CN102916560A

CN102916560A - 轴间永磁耦合机构

Info

Publication number: CN102916560A
Application number: CN2012104866748A
Authority: CN
Inventors: 徐俊峰
Original assignee: ZHENJIANG JIANGNAN MINING MACHINERY AND ELECTRICAL EQUIPMENT CO Ltd
Current assignee: ZHENJIANG JIANGNAN MINING MACHINERY AND ELECTRICAL EQUIPMENT CO Ltd
Priority date: 2012-11-27
Filing date: 2012-11-27
Publication date: 2013-02-06

Abstract

本发明涉及一种机构传动装置，具体是一种用于在两根转轴之间传递扭矩的轴间永磁耦合机构。该轴间永磁耦合机构包括有同轴设置的内永磁转子和外永磁转子，外永磁转子为圆筒形状，内永磁转子位于外永磁转子内腔中，内永磁转子和外永磁转子上分布有永磁体，内永磁转子与外永磁转子之间具有气隙。本发明能够传递较大扭矩，能够对传递扭矩进行调节，并且结构紧凑、对安装精度要求低、传动和调节平稳可靠。

Description

轴间永磁耦合机构

技术领域

本发明涉及一种机构传动装置，具体是一种用于在两根转轴之间传递扭矩的轴间永磁耦合机构。

背景技术

对于扭矩的输出和调整，现有技术中有多种方式，具体包括：

1、目前工业中广泛应用的联轴机构，这些机构多为刚性或液压耦合连接等，而且传递扭矩及转速不可调节。由于系统运行情况复杂多变，难以精确保证两轴对中，设备运行一段时间后都会产生振动，从而加速磨损，缩短设备寿命。

2、当前变频调速广泛应用在工业现场中，通过控制电机来控制输出转速，价格比较昂贵，结构和操作复杂，变频器的电力电子器件工作在开关状态，因而产生大量谐波，污染电网，影响通讯，而且电子器件稳定性不好，容易老化，使用寿命不长，并且对环境的要求较高，对环境温度与湿度以及粉尘有很大的要求，不适合在恶劣的环境中工作。

3、目前已有用于永磁调速驱动的永磁耦合机构，其基本结构是：设置安装在各自转动轴上的导体转子及永磁转子，导体转子与永磁转子同轴设置并保持有气隙；工作过程中，当导体转子与永磁转子发生相对转动，则由于永磁场与导体之间的电磁作用，使导体转子与永磁转子之间产生使两者相耦合的力矩，达到扭矩输出的目的；通过调节导体转子与永磁转子之间的作用气隙，可获得可调节的负载扭矩和转速，达到调速的目的。现有结构的这类耦合器，其沿圆周分布的永磁体内的磁场方向通常是垂直于导体转子与永磁转子之间的磁场作用面的，其磁场分布较散而且强度不高（最高磁感应强度只能达到400~500mT），如果要传动较大的扭矩，需要把结构做的较大，限制了该技术的推广。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，对现有永磁耦合机构进行改进，提供一种磁场分布集中，内外永磁转子作用面处的磁感应强度大，能够传递较大扭矩，能够对传递扭矩进行调节，并且结构紧凑、对安装精度要求低、传动和调节平稳可靠的轴间永磁耦合机构。

本发明的轴间永磁耦合机构包括有同轴设置的内永磁转子和外永磁转子，外永磁转子为圆筒形状，内永磁转子位于外永磁转子内腔中，内永磁转子和外永磁转子上分布有永磁体，内永磁转子与外永磁转子之间具有气隙。

该机构还包括有能够改变内永磁转子和外永磁转子的轴向相对位置的调节装置，用来调节内永磁转子与外永磁转子之间作用面积。

所述内永磁转子上的永磁体包括有内主磁体和内辅助磁体；多个内主磁体沿圆周分布，在相邻内主磁体之间安置有由导磁材料制成的内导磁体，在每一个内导磁体的内侧设置有一个内辅助磁体；所述内主磁体的磁极方向（即S极与N极的连线方向）位于内永磁转子的圆周方向上，并且相邻内主磁体的磁极方向相向或相背；所述内辅助磁体的磁极方向为内永磁转子的径向，并且相邻内辅助磁体的磁极方向相反；并且，与每一个内导磁体相邻的两个内主磁体和一个内辅助磁体，它们与同一内导磁体接触的侧面处磁极均为同一极性。

所述外永磁转子上的永磁体包括有外主磁体和外辅助磁体；多个外主磁体沿圆周分布，在相邻外主磁体之间安置有由导磁材料制成的外导磁体，在每一个外导磁体的外侧设置有一个外辅助磁体；所述外主磁体的磁极方向（即S极与N极的连线方向）位于外永磁转子的圆周方向上，并且相邻外主磁体的磁极方向相向或相背；所述外辅助磁体的磁极方向为外永磁转子的径向，并且相邻外辅助磁体的磁极方向相反；并且，与每一个外导磁体相邻的两个外主磁体和一个外辅助磁体，它们与同一外导磁体接触的侧面处磁极均为同一极性。

本发明采用永磁耦合调速的结构原理，对永磁转子的磁路结构进行创造性的优化，通过提供一种新型的永磁磁场的磁系结构，使主磁体与辅助磁体位置相互配合，永磁磁场能够更加集中于内、外永磁转子之间的作用面，使磁路间隙产生更高的永磁磁场（最高磁感应强度能达到2000mT以上），从而能够在较小的体积下传递更大的扭矩；通过调节装置对内、外永磁转子的轴向相对位置进行调节，可以改变内外磁体间的作用面积，从而可获得可调节的输出转矩和转速；内、外永磁转子通过磁场作用传递扭矩，可实现动力无接触传递，消除振动，而且能允许更大的对中误差，降低了设备精度要求和安装难度，当设备过载时还可以保护设备，实现软启动功能。

附图说明

图1是本发明实施例的截面结构示意图；

图2是本发明实施例的纵剖面结构示意图。

具体实施方式

如图所示，该轴间永磁耦合机构包括有同轴设置的内永磁转子1和外永磁转子2，外永磁转子2为圆筒形状，内永磁转子1位于外永磁转子2内腔中，内永磁转子1和外永磁转子2上分布有永磁体，内永磁转子1与外永磁转子2之间具有气隙3。该机构还包括有能够改变内永磁转子1和外永磁转子2的轴向相对位置的调节装置4，用来调节内永磁转子与外永磁转子之间作用面积。调节装置4可采用各种通用的机械结构来实现，可人工调节也可自动调节。

所述内永磁转子1上的永磁体包括有内主磁体11和内辅助磁体12；多个内主磁体11沿圆周分布，在相邻内主磁体11之间安置有由导磁材料制成的内导磁体13，在每一个内导磁体13的内侧设置有一个内辅助磁体12；所述内主磁体11的磁极方向（即S极与N极的连线方向）位于内永磁转子1的圆周方向上，并且相邻内主磁体11的磁极方向相向或相背；所述内辅助磁体12的磁极方向为内永磁转子1的径向，并且相邻内辅助磁体12的磁极方向相反；并且，与每一个内导磁体13相邻的两个内主磁体11和一个内辅助磁体12，它们与同一内导磁体13接触的侧面处磁极均为同一极性。

所述外永磁转子2上的永磁体包括有外主磁体21和外辅助磁体22；多个外主磁体21沿圆周分布，在相邻外主磁体21之间安置有由导磁材料制成的外导磁体23，在每一个外导磁体23的外侧设置有一个外辅助磁体22；所述外主磁体21的磁极方向（即S极与N极的连线方向）位于外永磁转子2的圆周方向上，并且相邻外主磁体21的磁极方向相向或相背；所述外辅助磁体22的磁极方向为外永磁转子2的径向，并且相邻外辅助磁体22的磁极方向相反；并且，与每一个外导磁体23相邻的两个外主磁体21和一个外辅助磁体22，它们与同一外导磁体23接触的侧面处磁极均为同一极性。

Claims

1.一种轴间永磁耦合机构，其特征是：它包括有同轴设置的内永磁转子（1）和外永磁转子（2），外永磁转子（2）为圆筒形状，内永磁转子（1）位于外永磁转子（2）内腔中，内永磁转子（1）和外永磁转子（2）上分布有永磁体，内永磁转子（1）与外永磁转子（2）之间具有气隙（3）。

2.根据权利要求1所述的轴间永磁耦合机构，其特征是：该机构还包括有能够改变内永磁转子（1）和外永磁转子（2）的轴向相对位置的调节装置（4）。

3.根据权利要求1或2所述的轴间永磁耦合机构，其特征是：所述内永磁转子（1）上的永磁体包括有内主磁体（11）和内辅助磁体（12）；多个内主磁体（11）沿圆周分布，在相邻内主磁体（11）之间安置有由导磁材料制成的内导磁体（13），在每一个内导磁体（13）的内侧设置有一个内辅助磁体（12）；所述内主磁体（11）的磁极方向位于内永磁转子（1）的圆周方向上，并且相邻内主磁体（11）的磁极方向相向或相背；所述内辅助磁体（12）的磁极方向为内永磁转子（1）的径向，并且相邻内辅助磁体（12）的磁极方向相反；并且，与每一个内导磁体（13）相邻的两个内主磁体（11）和一个内辅助磁体（12），它们与同一内导磁体（13）接触的侧面处磁极均为同一极性。

4.根据权利要求1或2所述的轴间永磁耦合机构，其特征是：所述外永磁转子（2）上的永磁体包括有外主磁体（21）和外辅助磁体（22）；多个外主磁体（21）沿圆周分布，在相邻外主磁体（21）之间安置有由导磁材料制成的外导磁体（23），在每一个外导磁体（23）的外侧设置有一个外辅助磁体（22）；所述外主磁体（21）的磁极方向位于外永磁转子（2）的圆周方向上，并且相邻外主磁体（21）的磁极方向相向或相背；所述外辅助磁体（22）的磁极方向为外永磁转子（2）的径向，并且相邻外辅助磁体（22）的磁极方向相反；并且，与每一个外导磁体（23）相邻的两个外主磁体（21）和一个外辅助磁体（22），它们与同一外导磁体（23）接触的侧面处磁极均为同一极性。