CN101800465B - 永磁调速器 - Google Patents

Abstract

一种永磁调速器，第一轴上安装一单层边筒导体转盘，第二轴连接单层边筒永磁转盘，永磁转盘处在导体转盘之内，导体转盘内设有环形导体盘和导体筒，永磁转盘边筒上设有外永磁环和内永磁环；导体盘和内永磁环之间有间隙，外永磁环和导体筒之间也留有间隙；第二轴和永磁转盘之间设有主要由轴套、增设轴、内圆套和外圆套组成的调节机构。本发明筒形转盘永磁调速器，以筒形加平面双耦合替代了单面耦合，耦合面大，实现了动力的无接触传送，转送扭力大，且永磁转盘可沿轴向移动，改变和导体盘的距离及与导体筒啮合的有效部分，即可改变两者之间传递的扭矩，能实现可重复的、可调整的、可控制的输出扭矩和转速，实现调速节能的目的。

Description

永磁调速器

技术领域

本发明涉及一种驱动调速装置，具体说涉及一种采用永磁涡流感应原理的永磁调速器。

背景技术

现有的电机系统，尤其是离心设备系统调节流量和压力的方式主要有以下几种：风门挡板、阀门、液力耦合器、变频器、内反馈斩波调速。风门挡板、阀门是传统方式，可以有效调节流量或压力，但弊端也显而易见：不节能，易引起系统内的冲击。液力耦合器虽然可以起到调节转速的作用并可以一定程度节能，但效率较低，且不够稳定。变频器和内反馈斩波调速则是用直接改变电机转速的方式来调节系统和负载，效率较高，节能效果也不错，但因为电器元件多，故障点多，对环境要求高，寿命周期较短，且有电磁干扰。

在这种情况下，永磁调速器在电机调速领域是一个新型的理想选择。

发明内容

本发明旨在提供一种高效的扭矩传递、柔性启动、无级变速、高效节能并能隔离振动的永磁调速器，以解决现在常用的电机系统调节的诸多技术问题。

本发明永磁调速器的发明目的是通过下述技术方案来实现的：

本发明永磁调速器，包括共轴的第一轴和第二轴；所述第一轴上安装一单层边筒导体转盘，第二轴连接单层边筒永磁转盘，永磁转盘处在导体转盘之内，导体转盘内面设有环形导体盘，边筒内壁上设有导体筒，永磁转盘边筒上设有外永磁环，对应于环形导体环的永磁转盘位置设有内永磁环，外永磁环由若干个垂轴永磁体组成，内永磁环由若干个顺轴永磁体组成，内外永磁环上相邻的永磁体均异极相邻安装；导体盘和内永磁环之间有间隙，外永磁环和导体筒之间也留有间隙。

所述永磁体形状可为扇形、矩形、椭圆形或圆形；所述永磁转盘上和边筒上各开有一圈安装孔，永磁体设在安装孔内，顺轴永磁体的背后设有封闭磁场的环形钢盘，垂轴永磁体下面设有封闭磁场的钢板。

所述导体盘上安装有轮毂，与第一轴通过胀紧套连接；

所述永磁转盘和第二轴之间设有主要由轴套、增设轴、内圆套和外圆套组成的调节机构，永磁转盘通过轴套连接增设轴，轴套和增设轴之间采用花键扣接，增设轴通过涨紧套连接第二轴；轴套外设有外圆套，增设轴外套有内圆套，外圆套和轴套之间设有第一轴承，内圆套和增设轴之间设有第二轴承，外圆套和内圆套之间为滑槽滑块结构配合，外圆套上设有第二手柄，内圆套上设有第一手柄，调整第一手柄和第二手柄的相对位置，可以调整外圆套和内圆套的相对位置，实现永磁转盘和导体盘相对间隙的调整；

所述第一轴和第二轴可互为输入或输出轴；

所述导体转盘上和边筒外壁均装有散热片，导体转盘和永磁转盘的底面设有散热孔。

本发明永磁调速器的有益效果是：实现了动力的无接触传送，减少了振动，在起动时可实现电机完全空载起动，通过调整装在外套上的手柄，推动轴承在轴上做轴向运动，推拉永磁转盘沿轴向移动，改变永磁转盘和导体盘之间的气隙，并改变边筒上的永磁体和导体筒的有效啮合部分，即可改变两者之间传递的扭矩，能实现可重复的、可调整的、可控制的输出扭矩和转速，实行调速节能的目的。

附图说明

图1是本发明永磁调速器的剖视图；

图2是本发明永磁调速器永磁盘上永磁体的安装位置和方法示意图；

图3是本发明永磁调速器两个手柄在内外圆套上的安装位置关系示意图；

图4是本发明永磁调速器内圆套和外圆套之间的螺纹连接配合示意图；

图5是本发明永磁调速器内轴承变为两套并分布在轴上和轴套上的关系示意图；

图6是本发明永磁调速器内滑槽示意图；

图7是本发明永磁调速器内套和外套连接的滑块滑槽结构示意图；

图8是本发明永磁调速器轴承由一个变为一对的示意图；

图9是本发明永磁调速器在外圆套上加装固定框架的示意图。

图10是本发明永磁调速器第二实施例的水平面剖视图；

图11是本发明永磁调速器轴和轴套之间的花键连接关系示意图；

图12是本发明永磁调速器导体转盘外侧表面上装散热翅片的安装关系示意图。

图13是本发明永磁调速器散热翅片的示意图。

具体实施方式

现参照说明书附图，结合具体实施例对本发明永磁调速器作进一步说明。

工作原理：永磁盘上和边筒上的磁体分N、S极相邻排布，磁力线穿过相对应的导体盘和导体筒，当两者之间相对运动时，导体盘和导体筒分别切割磁力线，在导体盘和导体筒中产生涡电流，涡电流进而产生反感磁场，阻止两者之间的相对运动，从而实现两者之间的扭矩传递。两者之间穿过的磁场强度越大，传递的扭矩越大；相对运动越快，传递的扭矩越大；转速差越大，两者之间排斥的力量也越大。当通过轴承推拉永磁转盘沿轴向移动，改变两者之间距离时，就可以改变两者之间传递的扭矩，从而改变输出的转速，实现调速节能的目的。

见图1，本发明永磁调速器主要由导体转盘5和永磁转盘及推拉机构组成；包括共轴的第一轴1和第二轴23；第一轴1上安装一单层边筒导体转盘5，第二轴23连接单层边筒永磁转盘10，永磁转盘10处在导体转盘5之内，导体转盘5为铁磁体材料，其内面设有环形导体盘8，与导体转盘5通过螺栓连接；导体转盘5边筒内壁上设有导体筒32；导体盘8和导体筒32为有良好导电性能的非铁磁性材料，导体转盘5外表面和边筒外表面均装有散热片，散热片材质为铝合金或其他良好的热导体材料(见图12、图13)，导体转盘5和永磁转盘10的底面设有散热孔36(见图1)。

永磁转盘10为非铁磁性金属材料或非金属材料，形状为单层边筒结构，其边筒上设有外永磁环，对应于环形导体环的永磁转盘位置设有内永磁环，外永磁环由若干个垂轴(磁场方向和轴方向垂直)永磁体34组成(见图2)，内永磁环由若干个顺轴(磁场方向和轴方向平行)永磁体11组成，内外永磁环上相邻的永磁体均异极相邻安装；导体盘和内永磁环之间有间隙，外永磁环和导体筒之间也留有间隙。垂轴永磁体11形状可为矩形、圆形；顺轴永磁体34可为扇形、矩形；永磁转盘10上开顺轴孔38，内部装入瞬轴永磁体34，背面用钢盘38封闭，钢盘38与永磁转盘10用螺栓连接；永磁转盘10边筒上开垂轴孔39，底部铺设钢板31，31用螺栓固定在永磁转盘10上，永磁体11固定在垂轴孔39内。

导体转盘5通过轮毂3与外侧的第一轴1连接，轮毂3与第一轴用胀紧套2连接。

永磁转盘10和第二轴23之间设有主要由轴套25、增设轴20、内圆套13和外圆套28组成的调节机构，永磁转盘10通过轴套25连接增设轴20，轴套25和增设轴20之间采用花键扣接(见图11)，增设轴20上连接轮毂21连接第二轴23；轮毂21和第二轴23之间设有涨紧套22。

轴套25外设有内圆套13，内圆套13外设有外圆套28，内圆套13跟外圆套28之间为滑槽滑块结构配合，外圆套28上开有滑槽16，内圆套上装有滑块15，嵌套在外圆套28的滑槽16中(见图3、图6、图7)。内圆套13和轴套25之间设有轴承14，轴承25外圈右端用挡圈17固定，挡圈17与内圆套13用螺栓连接，轴承14内圈右侧通过大螺母26压紧圆套19固定，轴承14两侧装有油封18，外圆套28上设有第二手柄41，滑块15上设有第一手柄40，调整第一手柄40和第二手柄41的相对位置，可以调整外圆套15和内圆套13的相对位置，实现永磁转盘10和导体盘8相对间隙的调整，同时调整边筒上的永磁体11和导体筒32之间啮合的有效长度，实现调速。

当外圆套15上的第二手柄41从外部用拉杆固定，拉动内圆套13上的第一手柄40时，滑块15推动内圆套13沿着轴向移动，进而推动轴承14和轴套25在增设轴20上滑动，拖动永磁转盘10一起在轴向滑动。第一手柄40可用外部的角行程电动执行机构连接上拉杆后拖动，以实现自动控制。

轴套25跟增设轴20之间的配合也可用方轴或六棱轴之类的结构。

内圆套13和外圆套28上的滑槽滑块结构也可以变为螺纹连接(见图4)。

外圆套28也可以通过螺栓固定在外部框架44上(见图9)，此时外圆套26不需要外加第二手柄41和固定拉杆。

轴承14可由一个轴承变为一对可同时承受轴向和径向力的轴承(见图8)，并不影响本产品的结构和性能。

轴套14也可变为分开的一对轴承(见图5)，增设轴上装有第一轴承，轴套上装有第二轴承，第一轴承外面连接外圆套，第二轴承外面连接内圆套，内圆套和外圆套之间用滑槽滑块结构或螺纹连接，可使推拉机构更稳定，承受更大的载荷。

见图10，还可以将导体转盘和永磁体盘分别多个叠加，即为本发明的第二实施例。两个导体盘、导体筒通过螺栓和连接板连接到一起形成笼型转子，两个单层边筒永磁转盘通过连接盘和螺栓连接到一起，两导体盘与两个永磁盘保持同等大小的气隙，两个导体筒和永磁转盘上的永磁体保持同等的有效啮合长度。该实施例可以将导体盘、导体筒和永磁转盘之间传递的扭矩增加一倍。同样，当三个、四个乃至更多导体盘、导体筒和三个、四个乃至更多永磁转盘叠加时，传递扭矩可以变为三倍、四倍乃至更多倍。

本发明的上述实施例只是为了清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。在上述说明的基础上，还可以就具体实施结构做其他不同形式的变化，凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (6)

1.一种永磁调速器，包括共轴的第一轴和第二轴，其特征在于：所述第一轴上安装一单层边筒导体转盘，第二轴连接单层边筒永磁转盘，永磁转盘处在导体转盘之内，导体转盘内面设有环形导体盘，边筒内壁上设有导体筒，永磁转盘边筒上设有外永磁环，对应于环形导体环的永磁转盘位置设有内永磁环，外永磁环由若干个垂轴永磁体组成，内永磁环由若干个顺轴永磁体组成，内外永磁环上相邻的永磁体均异极相邻安装；导体盘和内永磁环之间有间隙，外永磁环和导体筒之间也留有间隙，第二轴和永磁转盘之间设有主要由轴套、增设轴、内圆套和外圆套组成的调节机构；

所述永磁体形状可为扇形、矩形、椭圆形或圆形；所述永磁转盘上和边筒上各开有一排安装孔，永磁体设在安装孔内，顺轴永磁体的背后设有封闭磁场的环形钢盘，垂轴永磁体下面设有封闭磁场的钢板；垂轴即磁场方向和轴方向垂直，顺轴即磁场方向和轴方向平行；

所述导体转盘和永磁体盘可为两个以上叠加，分别形成笼型的导体转盘和永磁转盘；

所述导体盘上安装有轮毂，与第一轴通过胀紧套连接；永磁转盘通过轴套连接增设轴，轴套和增设轴之间采用花键扣接，增设轴通过涨紧套连接第二轴；

所述轴套外设有圆套，增设轴外套有内圆套，外圆套和轴套之间设有第一轴承，内圆套和增设轴之间设有第二轴承，外圆套和内圆套之间为滑块滑槽结构配合，外圆套上设有第二手柄，内圆套上设有第一手柄，调整第一手柄和第二手柄的相对位置，可以调整外圆套和内圆套的相对位置，实现永磁转盘和导体盘相对间隙的调整，同时改变边筒上的永磁体和导体盘啮合的有效部分。

2.根据权利要求1所述的永磁调速器，其特征在于：所述导体转盘上和边筒外壁上装有散热片，导体转盘和永磁转盘的底面设有散热孔。

3.根据权利要求2所述的永磁调速器，其特征在于：所述第一轴和第二轴可互为输入或输出轴；也可在外面安装永磁转盘，内部安装导体盘。

4.根据权利要求3所述的永磁调速器，其特征在于：所述外圆套和内圆套之间的滑块滑槽结构可用螺纹配合结构替代。

5.根据权利要求4所述的永磁调速器，其特征在于：所述轴套和增设轴之间的花键扣接方式，可用方轴或多棱轴方式替代。

6.根据权利要求5所述的永磁调速器，其特征在于：所述手柄第一手柄和第二手柄中之一可用外部框架替换。