CN105356723A - 一种高可靠性节能永磁调速机 - Google Patents

Abstract

本技术提供一种高可靠性节能永磁调速机,以克服现有永磁调速机结构复杂,制作工艺烦琐,效率不高等不足，并从本质上提高永磁调速机的可靠性。它包括驱动转子和被驱动转子；被驱动转子固定在与花键输出轴配合的花键套上；花键输出轴转动设置在定位轴承套上；在定位轴承套上设置有蜗轮蜗杆机构和用于驱动蜗杆转动的执行机构；花键套转动设置在调速轴承套上，在调速轴承套上固定有滑动导杆和丝杆；丝杆与同轴的蜗轮配合；滑动导杆与支撑定位轴承套的定位轴承座滑动配合；被驱动转子外周固定永磁体；驱动转子外周固定金属导体环；永磁体与金属导体环在径向相对，两者之间有间隙；通过执行机构驱动蜗轮蜗杆机构，改变永磁体与金属导体环的相对位置。

Description

一种高可靠性节能永磁调速机

技术领域

本技术属于机电领域，具体地说，是一种高可靠性节能永磁调速机。

背景技术

永磁调速机，包括同轴的驱动转子和被驱动转子；设置在输出轴上的被驱动转子外周固定永磁体；驱动转子外周固定金属导体环；永磁体与金属导体环在径向相对，并且两者之间有间隙；通过调节装置调节被驱动转子相对于驱动转子的轴向位置时，被驱动转子上的永磁铁就相对于金属导体环轴向移动，这样就改变了永磁铁与金属导体环在轴向相叠合的长度，也就改变了磁通量，从而改变传递的功率，实现调速目的。但现有的调节装置结构复杂，安装、调试困难，整体可靠低。

发明内容

本技术的目的是提供一种高可靠性节能永磁调速机,以克服现有永磁调速机结构复杂,制作工艺烦琐,效率不高等不足，并从本质上提高永磁调速机的可靠性。

本技术所述的高可靠性节能永磁调速机，包括同轴的驱动转子和被驱动转子；被驱动转子固定在与花键输出轴配合的花键套上；花键输出轴通过定位轴承转动设置在定位轴承套上；在定位轴承套上设置有蜗轮蜗杆机构和用于驱动蜗杆转动的执行机构；花键套通过调速轴承转动设置在调速轴承套上，在调速轴承套上固定有平行于花键输出轴的滑动导杆和丝杆；丝杆与同轴的蜗轮配合；滑动导杆在平行于花键输出轴轴线的方向上与支撑定位轴承套的定位轴承座滑动配合；被驱动转子外周固定永磁体；驱动转子外周固定金属导体环；永磁体与金属导体环在径向相对，并且两者之间有间隙；当通过执行机构驱动蜗杆，蜗轮转动，与蜗轮配合的丝杆带动调速轴承套、花键套、被驱动转子、永磁体相对于花键输出轴轴向移动，从而改变永磁体与金属导体环的相对位置。

上述的高可靠性节能永磁调速机，所述执行机构为电动执行机构和/或手动执行机构。电动执行机构、手动执行机构均为现有技术，同时配备电动执行机构和手动执行机构，可以有效防止意外情况下电动执行机构失效时，采用手动执行机构进行调速。

上述的高可靠性节能永磁调速机，所述执行机构为电动执行机构，电动执行机构具有用于控制电动执行机构动作的控制旋钮和用于远程控制电动执行机构动作的智能控制系统。控制旋钮可以用于现场控制，采用智能控制系统可以实现远程控制。

上述的高可靠性节能永磁调速机，金属导体环设置在外周具有散热片的钢骨架内表面，钢骨架与驱动转子相连；在驱动转子的周边且位于钢骨架的一侧处设置风叶；当风叶随驱动转子转动时，冷却风通过相邻散热片之间的缝隙和所述间隙后经风叶排出。采用具有散热片的钢骨架，散热更快。驱动转子上设置风叶，驱动转子转动，风叶转动形成风扇，吸入从散热片之间的缝隙、永磁体与金属导体环之间的间隙通过的冷却风并排出，对永磁体、金属导体环、钢骨架等强制冷却，有效防止高温失效。

上述的高可靠性节能永磁调速机，在散热片外周部与风叶外周部之间设置有用于把通过所述缝隙的冷却风导入风叶内的冷却风导流环。通过冷却风导流环进一步保证了冷却风能够通过冷却风导流环的内部到达风叶。

上述的高可靠性节能永磁调速机，花键输出轴上的花键位于靠近驱动转子的一端，用于罩住花键输出轴具有花键一端的花键防护罩与花键套的一侧密封连接。花键防护罩能够防止灰尘等杂质落入花键。

上述的高可靠性节能永磁调速机，永磁铁外表面与被驱动转子轴线成α夹角，α=1°～12°。

本技术的有益效果：本技术的高可靠性节能永磁调速机的调速装置位于定位轴承座的输出侧，内表面镶有金属导体环的驱动转子和被驱动转子位于定位轴承座的输入侧，用于带动驱动转子转动的电机输出轴可以通过联轴器与驱动转子连接，圆周上设置钕铁硼永磁体的被驱动转子安装在花键套上，花键套安装在花键输出轴花键端。当调速装置带动花键套作轴向移动时，被驱动转子也作轴向移动，这样就改变了驱动转子与被驱动转子之间的磁通量，当驱动转子与被驱动转子存在滑差时，驱动转子的金属导体环中的涡电流大小发生变化，涡电流产生的磁场大小也发生变化，相互作用的磁力大小随着变化，从而使输出扭矩发生变化，这样就实现了对负载调速的目的。本技术中的调速装置主要包括执行机构、蜗轮蜗杆机构、丝杆、调速轴承套、滑动导杆、定位轴承座等，执行机构动作，驱动蜗杆转动，与蜗杆配合的蜗轮转动，由于蜗轮不能轴向移动，因此与蜗轮配合的丝杆就（带动调速轴承套、调速装置、花键套、被驱动转子等）轴向移动，从而改变永磁体与金属导体环的相对位置，实现调速目的。滑动导杆与定位轴承座滑动配合，对丝杆和调速轴承套的移动起到可靠的导向作用。

该高可靠性节能永磁调速机具有可靠性高，成本低，节能效果显著，安装、调试、维修方便，实用性强等优点，在调速节能领域具有广阔应用前景。

附图说明

图1是高可靠性节能永磁调速机的结构示意图；

图2是高可靠性节能永磁调速机输出扭矩变小，负载转速下降示意图；

图3是驱动转子等的示意图；

图4是散热片等的放大示意图；

图5是被驱动转子等的示意图；

图6是花键套的示意图；

图7是涡轮涡杆减速机构等的示意图；

图8是图7的右视图；

图9是执行机构等的示意图；

图10是图9的右视图。

具体实施方式

为了详细说明本技术，下面结合附图作进一步的详述。

本技术的实现是基于这样的原理：当整块导体放在交变磁场中时，导体中会产生涡电流。涡电流产生的磁场与原交变磁场相互作用，产生磁相互作用。这种磁相互作用到旋转的被驱动转子上时产生扭矩，实现动力传递。

为实现上述目的，本技术采取了这样的技术方案，如附图1所示，本技术主要由风叶1、散热器2、钢骨架3、冷却风4、金属导体环5、永磁体6、被驱动转子7、电动执行机构8、涡轮涡杆减速机构9、涡杆10、丝杆11、轴承套12、定位轴承13、定位轴承内挡圈14、花键输出轴15、定位轴承外油盖16、定位轴承外挡圈17、滑动导杆18、定位轴承座19、定位轴承内油盖20、调速轴承内油盖21、调速轴承套22、调速轴承23、调速轴承外油盖24、花键套25、花键防护罩26、驱动转子27、电机联轴器28、风扇29、冷却风导流环30、散热器固定螺栓38、手轮31、电机及驱动32、指示窗33、接线盒34、智能控制系统35、现场控制旋钮36组成。

高可靠性节能永磁调速机的工作原理：

驱动转子27(图3所示)由钢骨架3、风扇29、外表面安装有散热器2（图4所示）、内表面安装有两个相隔一定距离的金属导体环5组成。被驱动转子7（图5所示）圆周外表面安装有永磁体6,被驱动转子7安装在花键套25(如图6所示)上。驱动转子27套在被驱动转子7外面，如图1所示。花键输出轴15花键端插入花键套25，为了防止灰尘，花键顶端安装有花键防护罩26。调速轴承套22通过调速轴承23、调速轴承内油盖21、调速轴承外油盖24安装在花键套25上。花键输出轴15通过轴承套12、定位轴承13、定位轴承内挡圈14、定位轴承外挡圈17、定位轴承内油盖20、定位轴承外油盖16安装在定位轴承座19上。电动执行机构8、涡轮涡杆减速机构9安装在定位轴承座19上。电动执行机构8的输出端与涡杆10连接。安装在定位轴承座19上的涡轮涡杆减速机构9(如图7、8所示)通过丝杆11与调速轴承套22连接。为了让调速轴承套22只作轴向移动，防止调速轴承套22旋转，设置了滑动导杆18，滑动导杆18一端与调速轴承套22连接，另一端穿过定位轴承座19上所对应的孔，约束滑动导杆18只能沿定位轴承座19上所对应的孔滑动。

电动执行机构8由手轮31、电机及驱动32、指示窗33、接线盒34、智能控制系统35、现场控制旋钮36组成，如图9、10所示。手轮31用于手动控制，当转动手轮31时，电动执行机构8通过涡轮涡杆减速机构9带动丝杆11作轴向移动，与丝杆11连接的调速轴承套22带动被驱动转子7同时作轴向移动。电动控制时，电动执行机构8的电机驱动涡轮涡杆减速机构9，同理使被驱动转子7同时作轴向移动。电动执行机构8可以通过现场控制旋钮36、指示窗33进行现场控制，也可以通过智能控制系统35远程控制。

如图2所示，当电动执行机构8驱动被驱动转子7向右移动时，即向负载侧移动，磁通量变小，涡电流相应变小，涡电流产生的磁场变弱，涡电流产生的磁场与被驱动转子圆周上的永磁体磁场相互作用，磁力变弱，输出扭矩变小，负载转速下降。反之，负载转速上升。

当调速装置带动被驱动转子向负载端移动时，磁通量变小，涡电流相应变小，涡电流产生的磁场变弱，涡电流产生的磁场与被驱动转子圆周上的永磁体磁场相互作用，磁力变弱，输出扭矩变小，负载转速下降。当调速装置带动被驱动转子向电机端移动时，磁通量变大，涡电流相应变大，涡电流产生的磁场变强，涡电流产生的磁场与被驱动转子圆周上的永磁体磁场相互作用，磁力变强，输出扭矩变大，负载转速升高。这样就实现了无级调速。

高可靠性节能永磁调速机运行时，涡电流会产生的热量。为了带走涡电流所产生的热量，驱动转子27设有风扇29、外表面安装有散热器2，散热器2由散热器固定螺栓31固定在钢骨架3上。一部分冷却风4将散热器2的热量带走，另一部分冷却风4由风叶1将冷却风4从金属导体环5和被驱动转子7之间的间隙抽出。冷却风4从金属导体环5和被驱动转子7之间的间隙流过时，直接将金属导体环5里涡电流所产生的热量带走。为了使风叶1抽风效果更好，设计了冷却风导流环30。

为了提高节能永磁调速机的可靠性，被驱动转子7外表面设计成圆锥台形，被驱动转子7外表面与轴线成一α夹角，α夹角1°～12°。

Claims (7)

1.一种高可靠性节能永磁调速机，包括同轴的驱动转子和被驱动转子；其特征是：被驱动转子固定在与花键输出轴配合的花键套上；花键输出轴通过定位轴承转动设置在定位轴承套上；在定位轴承套上设置有蜗轮蜗杆机构和用于驱动蜗杆转动的执行机构；花键套通过调速轴承转动设置在调速轴承套上，在调速轴承套上固定有平行于花键输出轴的滑动导杆和丝杆；丝杆与同轴的蜗轮配合；滑动导杆在平行于花键输出轴轴线的方向上与支撑定位轴承套的定位轴承座滑动配合；被驱动转子外周固定永磁体；驱动转子外周固定金属导体环；永磁体与金属导体环在径向相对，并且两者之间有间隙；当通过执行机构驱动蜗杆，蜗轮转动，与蜗轮配合的丝杆带动调速轴承套、花键套、被驱动转子、永磁体相对于花键输出轴轴向移动，从而改变永磁体与金属导体环的相对位置。

2.如权利要求1所述的高可靠性节能永磁调速机，其特征是：所述执行机构为电动执行机构和/或手动执行机构。

3.如权利要求1所述的高可靠性节能永磁调速机，其特征是：所述执行机构为电动执行机构，电动执行机构具有用于控制电动执行机构动作的控制旋钮和用于远程控制电动执行机构动作的智能控制系统。

4.如权利要求1所述的高可靠性节能永磁调速机，其特征是：金属导体环设置在外周具有散热片的钢骨架内表面，钢骨架与驱动转子相连；在驱动转子的周边且位于钢骨架的一侧处设置风叶；当风叶随驱动转子转动时，冷却风通过相邻散热片之间的缝隙和所述间隙后经风叶排出。

5.如权利要求4所述的高可靠性节能永磁调速机，其特征是：在散热片外周部与风叶外周部之间设置有用于把通过所述缝隙的冷却风导入风叶内的冷却风导流环。

6.如权利要求1所述的高可靠性节能永磁调速机，其特征是：花键输出轴上的花键位于靠近驱动转子的一端，用于罩住花键输出轴具有花键一端的花键防护罩与花键套的一侧密封连接。

7.如权利要求1所述的高可靠性节能永磁调速机，其特征是：永磁铁外表面与被驱动转子轴线成α夹角，α=1°～12°。