CN101814820B - 一种永磁驱动调速器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种永磁驱动调速器，包括第一轴、第二轴和增设轴，第二轴跟永磁转盘连接；第一轴连接增设轴，增设轴装有轴承、轴套和外套，且跟笼型转子连接；笼型转子由转盘组成，两个导体盘分装在永磁转盘两侧；左侧小转盘跟左侧的导体盘固定连接，左侧第二转盘上装有齿轮，两导体盘上分别装有齿条；右侧导体盘上装有销轴，穿过左侧导体盘，穿在左侧第二盘上；两侧导体盘通过齿轮齿条机构实现同步反向等距运动；第一轴和第二轴可互为连接电机或负载。其有益效果为：实现了动力的无接触传送，减少了振动；能使电机空载起动；能改变导体盘和永磁转盘之间传递的扭矩；能可重复、可调整及可控制地输出扭矩和转速，以实行调速节能的目的。

Description

一种永磁驱动调速器

技术领域

本发明涉及一种永磁驱动调速器，具体说涉及一种永磁涡流感应原理的驱动调速装置。

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上节能，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的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，永磁驱动调速器在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驱动调速器，以解决现在常用的调速设备的诸多技术问题。

本发明的发明目的是通过下述技术方案来实现的：

一种永磁驱动调速器，包括共轴的第一轴和第二轴；所述第二轴上安装一永磁转盘，所述永磁转盘由非铁磁性材料构成，其上环形安装一组永磁体，所述磁体磁极方向与转盘的轴线平行，并异极相邻，磁盘上安装有轮毂，跟第二轴通过胀紧套连接；第一轴上通过连接盘跟一个增设的轴段连接，所述增设的轴端上安装笼型转盘，所述转盘由三个大转盘和一个小转盘组成，该四个转盘均与永磁转盘平行相对，最左侧的小转盘与轴套连接，左侧第二个转盘与轴连接固定，其他两个转盘分布在永磁转盘两侧，与永磁转盘保持同等大小的气隙，该两个转盘均由外钢质转盘跟内导体盘附合在一起构成，导体盘靠近中间的永磁体盘，在外钢质转盘上装有散热片。最左侧的小盘跟左侧第3个盘连接，当外套固定，装在内套上的手柄转动时，外套上的滑块在内套的滑槽上滑动，同时推动右侧靠近小盘的轴承沿轴向移动，轴承推动轴套，进而推动左侧小盘，最后推动左侧导体盘一起移动，在左侧第二个盘上装有齿轮，左侧导体盘和右侧的导体盘上分别装有齿条，齿轮齿条装置使得当左侧导体盘向永磁转盘靠近或拉远时，右侧转盘同步做相对或相反方向的等距离移动。右侧导体盘上装有不少于三根销轴，销轴穿过左侧导体盘，并穿在左侧第二个转盘上，使4个转盘保持同步转动；第一轴和第二轴可互为输入或输出轴。

本发明的有益效果是：实现了动力的无接触传送，减少了振动，在起动时可完全实现电机空载起动，通过调整装在外套上的手柄，推动轴承在轴上做轴向运动，推拉导体盘在永磁转盘两侧移动，改变两侧的气隙，即可改变导体盘和永磁转盘之间传递的扭矩，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是本发明实施例的水平面剖视图；

图2是图1的A向视图，示意的是轴段和左侧第二个盘之间的花键连接关系；

图3是图1的B向视图，示意的是齿轮齿条连接配合关系；

图4是图1的C向视图，示意的是左侧第二个转盘和导体盘之间的齿轮齿条和销轴的配合关系；

图5是导体盘外侧钢质盘外表面上装散热翅片的安装关系。

图6是内套和外套连接的滑块滑槽结构示意关系；

图7是永磁盘上永磁体的安装位置关系示意图；

图8是只有一个或一对轴承的情况下的内套外套配合关系。

图中：

1、第一轴；2、第二轴；3、轮毂；4、轴段；5、圆套；6、挡圈；7、外套；8、滑块；9、轴承；10、挡圈；11、注油口；12、螺母；13、轴套；14、螺母；15、耐磨环；16、轴承；17、油封；18、螺栓；19、螺栓；20、圆盘；21、圆盘；22、圆盘；23、圆盘；24、中间转盘；25、销轴；26、螺栓；27、螺母；28、螺栓；29、齿条；30、螺栓；31、销轴；32、胀紧套；33、螺栓；34、内导体材料；35、外铁磁体材料；36、内导体材料；37、外铁磁体材料；38、轮毂；39、永磁体；40、齿条；41、螺栓；42、齿轮；43、螺栓；44、胀紧套；45、滑套；46、螺栓；47、手柄；48、手柄；49、散热片。

具体实施方式

现参照说明书附图1-8，结合具体实施例对本发明作进一步说明。

参照附图1，增设的轴段4通过轮毂3与外侧的第一轴1连接，轮毂与第一轴用胀紧套32连接，轴4左侧靠轴肩装有一个轴承16，轴承16右侧用螺母14锁紧在轴上，轴承外圈左侧被压紧固定在圆套5上，右侧用挡圈6压紧，挡圈6通过螺栓33连接到圆套5上，圆套5上开有滑槽，外套7通过滑块8与滑槽连接，滑块和滑槽的具体结构配合关系见附图5，轴右侧装有轴套13，轴套13上加工轴肩，装有轴承9，左侧用螺母12锁紧在轴套上，轴承9外圈装在外套7上，右侧以挡圈10压紧，挡圈10用螺栓18与外套7连接固定，轴承8、9两侧分别装有油封17，注油口11用于向轴承内注入润滑油，轴套13与小圆盘20用螺栓19连接，轴套13与轴4之间装有耐磨环15，轴4右侧与圆盘21用花键连接，连接方式见附图2所示，轴端用螺母27锁紧，固定在盘21上，盘21中间开有圆孔，导体盘通过销轴25跟小圆盘20连接，销轴25两端用螺栓26固定在圆盘20和22上，圆盘21上装有齿轮，滑动圆盘22、23上分别装有齿条，具体结构见附图3所示，滑动圆盘22、23分别由外铁磁体材料35、37与内导体材料34、36连接贴合在一起构成，之间用螺栓28连接固定，外铁盘外表面装有散热片49，参照附图5所示，当小圆盘20在轴套带动下，沿轴向进出运动时，拖动滑动圆盘22做同步等距运动，在齿轮齿条的作用下，带动滑动圆盘23做同步等距离相向或反向运动。在盘23上用螺栓15固定有销轴31，销轴穿过滑动圆盘22后穿在圆盘21上，将三个转盘串在一起，做同步转动。

中间转盘24为永磁转盘，转盘与轮毂38用螺栓43连接，轮毂与第二轴2用胀紧套44锁紧，转盘24用非铁磁性材料制成，可为金属材料或非金属材料，其上环形安装永磁体39，永磁体磁极方向与转盘轴线平行，且相邻磁体的磁极相反，如附图7所示。永磁体形状可为矩形、扇形、圆形或其他形状。永磁体中间穿孔，用螺栓46固定在圆盘24上。永磁体也可改为成对安装，异极相对，靠吸力固定在圆盘24上。

附图6示意的是圆套5、外套7上的滑块滑槽配合关系和手柄位置，在圆套5和外套7上分别装有手柄47、48，当外套上的手柄47从外部用拉杆固定，拉动圆套上的手柄48时，装在滑套45里的滑块8就沿着圆套5上的滑槽滑动，推动外套7沿着轴向移动，进而推动轴承9和轴套13在轴段5上滑动，拖动滑动导体盘22一起在轴向滑动，滑动导体盘22上的齿条40推动装在圆盘20上的齿轮42转动，齿轮推动齿条29带动滑动导体盘23做同步等距离相向或反向运动，改变永磁转盘和笼形转子上的导转盘之间的间隙。手柄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。

如附图8所示，内套和外套上的轴承可变为一个轴承或一对可同时承受轴向和径向力的轴承，并不影响本产品的结构和性能。

外套7可固定在外部独立框架上，可对整个结构起到支撑作用，且不需要外加手柄和固定拉杆。

圆套5和外套7上的滑槽滑块结构也可以变为用螺纹连接。

工作原理：永磁盘上的磁体分N、S极相邻排布，磁力线穿过相对应的导体盘，当两者之间相对运动时，导体盘切割磁力线，在导体盘中产生涡电流，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。当其他的因素固定不变的情况下，两者之间传递的扭矩由距离决定，当通过轴承推拉导体盘沿轴向移动，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。

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伸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)

1.一种永磁驱动调速器，包括共轴的第一轴、第二轴和一段增设轴，其特征在于：第二轴通过轮毂跟中间的永磁转盘连接；第一轴上连接增设轴，增设轴上装有轴承、轴套和外套，通过轴套和增设轴跟笼型转子连接；笼型转子由四个转盘组成，两个导体盘分装在永磁转盘两侧；左侧的第一个转盘通过销轴跟左侧的导体盘固定连接，左侧第二个转盘上装有齿轮，两个导体盘上分别装有齿条；右侧导体盘上装有销轴，穿过左侧导体盘，穿在左侧第二个转盘上；左侧导体盘在轴向进出运动，通过齿轮齿条机构，推拉右侧导体盘做同步等距反向运动；第一轴和第二轴可互为输入或输出轴，连接电机或负载；

两个导体盘上装的齿条分别不少于三根，左侧第二个转盘上的齿轮跟齿条对应，不少于三个，共同组成齿轮齿条装置；右侧导体盘上的齿条穿过左侧导体盘，穿进左侧第二个转盘上，在左侧第二个转盘上有固定小框架，贴合齿条上表面，方便齿条进出；两个导体盘之间的销轴不少于三个，共同组成笼型框架；

两个导体盘外钢质转盘表面装有散热片；

两个导体盘由铁磁性材料和内导体材料附合在一起，用螺栓连接为一体；

永磁转盘由非铁磁性材料构成，永磁转盘上安装有永磁体；所述永磁体磁极方向与转盘轴线平行，永磁体形状为矩形或扇形；永磁体相邻磁体磁极异极相对安装；

永磁体中间穿孔，用螺栓固定在圆盘上；永磁体为成对安装，异极相对，靠吸力固定在圆盘上。

2.根据权利要求1所述的永磁驱动调速器，其特征在于：左侧第二个转盘装在增设的轴段上，跟轴段采用方轴或键连接，同时轴端用螺母固定。

3.根据权利要求2所述的永磁驱动调速器，其特征是：增设轴段上装有轴套，轴套与左侧的第一个转盘连接，跟轴同步转动，并可在轴上沿轴向滑动，左侧的第一个转盘与左侧导体盘通过不少于三根销轴固定连接。

4.根据权利要求3所述的永磁驱动调速器，其特征是：轴上和轴套上分别装有轴承，外套固定或通过外接的手柄固定，通过内套上的手柄转动，滑块沿滑槽滑动，推动里面的轴承带动左侧的第一个转盘和左侧导体盘沿轴向滑动。

5.根据权利要求3所述的永磁驱动调速器，其特征是：轴上和轴套上分别装有轴承，外套和内套之间的连接为螺纹连接，外套固定，通过内套上的手柄转动，外套沿螺纹转动，推动里面的轴承带动左侧的第一个转盘和导体盘沿轴向滑动。

6.根据权利要求4所述的永磁驱动调速器，其特征是：内套上的手柄通过连杆外接电动角行程执行器以实现自动控制。