電機的改進的製作方法

2023-05-16 23:51:51 2

專利名稱：電機的改進的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種可以用做測功機或電動機的裝置。目的是提供一種根據需要可以吸收旋轉能量(即作為測功機)，或產生旋轉能量(即作為電動機)的裝置。
由於發動機的實際性能和廢氣排放問題隨著世界各地都迅速、更多地實行限制性立法而變得日益重要起來，對一種能夠按照實際工作條件對發動機加載的測功機的需求在不斷增長。特別是要求這種測功機應能夠拖動發動機(模擬例如當汽車下坡時發動機的工作狀況)，並能制動，即作為發動機的負載(模擬例如當汽車加速時發動機的工作狀況)。
本發明所提供的電機包含一個安裝在一對定子之間可旋轉的磁性盤形轉子，每個定子包括可通交流電的線圈使電機作為電動機運行，以及可通直流電的線圈使電機工作在制動方式，以便吸收在轉子中變為熱量的那部分能量。
現在參考


本發明的實施例，圖中顯示了包含轉子軸線部分的平面圖。
該裝置包括一個裝有兩個耳軸2的底座1，在兩個耳軸之間穿有一個裝在軸承3中的水平軸4。在軸4上裝有一個平面的園形盤式轉子5，它對磁和電有均勻性，並且由低電阻率和高磁導率的材料構成。在使用中，軸4與一個被測試的發動機連接。
由外壁(Boundarywalls)10限定一個冷卻空間11，轉子5在其間旋轉。外壁10包括與轉子5平行的兩個環形隔板10a，其內緣與圍繞軸4的外壁10b相連，在外壁10b內部裝有供冷卻水流入冷卻空間部分的入水口12，因此在隔板10a之間有冷卻水流經轉子5，進入環繞轉子5的環形導管14從出水口16排出。隔板10裝有導引冷卻介質並對該隔板構成的隔層起加固作用的徑向槽。
在本實施例中，轉子5位於兩個定子20之間，定子20具有多個鐵芯21圍繞軸線均勻排列的結構，轉子一側的鐵芯與另一側的鐵芯一一對齊。環形外壁22a和22b可由不鏽鋼製成，並且使定子空間23與鐵芯21的外端密封，在其內緣裝有隔板10a。該外壁的內緣向內彎曲，向內彎曲的內緣與隔板10a的接縫用電子束焊接。焊接在一起的隔板和外壁使用相同的材料，從而便於連接，並可使熱應力降到最小。
每個鐵芯21裝有一個與可變交流電源連通的線圈24，和一個與可變直流電源連通的線圈25。定子空間23充滿熱傳導材料，油或沙子適合於做這種熱傳導材料，熱量可由定子空間經隔板10a傳導入冷卻介質。
當上述裝置用於制動方式時，在轉子5中產生渦流，引起大量發熱。此熱量用冷卻介質來帶走，並且由於有效的冷卻，可使轉子的直徑做得很小，因為在轉子中高的功率損耗是可行的。這意味著軸承和電機的其它零件所受的機械應力大大降低，其結果使電機可以高速運轉。此外，轉子有小的慣性，使之能夠迅速加速或減速。
隔板10a與其它隔層無直接接觸的部位可以在其定子一側用韌化環氧樹脂加固。
定子可用層疊鋼片製成，或者用樹脂材料與鐵粒子重滲雜(heavilylodead)鑄造而成，使鐵粒子之間具有可靠的電絕緣。這種結構可減少定子中產生的渦流。
由交流供電的線圈分成兩相或多相，當繞組從電源(具有相同相數的)通入交流電時，產生一對或多對相反極性的磁極(一個北極和一個南極構成一對磁極);於是磁極(或主磁場)圍繞定子的軸向面(axialfaceofthestator)旋轉。
從軸向面(axialface)的角度觀察，每個定子中的磁極旋轉方向相反(即一個定子的磁極順時針旋轉，另一個定子磁極逆時針旋轉)，因此，當兩個定子在轉子兩側面對面安裝時，兩個主磁場的旋轉方向相同。
交流電流的頻率可以由零變到所需的最大值。
由於頻率是受控制的，主磁場的轉速等於或高於轉子的轉速，當兩者間出現速度差時，在轉子中就會產生渦流。
該渦流產生其自身的副磁場，它與主磁場相互作用在轉子上產生電動轉矩。
該轉矩可以由改變繞組中交流電流的量值和頻率來加以控制(電流越大，轉矩越大)。隨著頻率的增高，轉矩按照電機的固有轉矩/速度特性變化。通過改變交流電流的頻率控制轉子的速度，頻率越高，則速度越高。電機是雙向的，按適當相序供電可以使電機向兩個方向旋轉。
直流繞組分成多個線圈，因此在繞組中通入直流可以產生一對或多對相反極性的磁極(一對磁極包括一個北極和一個南極)。該繞組通入直流電流，其磁極(或主磁場)相對於定子是靜止的。
隨著轉子的旋轉，其各部分在通過磁極時受到交變磁場的作用，從而在轉子中產生渦流。該渦流產生其自身的副磁場，它與主磁場相互作用，在轉子上產生一個制動力矩。改變繞組中的直流電流就能控制這個制動力矩。渦流在轉子中也會造成電阻發熱，這些熱量由流經轉子表面的冷卻介質帶走。
可以設置一個電控單元，它能夠連續地改變交流電流的極性，頻率和量值，例如從主磁場以最高頻率順時針旋轉的極性通過零頻率變化到主磁場以最高頻率逆時針旋轉的極性，同時也控制電流值從零變到所要求的最大值。該控制單元同時能夠控制直流電流/電壓，使電機在任何速度下都可以從電動機方式變為制動方式或者吸收方式。
權利要求
1.一種電機，其特徵是包括一個安裝在一對定子之間可旋轉的磁性盤形轉子，每個定子有可通交流電使電機作為電動機運行的線圈，以及可通直流電使電機工作在制動方式的線圈，用於吸收轉子中變為熱量的那部分能量。
2.如權利要求1所述的電機，其特徵是可通直流電的線圈環繞軸線均勻排列，並且一個定子的線圈與另一個定子的線圈相對，在轉子兩側軸向排列的這些磁極以相反的極性掃過轉子。
3.如上述任何一個權利要求所述的電機，其中轉子裝在一個冷卻空間內，冷卻介質可在該空間中從入口流向出口。
4.如權利要求3所述的電機，其冷卻空間的外壁包括兩個靠近轉子並與轉子平行的環形薄壁。
5.如權利要求4所述的電機，其中線圈裝在一個定子空間中，該空間的外壁的一部分由上述薄壁構成。
6.如權利要求5所述的電機，其中薄壁與定子空間的其它外壁的連接用電子束或其它精密的焊接技術完成。
7.如權利要求4至6所述的電機，其中薄壁是徑向開槽的。
8.如權利要求5或任何一個權利要求5的從屬權利要求所述的電機，其中定子空間中圍繞線圈裝有油、沙子或其它熱傳導材料。
全文摘要
本發明提供一種電機，它具有裝在軸4上並在兩個定子21之間可旋轉的轉子5。在定子線圈24中通入交流電對定子勵磁可使電機作為電動機，在線圈25中通入直流電則使電機工作在制動方式。
文檔編號H02K17/16GK1030674SQ88104098
公開日1989年1月25日 申請日期1988年4月30日 優先權日1987年7月10日
發明者馬丁·伯特屋德, 阿德姆·阿拉斯·博瑞得 申請人:弗羅德·康塞恩有限公司