CN104052217A - 一种盘式永磁调速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种盘式永磁调速器，包括分体且共轴的第一轴和第二轴，第一轴端通过调速机构连接滑块和导体盘，导体盘为导电性能良好的材料，第二轴端通过负载连接盘连接永磁转盘，永磁转盘上安装永磁体，永磁体置于导体盘之间，本发明简化了永磁转子结构，只设有一个永磁转盘，在满足气隙调节的基础上极大地减轻了永磁转子的重量，在转动过程中更加平稳，从而降低了机械摩擦和磨损，避免了振动的干扰，减少了传动部件的损耗，隔离了振动也降低了噪声，同时安装调试比较简单，无需精密对中允许一定的轴向窜动，气隙大小控制更精确，两种调速机构的设计，可改变输出的转速，实现调速节能的目的。

Description

一种盘式永磁调速器

技术领域

本发明涉及一种永磁调速装置，具体涉及一种通过调整永磁转子与导体转子之间气隙达到调速节能目的的永磁调速器。 

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、液力调速器、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，噪声大。液力调速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，维护费用高。1998年美国MagnaDrive公司提出的中国发明申请98802726.7公开了一种可调节磁耦合器，它具有：安装在第一轴的两个导体转子和安装在第二轴的两个永磁转子，结构复杂，产品重量大，制造加工、安装调试困难，磁体端只能安装在负载侧，且在立式电机环境下不能良好应用，由于重量大运转稳定性受影响，也限制了应用场合。 

发明内容

针对上述问题及不足，本发明旨在提供一种大扭矩盘式永磁调速器，第二轴上只有一个永磁转子，结构简单、重量轻、安装调试方便、气隙大小控制更精确且产品可实现两轴互换，能够通过调整间隙大小改变扭矩大小，从而起到调速目的，延长设备使用寿命。 

为实现上述目的，本发明采取了如下技术方案： 

本发明的盘式永磁调速器，包括分体且共轴的第一轴和第二轴，第一轴套接在第一轴套内，第一轴套外套接调速机构、滑块Ⅰ、支撑架、滑块Ⅱ和限位盘，调速机构通过螺栓和滑块Ⅰ连接，支撑架安装在滑块Ⅰ和滑块Ⅱ之间，支撑架通过齿轮齿条机构连接滑块Ⅰ和滑块Ⅱ；滑块Ⅰ通过螺栓连接导体盘Ⅰ和钢盘Ⅰ，滑块Ⅱ通过螺栓连接导体盘Ⅱ和钢盘Ⅱ；限位盘安装在第一轴套远第一轴的一端； 

第二轴套接于在第二轴套内，第二轴套上安装负载连接盘，负载连接盘上安装连接杆，连接杆另一端连接永磁转盘，永磁转盘上安装永磁体，永磁体置于两个导体盘之间，永磁体磁极同轴套轴向一致，相邻永磁体磁极相反。 

所述调速机构包括轴承Ⅰ、轴承Ⅱ、轴承外套、滑动套和压盖，滑动套套接在第一轴套外，轴承Ⅰ和轴承Ⅱ安装在由滑动套、轴承外套和压盖组成的空间内。 

所述调速机构可采用另一种结构，包括轴承Ⅰ、轴承Ⅱ、内壳体、外壳体、滑动套、轴承压盖Ⅰ、轴承压盖Ⅱ；内壳体在外圆柱面上对称开有两条同方向螺旋状滑动槽，倒槽轴和倒槽滑套嵌套安装在内壳体的滑动槽内，外壳体与内壳体嵌套组装，并通过两对倒槽轴和倒槽滑套相连接；轴承Ⅰ置于内壳体中，由轴承压盖Ⅰ固定轴承外圈，由锁紧螺母Ⅰ固定轴承Ⅰ内圈；轴承Ⅱ置于外壳体中，由轴承压盖Ⅱ固定轴承Ⅱ外圈，由锁紧螺母Ⅱ固定轴承Ⅱ内圈；锁紧螺母Ⅰ安装在第一轴轴肩上，锁紧螺母Ⅱ安装在滑动套上，滑动套和滑块Ⅰ通过螺栓连接。 

所述限位盘通过螺纹与第一轴套连接，并通过锁紧圆螺母固定。 

钢盘Ⅰ和钢盘Ⅱ上设有导热性能良好的铝合金散热片。 

第一轴套和第一轴之间、第二轴套和第二轴之间通过胀紧套或者键连接。 

负载连接盘上设置减重通风孔。 

所述永磁转盘上开有一圈安装孔，永磁体设在安装孔内，所述永磁体形状可为扇形、矩形、椭圆形或圆形的一种。 

所述第一轴套上的调速机构可以为滑槽结构。 

轴套和第二轴之间采用小间隙配合加胀紧连接套方式连接紧固或者键连接；轴套一端套接在第二轴外，轴套另一端与负载连接盘连接，负载连接盘通过连接杆与永磁转盘连接，保证同步转动。 

与现有技术相比，本发明的有益效果是： 

永磁转盘上的磁体分N、S极相邻排布，磁力线穿过两导体盘，当导体盘与永磁转盘之间相对运动时，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；间隙越小，传递的扭矩越大。当不调速时，导体盘与永磁转盘之间保持设定间隙；当调速时，在调速机构作用下通过齿轮齿条机构带动两滑块沿轴向反向移动，从而带动两导体盘沿轴向反向移动，当导体盘与永磁转盘之间间隙变化时，改变输出的转速，即可改变两者之间传递的扭矩，实现平稳的、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；同时安装调试比较简单，允许一定轴向窜动且所述第一轴和第二轴可以互为输入或输出轴。 

本发明实现了转矩的无接触传递，结构简单，制造加工方便，重量轻，电机侧和负载侧可互换安装，由于永磁转子上只设有一个永磁转盘，极大地减轻了永磁转子的重量，使第二轴的受力情况得以改善，在转动过程中更加平稳，从而降低了机械摩擦和磨损，避免了振动的干扰，减少了传动部件的损耗，隔离了振动也降低了噪声，同时安装调试比较简单，无需精密对中允许一定的轴 向窜动，气隙大小控制更精确。 

附图说明

图1是本发明盘式永磁调速器的剖视图； 

图2是本发明盘式永磁调速器永磁转盘上永磁体的安装示意图； 

图3是本发明盘式永磁调速器齿轮齿条机构示意图； 

图4是本发明盘式永磁调速器负载侧三维示意图； 

图5是本发明盘式永磁调速器内壳体螺旋滑槽三维示意图。 

图6是本发明盘式永磁调速器另外一种调速机构剖视图； 

图中：1.第一轴；2.胀紧套Ⅰ；3.第一轴套；5.轴承Ⅰ；6.轴承外套；7.滑动套；8.轴承Ⅱ；9.压盖；10.滑块Ⅰ；12.齿轮齿条机构；13.支撑架；14.钢盘Ⅰ；15.导体盘Ⅰ；17.永磁体；18.永磁转盘；19.导体盘Ⅱ；20.钢盘Ⅱ；22.连接杆；23.滑块Ⅱ；25.负载连接盘；26.限位盘；29.第二轴套；30.胀紧套Ⅱ；31.第二轴；32.倒槽滑套；33.倒槽轴；34.锁紧螺母Ⅰ；35.内壳体；36.轴承压盖Ⅰ；37.锁紧螺母Ⅱ；38.外壳体；39.轴承压盖Ⅱ；40.螺栓。 

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。 

实施例1 

参见图1-图5，本发明的盘式永磁调速器，包括分体且共轴的第一轴1和第二轴，第一轴1套接在第一轴套3内，第一轴套3外套接调速机构、滑块Ⅰ、支撑架、滑块Ⅱ和限位盘，调速机构通过螺栓和滑块Ⅰ连接，支撑架安装在滑块Ⅰ和滑块Ⅱ之间，支撑架通过齿轮齿条机构连接滑块Ⅰ和滑块Ⅱ；滑块Ⅰ通过螺栓连接导体盘Ⅰ和钢盘Ⅰ，滑块Ⅱ通过螺栓连接导体盘Ⅱ和钢盘Ⅱ；限位盘安装在第一轴套3远第一轴1的一端； 

第二轴套接于在第二轴套内，第二轴套上安装负载连接盘，负载连接盘上 安装连接杆，连接杆另一端连接永磁转盘，永磁转盘上安装永磁体，永磁体置于两个导体盘之间，永磁体磁极同轴套轴向一致，相邻永磁体磁极相反。 

所述调速机构包括轴承Ⅰ5、轴承Ⅱ8、轴承外套6、滑动套7和压盖9，滑动套7套接在第一轴套3外，轴承Ⅰ5和轴承Ⅱ8安装在由滑动套7、轴承外套6和压盖9组成的空间内。 

所述限位盘26通过螺纹与第一轴套3连接，并通过锁紧圆螺母固定。 

钢盘Ⅰ14和钢盘Ⅱ20上设有导热性能良好的铝合金散热片。 

第一轴套3和第一轴1之间、第二轴套29和第二轴31之间通过胀紧套或者键连接。 

负载连接盘25上设置减重通风孔。 

参见图2，永磁转盘18上开有一圈安装孔，永磁体17设在安装孔内，所述永磁体17形状可为扇形、矩形、椭圆形或圆形的一种。 

第二轴套29和第二轴31之间采用小间隙配合加胀紧连接套方式连接紧固或者键连接；第二轴套29一端套接在第二轴31外，第二轴套29另一端与负载连接盘25连接，负载连接盘25上开有减重通风孔，负载连接盘25通过连接杆22与永磁转盘18连接，保证同步转动。 

永磁转盘18上的永磁体17分N、S极相邻排布，磁力线穿过两侧的导体盘15和19，当永磁转盘18与导体盘15、19相对运动时，导体盘15和19切割磁力线，在两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。当不调速时，两导体盘与永磁转盘18之间保持设定间隙，保持一定输出转速；当调速时，在电动执行器或拉杆机构作用下通过齿轮齿条机构12带动两滑块10和23沿轴向反向移动，从 而带动两导体盘15和19沿轴向反向移动，当导体盘与永磁转盘18之间间隙发生变化时，改变输出的转速，即可改变两者之间传递的扭矩，实现平稳的、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；同时安装调试比较简单，允许一定轴向窜动且所述第一轴1和第二轴31可以互为输入或输出轴。 

本发明实现了转矩的无接触传递，结构简单，制造加工方便，重量轻，电机侧和负载侧可互换安装，由于永磁转子端只设有一个永磁转盘18，极大地减轻了永磁转子端的重量，使第二轴31的受力情况得以改善，在转动过程中更加平稳，从而降低了机械摩擦和磨损，避免了振动的干扰，减少了传动部件的损耗，隔离了振动也降低了噪声，同时安装调试比较简单，无需精密对中允许一定的轴向窜动，气隙大小控制更精确。 

实施例2 

参见图5和图6，本发明的盘式永磁调速器的第一轴套3上的调速机构可以为滑槽结构，包括轴承Ⅰ5、轴承Ⅱ8、内壳体35、外壳体38、滑动套7、轴承压盖Ⅰ36、轴承压盖Ⅱ39；内壳体35在外圆柱面上对称开有两条同方向螺旋状滑动槽，倒槽轴33和倒槽滑套32嵌套安装在内壳体35的滑动槽内，外壳体38与内壳体35嵌套组装，并通过两对倒槽轴33和倒槽滑套32相连接；轴承Ⅰ5置于内壳体35中，由轴承压盖Ⅰ36固定轴承Ⅰ5外圈，由锁紧螺母Ⅰ34固定轴承Ⅰ5内圈；轴承Ⅱ8置于外壳体38中，由轴承压盖Ⅱ39固定轴承Ⅱ8外圈，由锁紧螺母Ⅱ37固定轴承Ⅱ8内圈；锁紧螺母Ⅰ34安装在第一轴1轴肩上，锁紧螺母Ⅱ37安装在滑动套7上，滑动套7和滑块Ⅰ10通过螺栓连接。当不调速时，两导体盘15、19与永磁转盘18之间保持设定间隙，保持一定输出转速；当调速时，外壳体38在电动执行器或拉杆机构作用下沿滑槽一边旋转一边产生 轴向移动，外壳体38与内壳体35脱开设定距离，带动两滑块10、23沿轴向反向移动，从而带动两导体盘15、19沿轴向反向移动，当导体盘15、19与永磁转盘18之间间隙发生变化时，改变输出的转速，即可改变两者之间传递的扭矩，实现平稳的、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；同时安装调试比较简单，允许一定轴向窜动且所述第一轴1和第二轴31可以互为输入或输出轴。 

Claims (9)

1.一种盘式永磁调速器，包括分体且共轴的第一轴和第二轴，其特征在于：第一轴套接在第一轴套内，第一轴套外套接调速机构、滑块Ⅰ、支撑架、滑块Ⅱ和限位盘，调速机构通过螺栓和滑块Ⅰ连接，支撑架安装在滑块Ⅰ和滑块Ⅱ之间，支撑架通过齿轮齿条机构连接滑块Ⅰ和滑块Ⅱ；滑块Ⅰ通过螺栓连接导体盘Ⅰ和钢盘Ⅰ，滑块Ⅱ通过螺栓连接导体盘Ⅱ和钢盘Ⅱ；限位盘安装在第一轴套远第一轴的一端；

第二轴套接于在第二轴套内，第二轴套上安装负载连接盘，负载连接盘上安装连接杆，连接杆另一端连接永磁转盘，永磁转盘上安装永磁体，永磁体置于两个导体盘之间，永磁体磁极同轴套轴向一致，相邻永磁体磁极相反。

2.根据权利要求1所述的盘式永磁调速器，其特征在于：所述调速机构包括轴承Ⅰ、轴承Ⅱ、轴承外套、滑动套和压盖，滑动套套接在第一轴套外，轴承Ⅰ和轴承Ⅱ安装在由滑动套、轴承外套和压盖组成的空间内。

3.根据权利要求1所述的盘式永磁调速器，其特征在于：所述调速机构包括轴承Ⅰ、轴承Ⅱ、内壳体、外壳体、滑动套、轴承压盖Ⅰ、轴承压盖Ⅱ；内壳体在外圆柱面上对称开有两条同方向螺旋状滑动槽，倒槽轴和倒槽滑套嵌套安装在内壳体的滑动槽内，外壳体与内壳体嵌套组装，并通过两对倒槽轴和倒槽滑套相连接；轴承Ⅰ置于内壳体中，由轴承压盖Ⅰ固定轴承Ⅰ外圈，由锁紧螺母Ⅰ固定轴承Ⅰ内圈；轴承Ⅱ置于外壳体中，由轴承压盖Ⅱ固定轴承Ⅱ外圈，由锁紧螺母Ⅱ固定轴承Ⅱ内圈；锁紧螺母Ⅰ安装在第一轴轴肩上，锁紧螺母Ⅱ安装在滑动套上，滑动套和滑块Ⅰ通过螺栓连接。

4.根据权利要求1所述的盘式永磁调速器，其特征在于：所述限位盘通过螺纹与第一轴套连接，并通过锁紧圆螺母固定。

5.根据权利要求1所述的盘式永磁调速器，其特征在于：钢盘Ⅰ和钢盘Ⅱ上设有导热性能良好的铝合金散热片。

6.根据权利要求1所述的盘式永磁调速器，其特征在于：第一轴套和第一轴之间、第二轴套和第二轴之间通过胀紧套或者键连接。

7.根据权利要求1所述的盘式永磁调速器，其特征在于：负载连接盘上设置减重通风孔。

8.根据权利要求1所述的盘式永磁调速器，其特征在于：所述永磁转盘上开有一圈安装孔，永磁体设在安装孔内，所述永磁体形状可为扇形、矩形、椭圆形或圆形的一种。

9.根据权利要求1所述的盘式永磁调速器，其特征在于：所述第一轴套上的调速机构可以为滑槽结构。