CN104852550B - 一种爪极聚磁式永磁调速器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种爪极聚磁式永磁调速器，包括设置在主动轴上的空心的导体转子和设置在从动轴上通过爪极组件固定连接的永磁转子，所述永磁转子设置在导体转子内部，且永磁转子外壁与导体转子内壁之间设有径向气隙，所述爪极组件的中心部位开设有用于从动轴穿设的通孔，所述从动轴与通孔之间设有环形间隙，所述从动轴上滑动设置有与所述环形间隙相适配的导磁轭，通过所述导磁轭进入或者远离所述环形间隙来进行扭矩传递大小的调节；本发明提供一种爪极聚磁式永磁调速器，其通过调节导磁轭来调节永磁转子通过径向气隙的有效磁通，所需要的作用力小，结构简单紧凑，调节方便，所需调节空间小。

Description

一种爪极聚磁式永磁调速器

技术领域

本发明涉及驱动调速装置，尤其涉及一种爪极聚磁式永磁调速器。

背景技术

永磁调速装置广泛地应用在大型采矿、石油化工、电力及冶金等行业中。永磁调速装置能适应各种恶劣环境，包括电网电压波动大、谐波严重、易燃易爆、潮湿、粉尘等场所。永磁调速装置的作用在于：可在线调节负载的转速以满足系统实际运行需要，且节能环保，节能率10％～65％。

现有的永磁调速器主要有筒形永磁调速器和盘式永磁调速器。如专利CN201410146528.X公开的是一种筒形调速器，其靠调节筒形永磁转子与筒形导体转子在轴线方向的相对位置，以改变永磁转子和导体转子耦合的有效部分，进而调节转矩，这种调节方式需要的较大的轴向空间以利于永磁转子和导体转子之间进行相对轴向的移动且需要消耗较大的用于推动轴向移动的动力；同样的如CN201410299482.5公开了一种盘式永磁调速器，其通过调节盘形永磁转子和导体转子之间的气隙来进行转矩的调节，同样需要较大的轴向空间以及消耗较大的动力以进行气隙的调节。上述永磁调速器在空间受限的地方难以应用。

发明内容

本发明提供一种爪极聚磁式永磁调速器，其通过调节导磁轭来调节永磁转子通过径向气隙的有效磁通，随着导磁轭不断靠近环形间隙，其与爪极组件以及永磁转子之间形成的磁路回路的磁阻越来越小，，使得越来越多的永磁磁通通过该回路，这部分磁通不参与转矩的传递，属于无效磁通，这样就使得传递的转矩逐渐减弱；相反，随着导磁轭远离环形间隙，传递的转矩逐渐增强，进而实现速度的调节。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种爪极聚磁式永磁调速器，包括主动轴和与主动轴同心且相对而设的从动轴，所述主动轴靠近从动轴的一端固定连接有空心的导体转子，所述从动轴靠近主动轴的一端通过爪极组件固定连接有永磁转子，所述永磁转子设置在导体转子内部，且永磁转子外壁与导体转子内壁之间设有径向气隙，所述爪极组件的中心部位开设有用于穿设从动轴的通孔，所述从动轴与通孔之间设有环形间隙，所述从动轴上滑动设置有与所述环形间隙相适配的导磁轭，通过所述导磁轭进入或者远离所述环形间隙来进行传递扭矩的大小的调节。

进一步的技术方案是，所述爪极组件包括前极爪盘和后极爪盘，所述前极爪盘和后极爪盘均圆心处开设有所述通孔，所述前极爪盘外圆周边缘均匀布置有前极爪，所述后极爪盘外圆周边缘均匀布置有后极爪，所述前极爪和所述后极爪交错设置，所述前极爪盘和所述后极爪盘上设置有相配合的第一连接孔。

进一步的技术方案是，前极爪盘和后极爪盘之间设置有轴向充磁的辅助永磁磁钢。

进一步的技术方案是，所述永磁磁钢为环状结构且其内圆直径与所述通孔内径相同，其外圆直径小于所述第一连接孔分布圆直径。

进一步的技术方案是，所述从动轴靠近主动轴一端设置有从动轴连接盘，所述从动轴连接盘上设置有与前极爪盘和后极爪盘的第一连接孔相配合的第二连接孔，前极爪盘和后极爪盘与所述从动盘通过第一连接孔、第二连接孔以及连接件固定连接。

进一步的技术方案是，所述主动轴靠近从动轴一端设置有主动轴连接盘，所述主动轴连接盘与所述导体转子通过连接件连接。

进一步的技术方案是，所述导体转子为空心筒状结构，所述导体转子内部侧壁粘结有导体层。

进一步的技术方案是，所述从动轴外侧套设有轴套所述轴套为静止件，所述导磁轭滑动设置在所述轴套上。

进一步的技术方案是，所述前极爪和所述后极爪外侧为燕尾型，所述永磁转子上设置有与所述前极爪和后极爪相适配的燕尾槽，所述前极爪和后极爪嵌入至燕尾槽内。

进一步的技术方案是，所述前极爪有四个，所述后极爪有4个，相邻的前极爪与后极爪之间的圆弧角度为45°。

本发明的有益效果为：

1、本发明提供一种爪极聚磁式永磁调速器，其通过调节导磁轭来调节永磁转子通过径向气隙的有效磁通，所需要的作用力小，结构简单紧凑，调节方便，所需调节空间小。

2、前极爪和后爪极在起到支撑固定永磁转子的同时，还通过轴向充磁的辅助永磁磁钢提供额外的助磁磁通，进一步增强了气隙磁场强度，提高其传递的转矩。

附图说明

图1为本发明实施例提供的爪极聚磁式永磁调速器的侧视图；

图2为图1中A-A剖视图；

图3为本发明实施例提供的爪极聚磁式永磁调速器的导磁轭处于不传递转矩时的极限位置；

图4和图5分别为本发明实施例提供的前极爪盘和后极爪盘的机构示意图；

图6为本发明实施例提供的爪极组件的机构示意图；

图7为本发明实施例提供的从动盘的侧视图；

图8为本发明实施例提供的从动盘的主视图。

图中：

1、主动轴；2、从动轴；3、导体转子；4、爪极组件；5、永磁转子；6、通孔；7、环形间隙；8、导磁轭；9、第一连接孔；10、辅助永磁磁钢；11、从动轴连接盘；12、第二连接孔；13、连接件；14、主动轴连接盘；15、导体层；16、轴套；41、前极爪盘；42、后极爪盘；43、前极爪；44、后极爪。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本实施例提供了一种爪极聚磁式永磁调速器，如图1和图2所示，包括主动轴1和与主动轴1同心且相对而设的从动轴2，所述主动轴1靠近从动轴2一端设置有主动轴连接盘14，优选的，主动轴1与主动轴连接盘14一体成型。所述主动轴连接盘14与空心导体转子3通过连接件13连接，优选的，所述连接件13为螺栓。所述导体转子3为空心筒状结构，所述导体转子3内部侧壁粘结有导体层15。优选的，所述导体层15为铜导体层。所述从动轴2靠近主动轴1一端设置有从动轴连接盘11，优选的，从动轴2与从动轴连接盘11一体成型。所述从动轴连接盘11通过爪极组件4固定连接有永磁转子5，所述永磁转子5为环状，所述永磁转子5设置在导体转子3内部，且永磁转子5外壁与导体转子3内壁之间设有径向气隙，所述永磁转子5均匀内置多个磁极方向为永磁转子5切向的转子永磁磁钢。

如图4-图6所示，所述爪极组件4包括前极爪盘41和后极爪盘42，所述前极爪盘41和后极爪盘42圆心处均开设有用于穿设从动轴2的通孔6，所述前极爪盘41外圆周边缘均匀布置有前极爪43，所述后极爪盘42外圆周边缘均匀布置有后极爪44，所述前极爪43和所述后极爪44交错设置，所述前极爪盘41和所述后极爪盘42上设置有相配合的第一连接孔9。所述从动轴连接盘11上设置有与前极爪盘41和后极爪盘42的第一连接孔9相配合的第二连接孔12，所述爪极组件4与所述从动盘通过第一连接孔9、第二连接孔12以及连接件13固定连接，优选的，所述第一连接件13为螺栓，如图7和图8所示。

同时参照图2，所述前极爪43和所述后极爪44外侧为燕尾型，所述永磁转子5上设置有与所述前极爪43和后极爪44相适配的燕尾槽，所述前极爪43和后极爪44嵌入至燕尾槽内以实现爪极组件4与永磁转子5之间的固定连接。本实施例中所述前极爪43有四个，所述后极爪44有4个，相邻的前极爪43与后极爪44之间的圆弧角度为45°

所述从动轴2与爪极组件4的通孔6(即前极爪盘41和后极爪盘42中心处的通孔6)之间设有环形间隙7，所述从动轴2上滑动设置有与所述环形间隙7相适配的导磁轭8，所述导磁轭8的高度不大于所述环形间隙7的高度。通过所述导磁轭8进入或者远离所述环形间隙7来进行传递扭矩的大小的调节。所述导磁轭8通过传动机构进行滑动运动，所述传动结构可以为多种形式，能够实现导磁轭8的往复直线运动即可。所述导磁轭8体积小，质量轻，因此调速时，所需要的作用力小，所需调速空间小，解决了传统筒形永磁调速器和盘式永磁调速器轴向空间占用较大和所需驱动力大的问题。

随着导磁轭8不断靠近环形间隙7，其与爪极组件4以及永磁转子5之间形成的磁路回路的磁阻越来越小，，使得越来越多的永磁磁通通过该回路，这部分磁通不参与转矩的传递，属于无效磁通，这样就使得传递的转矩逐渐减弱；相反，随着导磁轭8远离环形间隙7，传递的转矩逐渐增强，进而实现速度的调节。

如图3所示，为导磁轭8进入环形间隙7的极限位置，此时，导磁轭8与爪极组件4以及永磁转子5形成漏磁通路，由转子永磁磁钢产生的磁通全部通过漏磁通路路径，形成无效磁通，此时气隙磁通近乎为零，不进行转矩的传递。

前极爪盘41和后极爪盘42之间设置有轴向充磁的辅助永磁磁钢10。轴向充磁的辅助永磁磁钢10提供额外的助磁磁通，有助于缩小永磁调速器的体积，提高其传递的转矩。所述永磁磁钢为环状结构且其内圆直径与所述通孔6内径相同，其外圆直径小于所述第一连接孔9分布圆直径。

同理可知，当导磁轭8进入环形间隙7的极限位置，导磁轭8与爪极组件4以及辅助永磁磁钢10形成漏磁通路，由辅助永磁磁钢10产生的磁通全部通过漏磁通路路径，形成无效磁通，此时气隙磁通近乎为零，不进行转矩的传递。

进一步的，所述从动轴2为转动件，所述导磁轭8直接套设在转动的从动轴2上，不方便进行导磁轭8的移动调节，为此，在所述从动轴2外侧设置有轴套16，从动轴2从轴套16的内孔内穿过，轴套16为静止件，与外部固定基座或支架相连(图中未画出)，所述导磁轭8滑动设置在所述轴套16上。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种爪极聚磁式永磁调速器，包括主动轴(1)和与主动轴(1)同心且相对而设的从动轴(2)，所述主动轴(1)靠近从动轴(2)的一端固定连接有空心的导体转子(3)，所述从动轴(2)靠近主动轴(1)的一端通过爪极组件(4)固定连接有永磁转子(5)，所述永磁转子(5)设置在导体转子(3)内部，且永磁转子(5)外壁与导体转子(3)内壁之间设有径向气隙，其特征在于：所述爪极组件(4)的中心部位开设有用于穿设从动轴的通孔(6)，所述从动轴(2)与通孔(6)之间设有环形间隙(7)，所述从动轴(2)上滑动设置有与所述环形间隙(7)相适配的导磁轭(8)，通过所述导磁轭(8)进入或者远离所述环形间隙(7)来进行传递扭矩的大小的调节；

所述爪极组件(4)包括前极爪盘(41)和后极爪盘(42)，所述前极爪盘(41)和后极爪盘(42)圆心处均开设有所述通孔(6)，所述前极爪盘(41)外圆周边缘均匀布置有前极爪(43)，所述后极爪盘(42)外圆周边缘均匀布置有后极爪(44)，所述前极爪(43)和所述后极爪(44)交错设置，所述前极爪盘(41)和所述后极爪盘(42)上设置有相配合的第一连接孔(9)；

前极爪盘(41)和后极爪盘(42)之间设置有轴向充磁的辅助永磁磁钢(10)；

所述导体转子(3)为空心筒状结构，所述导体转子(3)内部侧壁粘结有导体层(15)。

2.根据权利要求1所述的爪极聚磁式永磁调速器，其特征在于：所述永磁磁钢(10)为环状结构且其内圆直径与所述通孔(6)内径相同，其外圆直径小于所述第一连接孔(9)分布圆直径。

3.根据权利要求1所述的爪极聚磁式永磁调速器，其特征在于：所述从动轴(2)靠近主动轴(1)一端设置有从动轴连接盘(11)，所述从动轴连接盘(11)上设置有与前极爪盘(41)和后极爪盘(42)的第一连接孔(9)相配合的第二连接孔(12)，前极爪盘(41)和后极爪盘(42)与所述从动轴(2)通过第一连接孔(9)、第二连接孔(12)以及连接件(13)固定连接。

4.根据权利要求1所述的爪极聚磁式永磁调速器，其特征在于：所述主动轴(1)靠近从动轴(2)一端设置有主动轴连接盘(14)，所述主动轴连接盘(14)与所述导体转子(3)通过连接件(13)连接。

5.根据权利要求1所述的爪极聚磁式永磁调速器，其特征在于：所述从动轴(2)外侧套设有轴套(16)，所述轴套(16)为静止件，所述导磁轭(8)滑动设置在所述轴套(16)上。

6.根据权利要求1所述的爪极聚磁式永磁调速器，其特征在于：所述前极爪(43)和所述后极爪(44)外侧为燕尾型，所述永磁转子(5)上设置有与所述前极爪(43)和后极爪(44)相适配的燕尾槽，所述前极爪(43)和后极爪(44)嵌入至燕尾槽内。

7.根据权利要求1中所述的爪极聚磁式永磁调速器，其特征在于：所述前极爪(43)有四个，所述后极爪(44)有4个，相邻的前极爪(43)与后极爪(44)之间的圆弧角度为45°。