转子系统c(d)均通过各自对应的待工转子系统轴承c(3c)与主轴c(4c)可转动地固定连接的结构,该结构的功能是在没有其它因素的作用下时,基本电机(j)与各个待工转子系统c(d)相互之间都是处于各自独立自由转动的状态;只有通过处于基本电机(j)与待工转子系统c(d)之间,以及各个待工转子系统c(d)两两相互之间所安装的运行状态切换机构总成c将安装在同一机壳内同一主轴c(4c)上的待工转子系统c(d)的转子c(2c)之转动功能失效而固定接入主轴c(4c)之上,或退出固接于主轴c(4c)上的结构之运动状态,以至于形成由基本电机(j)与若干个待工转子系统c(d)共同构成一个整体的速控输出电功率、速控输出电流和速控转动惯量的技术参量的转速控制电机,安装在基本电机(j)与待工转子系统c(d)之间,以及若干个待工转子系统c(d)两两相互之间的运行状态切换机构总成c之运行状态受控于电机转速;反之,运行中的本发明电机运行速度从零~额定转速的变化情况下,从大功率、大转动惯量的静止状态下全压启动,以及从大功率、大转动惯量的重负荷向轻负荷的运行模式的转换过程中,不停机地以速控方式退掉部分或全部待工转子系统c(d),达到降低自身总转动惯量而进入小功率、小转动惯量的运行模式运行。

本发明的时变扭矩时变负载电机c中的直径与其轴长之比等于β,还是等于nβ由现场运行条件决定式中的n(=1,2,3……)等于几;它的运行状态切换机构总成c(c)包括设置在待工转子系统c(d)上的联动槽c(5c)、相位同步限位器c(6c)、定子电力输出控制器c(7c)、联接块轨道筒c(13c)、离心块+联接块c(14c)、拉簧c(15c),其中,离心块滑动筒c(13c)的一端垂直于主轴c(4c)的轴轴心线而固定连接在一起,离心块滑动筒c(13c)的另一端为开口的,在离心块滑动筒c(13c)的筒底板上固定连接着拉簧c(15c)的一端,拉簧c(15c)的另一端固定连接着截面几何形状不限制的离心块c+联接块(14c)的一端,离心块+联接块c(14c)的另一端对准待工转子系统c(d)底部设置的环状突起,环状突起的环状平面上对称地设置着两个及两个以上的运行状态切换机构总成c(c);当主轴c(4c)受到较小扭矩的作用时,离心块滑动筒c(13c)将与基本电机(j)一起转动,待工转子系统c(d)因待工转子系统轴承c(3c)的运动特性而不与基本电机(j)一起转动;当主轴c(4c)受到扭矩增大时,离心块滑动筒c(13c)将与基本电机(j)一起转动的速度同步加快;离心块滑动筒c(13c)的旋转速度加快,离心块滑动筒c(13c)内的离心块+联接块c(14c)因旋转速度加快而离心力相应加大,离心力加大到超过拉簧c(15c)的弹簧力之后,离心块+联接块c(14c)中的联接块挤压待工转子系统c(d)上设置的联接块摩擦付c(8c)内,联动块摩擦付c(8c)c(8c)的槽底是呈现而逐步加深的坡状槽底,逐步加深的坡状槽底使得联接块摩擦付c(8c)逐步滑移至槽底的最深处而止,联接块摩擦付c(8c)运动到槽底的最深处就是相位同步限位器c(6c),并在槽底的最深处设置着定子电力输出控制器c(7c),定子电力输出控制器c(7c)包括延时器和电子开关,经过设定的延时时间之后将处于停止转动的待工转子系统c(d)切换成运行电机c(d)而对外输出电力。

本发明的时变扭矩时变负载电机e的直径与其轴长之比大于或等于β=1;它包括基本电机(j)、待工转子系统e(d)、主轴e(4e)、待工转子系统轴承e(3e)、运行状态切换机构总成e和电机轴承e(16e),其中,机壳在说明书附图中免画出,基本电机(j)包括定子e(1e)、转子e(2e)、主轴e(4e)和电机轴承e(16e),转子e(2e)和主轴e(4e)固定连接在一起;设有若干个待工转子系统e(d),每一个待工转子系统e(d)都包括转子e(2e)和待工转子系统轴承e(3e),并通过待工转子系统轴承e(3e)与主轴e(4e)上的不同工艺位置上分别固定连接,构成在同一根主轴e(4e)上,除了基本电机(j)之外,其它若干个待工转子系统e(d)均通过待工转子系统轴承e(3e)与主轴e(4e)可转动地固定连接的结构,该结构的功能是在没有其它因素的作用下时,基本电机(j)与待工转子系统e(d)以及各个待工转子系统e(d)相互之间都是处于各自独立自由转动的状态;只有通过处于基本电机(j)与待工转子系统e(d)之间,以及各个待工转子系统e(d)两两相互之间所安装的运行状态切换机构总成e将安装在同一机壳内同一主轴e(4e)上的待工转子系统e(d)中的转子e(2e)之转动功能失效而固定接入主轴e(4e)之上,或退出随着主轴e(4e)上的旋转之运动状态,以至于形成由基本电机(j)与若干个待工转子系统e(d)构成一个整体的速控输出电功率、速控输出电流和速控转动惯量的技术参量的转速控制电机,安装在基本电机(j)与待工转子系统e(d)以及若干个待工转子系统e(d)两两相互之间的运行状态切换机构总成e之运行状态受控于电机转速;反之,运行中的本发明电机运行速度从零~额定转速的变化情况下,从大功率、大转动惯量的静止状态下全压启动,以及从大功率、大转动惯量的重负荷向轻负荷的运行模式的转换过程中,速控地退掉部分或全部待工转子系统e(d),达到降低自身总转动惯量的目标而进入小功率、小转动惯量的运行模式运行。

本发明的时变扭矩时变负载电机e中的直径与其轴长之比等于β,还是等于nβ由现场运行条件决定式中的n(=1,2,3……)等于几;它的运行状态切换机构总成e包括设置在待工转子系统e(d)上的联动槽e(5e)、相位同步限位器e(6e)、定子电力输出控制器e(7e)、联接块轨道筒e(8e)、连接节e(9e)、联接块e(10e)、楔形块e(11e)、推拉杆e(12e)、离心块滑动筒e(13e)、离心块e(14e)、拉簧e(15e),其中,离心块滑动筒e(13e)垂直于主轴e(4e)的轴心线而固定连接在一起,在离心块滑动筒e(13e)的筒内之筒底板上固定连接着拉簧e(15e)的一端,拉簧e(15e)的另一端固定连接着截面几何形状不限制的离心块e(14e)的一端,离心块e(14e)的另一端固定连接着推拉杆e(12e)的一端,推拉杆e(12e)的另一端通过连接环e(9e)与楔形块e(11e)的大头端固定连接,楔形块e(11e)处在两块斜度与楔形块e(11e)的斜度一致的联接块e(10e)的中间,联接块e(10e)的几何形状选为矩形,一边呈正平面,相对的另一边呈斜面,而在矩形的联接块e(10e)两面相应的侧面设有轨道片插入在联接块轨道筒e(8e)内的轨道槽内,两块联接块e(10e)斜面相对安置,在矩形的联接块e(10e)两面相应的侧面分别还设有两根拉簧,在两侧面的拉簧作用下,两块联接块e(10e)的斜面压在楔形块e(11e)的斜面上;当主轴e(4e)受到较小扭矩的作用时,离心块滑动筒e(13e)和待工转子系统e(d)因待工转子系统轴承e(3e)所决定的运动特性而与基本电机(j)一起转动;当主轴e(4e)受到扭矩增大时,离心块滑动筒e(13e)将与基本电机(j)一起转动的速度同步加快;离心块滑动筒e(13e)的旋转速度加快,筒内的离心块e(14e)因旋转速度加快而离心力相应加大,离心力加大到超过拉簧e(15e)的弹弹簧力之后,离心块e(14e)推动推拉杆e(12e),推拉杆e(12e)通过连接环e(9e)推动楔形块e(11e),楔形块e(11e)的前移时,将联接块e(10e)分别从基本电机(j)和待工转子系统e(d)相对设置的联动槽e(5e)内退出来,经过一段时间之后将从转动的运行电机(d)切换到待工转子系统e(d),剩下基本电机(j)独自运行。

本发明的时变扭矩时变负载电机制作法,一是按照直径与其轴长之比大于1设计电机;二是将电机转轴上的转子个数由一个的结构模式改变成同一转轴上按照法则安装多个转子的结构模式;三是将电机中同一转轴上所安装的多个转子中的一个转子与其转动主轴固定连接,构成电机中的基本电机转子的结构模式;四是将剩余转子分别通过各自的轴承将转子与转动主轴进行转动连接模式,即将电机改装为在同一转轴上形成一个与转动主轴固定连接的基本电机转子与多个与转动主轴转动连接的待工转子;五是通过运行状态切换机构总成形成电机运行模式的切换功能,即在转动过程中,转速变量控制待工转子的转动模式,具体讲,将常规的单元电机作为基本电机转子,且与其转动主轴固定连接,通过待工转子轴承将在同一转轴上的多个单元电机的转子分别与转动主轴进行转动模式的连接而形成多个彼此相互独立的待工转子,再通过安装在同一转轴上的基本电机转子与待工转子两两相对的中间安装有运行状态切换机构总成;运行状态切换机构总成接受电机整体转速控制,运行状态切换机构总成根据电机整体转速的高低来控制待工转子向运行电机的运行模式的切换,以及来控制运行电机向待工转子的运行模式的切换。

本发明的时变扭矩时变负载电机制作法,选定运行状态切换机构总成的控制变量为转速,并将其一作用端固定连接于一个指定相对运动为静止的物体上,将其另一个作用端制成受转速控制的:当转速小于设定阈值时,运行状态切换机构总成的执行机构不做动作,保持对受作用物分离状态;当转速大于设定阈值时,运行状态切换机构总成的执行机构做出联机动作,令受作用物与作用物联体一起同步运动;具体设置是它包括联动槽、相位同步限位器、定子电力输出控制器、联接块轨道筒、连接节、联接块、楔形块、推拉杆、离心块滑动筒、离心块、拉簧零部件配合运动。

本发明的主要原理

本发明所运用的主要原理有五:一是电磁学理论揭示的原理;二是电机学理论揭示的原理;三是机械学理论揭示的原理;四是摩擦力学理论揭示的原理;五是控制理论原理。

本发明的功能

本发明的主要功能有二:

第一个功能是流畅运行功能,对于发电机而言,其动力源所提供的扭矩必须非常稳定,如果动力源所提供的扭矩不断地不规则变化,常规的发电机是难以发电的。本发明的时变扭矩时变负载电机却能以变应变、以不变应不变来适应之。故本发明的时变扭矩时变负载电机特别适用于极为不稳定的扭矩源,譬如:利用波浪发电、利用潮流发电、利用洋流发电、利用风力发电等发电场合采用时变扭矩时变负载电机特别合适;无论是小浪还是大浪,无论是小潮还是大潮,无论是高速洋流还是低速洋流,无论是小风还是大风本发明的时变扭矩时变负载电机都能正常按技术要求来发电,不会因扭矩源的不稳定而出现发电机被别死的现象。

第二个功能是节能功能,对于电动机而言,其负载应该是稳定的,如果其负载不断地不规则变化,常规的电动机是难以正常稳定地转动的。本发明的时变扭矩时变负载电机可以自行调整自身的转动惯量,藉以节能。


技术特征:

1.一种时变扭矩时变负载电机a,它涉及到机壳,机壳在说明书附图中免画出,其特征是它的直径与其轴长之比大于或等于β=1;它包括基本电机(j)、主轴a(4a)、电机轴承a(16a)、待工转子系统a(d)、待工转子系统轴承a(3a)和运行状态切换机构总成a,其中,基本电机(j)包括定子a(1a)、转子a(2a)、主轴a(4a)和电机轴承a(16a),转子a(2a)和主轴a(4a)固定连接在一起;设有若干个待工转子系统a(d),每一个待工转子系统a(d)都包括转子a(2a)和待工转子系统轴承a(3a),并通过若干待工转子系统轴承a(3a)分别与主轴a(4a)上的不同工艺位置上固定连接,构成在同一机壳内同一根主轴a(4a)上,除了基本电机(j)之外,其它若干个待工转子系统a(d)均通过各自对应的待工转子系统轴承a(3a)与主轴a(4a)可转动地固定连接的结构,该结构的功能是在没有其它因素的作用下时,基本电机(j)与各个待工转子系统a(d)相互之间都是处于各自独立自由转动的状态;只有通过处于基本电机(j)与待工转子系统a(d)之间,以及各个待工转子系统a(d)两两相互之间所安装的运行状态切换机构总成a将安装在同一机壳内同一主轴a(4a)上的待工转子系统a(d)的转子a(2a)之转动功能失效而固定接入主轴a(4a)之上,或退出固接于主轴a(4a)上的结构之运动状态,以至于形成由基本电机(j)与若干个待工转子系统a(d)共同构成一个整体的速控输出电功率、速控输出电流和速控转动惯量的技术参量的转速控制电机,安装在基本电机(j)与待工转子系统a(d)之间,以及若干个待工转子系统a(d)两两相互之间的运行状态切换机构总成a之运行状态受控于电机转速;反之,运行中的本发明电机运行速度从零~额定转速的变化情况下,从大功率、大转动惯量的静止状态下全压启动,以及从大功率、大转动惯量的重负荷向轻负荷的运行模式的转换过程中,不停机地以速控方式退掉部分或全部待工转子系统a(d),达到降低自身总转动惯量而进入小功率、小转动惯量的运行模式运行。

2.根据权利要求1所述的时变扭矩时变负载电机a,其特征是它的直径与其轴长之比等于β,还是等于nβ由现场运行条件决定n(=1,2,3……)等于几;它的运行状态切换机构总成a包括联动块滑动筒a(8a)、连接环a(9a)、联动块a(10a)、进退连杆a(11a)、推拉杆a(12a)、离心块滑动筒a(13a)、离心块a(14a)、拉簧a(15a);当小扭矩作用于本发明时变扭矩时变负载电机a的主轴a(4a)时,本发明时变扭矩时变负载电机a内部的一系列的待工转子系统a(d)中因待工转子系统轴承a(3a)与主轴a(4a)可转动的连接而不随主轴a(4a)同步转动,此时只有基本电机a(j)的转子a(2a)因与主轴a(4a)之间是固定连接的,能够随动而做出转动响应;当作用于本发明时变扭矩时变负载电机a的主轴a(4a)的扭矩增大后,主轴a(4a)转动速度相应增大,转动速度增大到设定的速度值时,离心块a(14a)获得的离心力大小足以大于拉簧a(15a)的弹簧力,且通过在离心块滑动筒a(13a)内的滑动而联动推拉杆a(12a)推动进退连杆a(11a)将运行状态切换机构总成a的连接联动块a(10a)在联动块滑动筒a(8a)的限制下伸出联动块滑动筒a(8a)的筒口,进入待工转子系统a(d)上的联动槽a(5a)内,并沿着联动槽a(5a)的槽底斜面滑至设置在槽底斜面最深处的相位同步限位器a(6a)上,此时待工转子系统a(d)由其待工状态切换至工作状态,通过设定的延时时间后,启动电子开关a(7a),电子开关a(7a)接通与待工转子系统a(d)对应的定子绕组的电力输出端与基本电机(j)定子绕组的电力输出端同频率同相位地电气连接;与连接联动块a(10a)相联接的连接环a(9a)之功能是自落位地令连接联动块a(10a)总是正位地落入联动槽a(5a)的槽底斜面的最深处。

3.一种时变扭矩时变负载电机b,它涉及到机壳,机壳在说明书附图中免画出,其特征是它的直径与其轴长之比大于或等于β=1;它包括基本电机(j)、主轴b(4b)、电机轴承b(16b)、待工转子系统b(d)、待工转子系统轴承b(3b)和运行状态切换机构总成b,其中,基本电机(j)包括定子b(1b)、转子b(2b)、主轴b(4b)和电机轴承b(16b),转子b(2b)和主轴b(4b)固定连接在一起;设有若干个待工转子系统b(d),每一个待工转子系统b(d)都包括转子b(2b)和待工转子系统轴承b(3b),并通过若干待工转子系统轴承b(3b)分别与主轴b(4b)上的不同工艺位置上固定连接,构成在同一机壳内同一根主轴b(4b)上,除了基本电机(j)之外,其它若干个待工转子系统b(d)均通过各自对应的待工转子系统轴承b(3b)与主轴b(4b)可转动地固定连接的结构,该结构的功能是在没有其它因素的作用下时,基本电机(j)与各个待工转子系统b(d)相互之间都是处于各自独立自由转动的状态;只有通过处于基本电机(j)与待工转子系统b(d)之间,以及各个待工转子系统b(d)两两相互之间所安装的运行状态切换机构总成b将安装在同一机壳内同一主轴b(4b)上的待工转子系统b(d)的转子b(2b)之转动功能失效而固定接入主轴b(4b)之上,或退出固接于主轴b(4b)上的结构之运动状态,以至于形成由基本电机(j)与若干个待工转子系统b(d)共同构成一个整体的速控输出电功率、速控输出电流和速控转动惯量的技术参量的转速控制电机,安装在基本电机(j)与待工转子系统b(d)之间,以及若干个待工转子系统b(d)两两相互之间的运行状态切换机构总成b之运行状态受控于电机转速;反之,运行中的本发明电机运行速度从零~额定转速的变化情况下,从大功率、大转动惯量的静止状态下全压启动,以及从大功率、大转动惯量的重负荷向轻负荷的运行模式的转换过程中,不停机地以速控方式退掉部分或全部待工转子系统b(d),达到降低自身总转动惯量而进入小功率、小转动惯量的运行模式运行。

4.根据权利要求3所述的时变扭矩时变负载电机b,其特征是它的直径与其轴长之比等于β,还是等于nβ由现场运行条件决定n(=1,2,3……)等于几;它的运行状态切换机构总成b包括设置在待工转子系统b(d)上的联动槽b(5b)、相位同步限位器b(6b)、定子电力输出控制器b(7b)、联接块轨道筒b(8b)、连接节b(9b)、联接块b(10b)、楔形块b(11b)、推拉杆b(12b)、离心块滑动筒b(13b)、离心块b(14b)、拉簧b(15b),其中,离心块滑动筒b(13b)垂直于主轴b(4b)的轴心线而固定连接在一起,在离心块滑动筒b(13b)的筒内之筒底板上固定连接着拉簧b(15b)的一端,拉簧b(15b)的另一端固定连接着截面几何形状不限制的离心块b(14b)的一端,离心块b(14b)的另一端固定连接着推拉杆b(12b)的一端,推拉杆b(12b)的另一端通过连接环b(9b)与楔形块b(11b)的大头端固定连接,楔形块b(11b)处在两块斜度与楔形块b(11b)的斜度一致的联接块b(10b)的中间,联接块b(10b)的几何形状选为矩形,一边呈正平面,相对的另一边呈斜面,而在矩形的联接块b(10b)两面相应的侧面设有轨道片插入在联接块轨道筒b(8b)内的轨道槽内,两块联接块b(10b)斜面相对安置,在矩形的联接块b(10b)两面相应的侧面分别还设有两根拉簧,在两侧面的拉簧作用下,两块联接块b(10b)的斜面压在楔形块b(11b)的斜面上;当主轴b(4b)受到较小扭矩的作用时,离心块滑动筒b(13b)将与基本电机(j)一起转动,待工转子系统b(d)因待工转子系统轴承b(3b)所决定的运动特性而不与基本电机(j)一起转动;当主轴b(4b)受到的扭矩增大时,离心块滑动筒b(13b)将与基本电机(j)一起转动的速度同步加快;离心块滑动筒b(13b)的旋转速度加快,离心块滑动筒b(13b)内的离心块b(14b)因旋转速度加快而离心力相应加大,离心力加大到超过拉簧b(15b)的弹弹簧力之后,离心块b(14b)推动推拉杆b(12b),推拉杆b(12b)通过连接环b(9b)推动楔形块b(11b),楔形块b(11b)的前移将联接块b(10b)分别进入基本电机(j)和待工转子系统b(d)相对设置的联动槽b(5b)内,联动槽b(5b)的槽底是呈现而逐步加深的坡状槽底,逐步加深的坡状槽底使得联接块b(10b)逐步滑移至槽底的最深处而止,联接块b(10b)运动到槽底的最深处就是相位同步限位器b(6b),并在槽底的最深处设置着定子电力输出控制器b(7b),定子电力输出控制器b(7b)包括延时器和电子开关,经过设定的延时时间之后将处于停止转动的待工转子系统b(d)切换到运行电机(d)而对外输出电力。

5.一种时变扭矩时变负载电机c,它涉及到机壳,机壳在说明书附图中免画出,其特征是它的直径与其轴长之比大于或等于β=1;它包括基本电机(j)、主轴c(4c)、电机轴承c(16c)、待工转子系统c(d)、待工转子系统轴承c(3c)、运行状态切换机构总成c,其中,基本电机(j)包括定子c(1c)、转子c(2c)、主轴c(4c)和电机轴承c(16c),转子c(2c)和主轴c(4c)固定连接在一起;设有若干个待工转子系统c(d),每一个待工转子系统c(d)都包括转子c(2c)和待工转子系统轴承c(3c),并通过若干待工转子系统轴承c(3c)与主轴c(4c)上的不同工艺位置上固定连接,构成在同一机壳内同一根主轴c(4c)上,除了基本电机(j)之外,其它若干个待工转子系统c(d)均通过各自对应的待工转子系统轴承c(3c)与主轴c(4c)可转动地固定连接的结构,该结构的功能是在没有其它因素的作用下时,基本电机(j)与各个待工转子系统c(d)相互之间都是处于各自独立自由转动的状态;只有通过处于基本电机(j)与待工转子系统c(d)之间,以及各个待工转子系统c(d)两两相互之间所安装的运行状态切换机构总成c将安装在同一机壳内同一主轴c(4c)上的待工转子系统c(d)的转子c(2c)之转动功能失效而固定接入主轴c(4c)之上,或退出固接于主轴c(4c)上的结构之运动状态,以至于形成由基本电机(j)与若干个待工转子系统c(d)共同构成一个整体的速控输出电功率、速控输出电流和速控转动惯量的技术参量的转速控制电机,安装在基本电机(j)与待工转子系统c(d)之间,以及若干个待工转子系统c(d)两两相互之间的运行状态切换机构总成c之运行状态受控于电机转速;反之,运行中的本发明电机运行速度从零~额定转速的变化情况下,从大功率、大转动惯量的静止状态下全压启动,以及从大功率、大转动惯量的重负荷向轻负荷的运行模式的转换过程中,不停机地以速控方式退掉部分或全部待工转子系统c(d),达到降低自身总转动惯量而进入小功率、小转动惯量的运行模式运行。

6.根据权利要求5所述的时变扭矩时变负载电机c,其特征是它的直径与其轴长之比等于β,还是等于nβ由现场运行条件决定n(=1,2,3……)等于几;它的运行状态切换机构总成c(c)包括设置在待工转子系统c(d)上的联动槽c(5c)、相位同步限位器c(6c)、定子电力输出控制器c(7c)、联接块轨道筒c(13c)、离心块+联接块c(14c)、拉簧c(15c),其中,离心块滑动筒c(13c)的一端垂直于主轴c(4c)的轴轴心线而固定连接在一起,离心块滑动筒c(13c)的另一端为开口的,在离心块滑动筒c(13c)的筒底板上固定连接着拉簧c(15c)的一端,拉簧c(15c)的另一端固定连接着截面几何形状不限制的离心块c+联接块(14c)的一端,离心块+联接块c(14c)的另一端对准待工转子系统c(d)底部设置的环状突起,环状突起的环状平面上对称地设置着两个及两个以上的运行状态切换机构总成c(c);当主轴c(4c)受到较小扭矩的作用时,离心块滑动筒c(13c)将与基本电机(j)一起转动,待工转子系统c(d)因待工转子系统轴承c(3c)的运动特性而不与基本电机(j)一起转动;当主轴c(4c)受到扭矩增大时,离心块滑动筒c(13c)将与基本电机(j)一起转动的速度同步加快;离心块滑动筒c(13c)的旋转速度加快,离心块滑动筒c(13c)内的离心块+联接块c(14c)因旋转速度加快而离心力相应加大,离心力加大到超过拉簧c(15c)的弹簧力之后,离心块+联接块c(14c)中的联接块挤压待工转子系统c(d)上设置的联接块摩擦付c(8c)内,联动块摩擦付c(8c)c(8c)的槽底是呈现而逐步加深的坡状槽底,逐步加深的坡状槽底使得联接块摩擦付c(8c)逐步滑移至槽底的最深处而止,联接块摩擦付c(8c)运动到槽底的最深处就是相位同步限位器c(6c),并在槽底的最深处设置着定子电力输出控制器c(7c),定子电力输出控制器c(7c)包括延时器和电子开关,经过设定的延时时间之后将处于停止转动的待工转子系统c(d)切换成运行电机c(d)而对外输出电力。

7.另一种时变扭矩时变负载电机e,它涉及到机壳,机壳在说明书附图中免画出,其特征是它的直径与其轴长之比大于或等于β=1;它包括基本电机(j)、待工转子系统e(d)、主轴e(4e)、待工转子系统轴承e(3e)、运行状态切换机构总成e和电机轴承e(16e),其中,机壳在说明书附图中免画出,基本电机(j)包括定子e(1e)、转子e(2e)、主轴e(4e)和电机轴承e(16e),转子e(2e)和主轴e(4e)固定连接在一起;设有若干个待工转子系统e(d),每一个待工转子系统e(d)都包括转子e(2e)和待工转子系统轴承e(3e),并通过待工转子系统轴承e(3e)与主轴e(4e)上的不同工艺位置上分别固定连接,构成在同一根主轴e(4e)上,除了基本电机(j)之外,其它若干个待工转子系统e(d)均通过待工转子系统轴承e(3e)与主轴e(4e)可转动地固定连接的结构,该结构的功能是在没有其它因素的作用下时,基本电机(j)与待工转子系统e(d)以及各个待工转子系统e(d)相互之间都是处于各自独立自由转动的状态;只有通过处于基本电机(j)与待工转子系统e(d)之间,以及各个待工转子系统e(d)两两相互之间所安装的运行状态切换机构总成e将安装在同一机壳内同一主轴e(4e)上的待工转子系统e(d)中的转子e(2e)之转动功能失效而固定接入主轴e(4e)之上,或退出随着主轴e(4e)上的旋转之运动状态,以至于形成由基本电机(j)与若干个待工转子系统e(d)构成一个整体的速控输出电功率、速控输出电流和速控转动惯量的技术参量的转速控制电机,安装在基本电机(j)与待工转子系统e(d)以及若干个待工转子系统e(d)两两相互之间的运行状态切换机构总成e之运行状态受控于电机转速;反之,运行中的本发明电机运行速度从零~额定转速的变化情况下,从大功率、大转动惯量的静止状态下全压启动,以及从大功率、大转动惯量的重负荷向轻负荷的运行模式的转换过程中,速控地退掉部分或全部待工转子系统e(d),达到降低自身总转动惯量的目标而进入小功率、小转动惯量的运行模式运行。

8.根据权利要求5所述的时变扭矩时变负载电机e,其特征是它的直径与其轴长之比等于β,还是等于nβ由现场运行条件决定n(=1,2,3……)等于几;它的运行状态切换机构总成e包括设置在待工转子系统e(d)上的联动槽e(5e)、相位同步限位器e(6e)、定子电力输出控制器e(7e)、联接块轨道筒e(8e)、连接节e(9e)、联接块e(10e)、楔形块e(11e)、推拉杆e(12e)、离心块滑动筒e(13e)、离心块e(14e)、拉簧e(15e),其中,离心块滑动筒e(13e)垂直于主轴e(4e)的轴心线而固定连接在一起,在离心块滑动筒e(13e)的筒内之筒底板上固定连接着拉簧e(15e)的一端,拉簧e(15e)的另一端固定连接着截面几何形状不限制的离心块e(14e)的一端,离心块e(14e)的另一端固定连接着推拉杆e(12e)的一端,推拉杆e(12e)的另一端通过连接环e(9e)与楔形块e(11e)的大头端固定连接,楔形块e(11e)处在两块斜度与楔形块e(11e)的斜度一致的联接块e(10e)的中间,联接块e(10e)的几何形状选为矩形,一边呈正平面,相对的另一边呈斜面,而在矩形的联接块e(10e)两面相应的侧面设有轨道片插入在联接块轨道筒e(8e)内的轨道槽内,两块联接块e(10e)斜面相对安置,在矩形的联接块e(10e)两面相应的侧面分别还设有两根拉簧,在两侧面的拉簧作用下,两块联接块e(10e)的斜面压在楔形块e(11e)的斜面上;当主轴e(4e)受到较小扭矩的作用时,离心块滑动筒e(13e)和待工转子系统e(d)因待工转子系统轴承e(3e)所决定的运动特性而与基本电机(j)一起转动;当主轴e(4e)受到扭矩增大时,离心块滑动筒e(13e)将与基本电机(j)一起转动的速度同步加快;离心块滑动筒e(13e)的旋转速度加快,筒内的离心块e(14e)因旋转速度加快而离心力相应加大,离心力加大到超过拉簧e(15e)的弹弹簧力之后,离心块e(14e)推动推拉杆e(12e),推拉杆e(12e)通过连接环e(9e)推动楔形块e(11e),楔形块e(11e)的前移时,将联接块e(10e)分别从基本电机(j)和待工转子系统e(d)相对设置的联动槽e(5e)内退出来,经过一段时间之后将从转动的运行电机(d)切换到待工转子系统e(d),剩下基本电机(j)独自运行。

9.一种时变扭矩时变负载电机制作法,其特征一是按照直径与其轴长之比大于1设计电机;二是将电机转轴上的转子个数由一个的结构模式改变成同一转轴上按照法则安装多个转子的结构模式;三是将电机中同一转轴上所安装的多个转子中的一个转子与其转动主轴固定连接,构成电机中的基本电机转子的结构模式;四是将剩余转子分别通过各自的轴承将转子与转动主轴进行转动连接模式,即将电机改装为在同一转轴上形成一个与转动主轴固定连接的基本电机转子与多个与转动主轴转动连接的待工转子;五是通过运行状态切换机构总成形成电机运行模式的切换功能,即在转动过程中,转速变量控制待工转子的转动模式,具体讲,将常规的单元电机作为基本电机转子,且与其转动主轴固定连接,通过待工转子轴承将在同一转轴上的多个单元电机的转子分别与转动主轴进行转动模式的连接而形成多个彼此相互独立的待工转子,再通过安装在同一转轴上的基本电机转子与待工转子两两相对的中间安装有运行状态切换机构总成;运行状态切换机构总成接受电机整体转速控制,运行状态切换机构总成根据电机整体转速的高低来控制待工转子向运行电机的运行模式的切换,以及来控制运行电机向待工转子的运行模式的切换。

10.根据权利要求9所述的时变扭矩时变负载电机制作法,其特征是选定运行状态切换机构总成的控制变量为转速,并将其一作用端固定连接于一个指定相对运动为静止的物体上,将其另一个作用端制成受转速控制的:当转速小于设定阈值时,运行状态切换机构总成的执行机构不做动作,保持对受作用物分离状态;当转速大于设定阈值时,运行状态切换机构总成的执行机构做出联机动作,令受作用物与作用物联体一起同步运动;具体设置是它包括联动槽、相位同步限位器、定子电力输出控制器、联接块轨道筒、连接节、联接块、楔形块、推拉杆、离心块滑动筒、离心块、拉簧零部件配合运动。

技术总结
本发明公开了一项在机内同轴安装一个基本电机与多个待工电机组合的时变扭矩时变负载电机技术。运行中该类机的基本电机与多少待工电机组合,由转轴输入扭矩与负载来决定,即当发电机转轴受到时变扭矩作用时,自动与其转速、输出功率和电流及等效转子的转动惯量相匹配,杜绝传统发电机转子的转动惯量恒定而因转轴扭矩变小时,被别死的现象,以及在电动机额定输出功率之内,转轴负载过小时,出现电动机自身耗能比例过大的现象,本发明电动机在其运行中负载时变时,自动让运行中部分转子脱离转轴而停转,成为待工转子,降低运行等效转子的转动惯量和摩擦力,实现节能目的。负载时变,自动调整电气和机械的匹配值。本发明还公开了该类电机的制作法。

技术研发人员:邵波;邵滢
受保护的技术使用者:深圳市鑫神科技开发有限公司
技术研发日:2020.04.03
技术公布日:2020.06.09

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