CN101764549B - 一种磁力耦合器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可传递较大的扭矩，同时又有较小的转动滞后角的磁力传动装置。本发明是在内转子的外圆上和外转子的内圆上分别以镶嵌结构固定有永磁体，且各永磁体的N-S极沿转子的轴向布置，以镶嵌结构固定于转子或定子上的永磁体按每两个极性相同的永磁体与相邻的两个永磁体的极性反相布置，形成如NNSSNNSS…的结构。

Description

一种磁力耦合器
技术领域
本发明涉及一种磁力传动装置，即通常所称的磁力耦合器。本发明的磁力耦合器是由分别固定于内转子外圆处的永磁体和固定于外转子内圆处的永磁体、和分别设置于内转子轴上和外转子外的联轴器，以及轴承构成。
背景技术
磁力耦合器是应用永磁材料或电磁铁所产生的磁力作用，来实现力或转矩(功率)无接触传递的一种磁传动装置。现有磁传动装置中的磁性材料是以极性相反的两个磁铁相邻布置排列，其排列方式及定位方式如附图1所示，而且是以大的磁块排列于内、外转子上，再采用粘接剂胶装固定。但这种固定方法不适于一些特殊应用场合中，如在核反应系统中，用于固定永磁体的有机粘接剂会因为辐照、高温等因素会失效脱落，在磁力作用下磁性材料排列扭曲，无法实现传递扭矩的作用。
现有磁力耦合器的第二个不足是在传递较大扭矩时，其内外转子会产生较大的滞后角，根据实际的测试，现有磁力耦合器在扭矩为50N.m时的滞后角为9度，如此大的滞后角不适于精度要求较高的传动。
发明内容
本发明提供一种可克服现有技术不足，能适用于高辐照、高温度工作场合，如应用于核反应系统中的磁力耦合器，同时本发明还可有远小于现有技术滞后角。
本发明的磁力耦合器是在内转子的外圆上和外转子的内圆上通过镶嵌结构固定永磁体，而各永磁体的N-S极沿转子的轴向布置。
本发明的各永磁体呈大小略有不同带有楔形的形状，这种形状可使永磁体的镶嵌更为牢固可靠。
本发明的磁力耦合器，在内转子和外转子上以镶嵌结构固定的永磁体按每两个极性相同的永磁体与相邻的两个永磁体的极性反相布置，形成如NNSSNNSS…的结构。
本发明的磁力耦合器，其内、外转子上分别布置的永磁体数量最少为16块，其内、外转子上最佳布置的永磁体数量为32块。
本发明由于是采用镶嵌结构将永磁体固定于内、外转子上，这样就克服了现有技术采用胶粘固定的不足，使其可以应用于现有技术不适于使用的领域。试验还表明，当永磁体按每两个极性相同的永磁体与相邻的两个永磁体的极性反向布置，形成如NNSSNNSS…的结构可以最大限度地减小传动中的滞后角。本发明实测的滞后角仅为0.5度。试验还表明，当本发明的内转子和外转子各设置16块以上的永磁体块时，可以使装置传动的滞后角和所传递的扭矩有比较好的配合，而当本发明的内转子和外转子各设置32块永磁体块时，可得到最佳的效果，其滞后角最小，而所传递的扭矩为最大。
附图说明
附图1为现有的磁力耦合器内、外转子截面示意图，图1中内、外转子上的永磁体是通过有机粘结剂固定的。附图2为本发明的磁力耦合器磁力耦合器内、外转子截面示意图，由图2可见本发明的内、外转子上的永磁体是通过镶嵌方式固定于其上的。图3为本发明的磁力耦合器磁极数量与传递扭矩间的关系曲线。
具体实施方式
附图2为本发明的一个实施例的具体结构，由图2可见，本发明的各永磁体的N-S极是沿转子的轴向布置，但本发明的内转子的外圆上和外转子的内圆上分别以镶嵌方式固定有永磁体。在具体的实施中是以线切割机床在内、外转子处加工出用于永磁体的结构。为使永磁体能很好的镶嵌在内、外转子上，可将永磁体按镶嵌组合加工成大小略有不同带有楔形的形状。
本发明的相关试验表明，在镶嵌磁体时将每两个极性相同永磁体为一组，相邻的两组永磁体的相反极性，即按NNSSNNSS…方式固定各永磁体后可以使耦合器转动时的内、外转子间的滞后角变小。
本发明的相关试验还发现当磁极增多时，传动的滞后角会更得变小，但磁极数过多时其可传动的扭矩又会变小，特别是当永磁体数量大于16个时即会有较小的转动滞后角和较大的传递扭矩，其具体的测试结构可参见附图3所示的曲线。经多次试验证明，当本发明的磁极为32时，其可传递的扭矩为最大，而其滞后角为最小，实测值小于0.5度。

Claims (3)

1.一种磁力耦合器，由分别固定于内转子外圆处和外转子内圆处的永磁体、和分别设置于内转子轴上和外转子外的联轴器，以及轴承构成，在内转子的外圆上和外转子的内圆上分别以镶嵌结构固定有永磁体，且各永磁体的N-S极沿转子的轴向布置，内、外转子上固定的永磁体为可使其很好的镶嵌在内、外转子上的带有楔形的形状，其特征是在内转子和外转子上以镶嵌结构固定的永磁体按每两个极性相同的永磁体与相邻的两个永磁体的极性反相布置，形成如NNSSNNSS…的结构。
2.根据权利要求1所述的磁力耦合器，其特征是内、外转子上分别布置的永磁体最少为16个。
3.根据权利要求1所述磁力耦合器，其特征是内、外转子上分别布置的永磁体为32个。
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