CN105406687A - 永磁调速电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种永磁调速电机，包括：壳体；相对设置于壳体的内壁上的第一定子线圈组件和第二定子线圈组件；输出轴依次穿过第一定子线圈组件和第二定子线圈组件；内转子与输出轴相连，内转子与一调速机构连接，内转子包括第一永磁转子、第二永磁转子和中间盘，第一永磁转子、中间盘和第二永磁转子之间穿设多根与输出轴平行的传扭销，第一永磁转子、第二永磁转子和中间盘之间还设有气隙调节装置。本发明结构简单、使用方便，通过机械结构改变永磁转子与定子线圈组件的间隙，调节输出轴转速是机械调节,是一种可调节输出转速与功率的新型永磁电机，采用本结构能够避免电子器件劣变，可解决电机调速需依赖外置辅助设备的传统模式，市场需求广阔。

Description

永磁调速电机

技术领域

本发明涉及永磁电机，特别是涉及一种永磁调速电机。

背景技术

电机，是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置，它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。调速电机是利用改变电机的级数、电压、电流、频率等方法改变电机的转速，以使电机达到较高的使用性能的一种电机。现有的调速电机中需要用到很多电子器件，电子器件在长时间使用后，容易造成劣变，使用寿命较短。如何设计一种结构简单、使用方便且不容易发生劣变的调速电机是本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种永磁调速电机，用于解决现有技术中存在的上述问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种永磁调速电机，包括：壳体；相对设置于所述壳体的内壁上的第一定子线圈组件和第二定子线圈组件；输出轴，依次穿过所述第一定子线圈组件和所述第二定子线圈组件；内转子，与所述输出轴相连，所述内转子与一调速机构连接，所述内转子处于所述第一定子线圈组件和所述第二定子线圈组件之间；所述内转子包括第一永磁转子、第二永磁转子和中间盘，所述第一永磁转子和所述第一定子线圈组件相对设置且保持有间隙；所述第二永磁转子和所述第二定子线圈组件相对设置且保持有间隙；所述中间盘与所述输出轴固定连接并位于第一永磁转子和第二永磁转子之间，第一永磁转子和第二永磁转子均为可滑动地套接在输出轴上；第一永磁转子、中间盘和第二永磁转子之间穿设多根与输出轴平行的传扭销，第一永磁转子、第二永磁转子和中间盘之间还设有气隙调节装置，所述气隙调节装置包括一个齿轮和两根平行的齿条，两根齿条分别位于所述齿轮的两侧并与齿轮啮合，所述齿轮可转动地安装在中间盘上，其中一根齿条固定连接在第一永磁转子上，另一根齿条固定连接在第二永磁转子上。

优选地，所述调速机构包括一轴承座和一滑动外套，所述轴承座与输出轴之间设有轴承，所述轴承座的外圆柱面上设有螺旋槽，所述滑动外套的下端套在轴承座上，滑动外套上固定有滚子和摆臂，所述滚子插入轴承座的螺旋槽中，所述摆臂与一个电动执行器相连接，所述滑动外套的上端可滑动地套在输出轴上并通过紧固件与第二永磁转子相连接。

优选地，所述第一定子线圈组件和所述第二定子线圈组件均为多个设置于所述壳体的内壁上的线圈，多个所述线圈沿周向排列。

优选地，所述第一定子线圈组件和所述第二定子线圈组件均连接电源。

如上所述，本发明的永磁调速电机，具有以下有益效果：本发明利用两个定子线圈组件形成的磁场，与内转子配合，实现永磁耦合器的结构，两个定子线圈组件通电后，使两个永磁转子转动，且两个永磁转子带动输出轴转动；驱动调速机构500，使调速机构500带动第二永磁转子沿着轴向移动，由于设置了气隙调节装置，第二永磁转子沿着轴向移动的同时，第一永磁转子向着与第二永磁转子移动方向相反的方向移动，使两个永磁转子与相应的定子线圈组件的间隙同时变大或者变小，以实现对输出轴转速的调节；本发明结构简单、使用方便，是一种通过机械结构改变永磁转子与定子线圈组件的间隙，调节输出转速与功率的新型永磁电机，调节输出轴转速是机械调节，采用本发明的结构能够避免电子器件劣变，可解决电机调速需依赖外置辅助设备的传统模式，市场需求广阔。

附图说明

图1是本发明的永磁调速电机的壳体内部的结构剖视图。

图2是本发明的永磁调速电机的调速机构连接输出轴的结构剖视图。

图3是本发明的永磁调速电机的第一定子线圈组件的结构示意图。

图4是本发明的永磁调速电机的第一永磁转子的结构示意图。

图5是本发明的永磁调速电机的调速机构的立体结构示意图。

图6是本发明的永磁调速电机的内转子的分解结构示意图。

图7是本发明的永磁调速电机的内转子上气隙调节装置的结构示意图。

图8是本发明的永磁调速电机的内转子上传扭销的连接结构示意图。

元件标号说明

100壳体

210第一定子线圈组件

220第二定子线圈组件

200线圈

300输出轴

400内转子

410第一永磁转子

411第一永磁转子上的销孔

420第二永磁转子

421第二永磁转子上的销孔

430中间盘

431中间盘上的销孔

440齿条孔

450永磁体

500调速机构

510轴承座

511螺旋槽

520滑动外套

530滚子

540摆臂

610齿轮

620齿条

700传扭销

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明，本领域技术人员由此可以更清楚地了解本发明的其他优点及功效。

需要说明的是，说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，仅用以配合具体实施方式，供本领域技术人员更清楚地了解本发明的构思，并非用以限制本发明的保护范围。任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明的功效及目的达成的情况下，均应仍落在本发明的保护范围之内。为了便于描述，各部件的相对位置关系是根据说明书附图的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等的位置关系是根据说明书附图的布图方向来确定的。

如图1至图7所示，本发明提供一种永磁调速电机，包括：

壳体100；

相对设置于所述壳体100的内壁上的第一定子线圈组件210和第二定子线圈组件220，第一定子线圈组件210和所述第二定子线圈组件220均连接电源；

输出轴300，依次穿过所述第一定子线圈组件210和所述第二定子线圈组件220，输出轴300与负载设备相连接；

内转子400，与所述输出轴300相连，所述内转子400与一调速机构500连接，所述内转子400处于所述第一定子线圈组件210和所述第二定子线圈组件220之间；所述内转子400包括第一永磁转子410、第二永磁转子420和中间盘430，所述第一永磁转子410和所述第一定子线圈组件210相对设置且保持有间隙；所述第二永磁转子420和所述第二定子线圈组件220相对设置且保持有间隙，从而构成永磁耦合器；

所述第一定子线圈组件210和所述第二定子线圈组件220均为多个设置于所述壳体100的内壁上的线圈200，也就是说，第一定子线圈组件210和所述第二定子线圈组件220分别处于壳体100的内壁的两个相对的侧面上，壳体100的内壁的一个侧面上的多个所述线圈200沿周向排列。第一永磁转子410和第二永磁转子420的本体上均镶嵌多块永磁体450，永磁体450的N、S极沿着圆周方向交替排列，永磁耦合器的结构为现有技术，在此不做赘述。

所述中间盘430与所述输出轴300固定连接，从而传递扭矩。

中间盘430位于第一永磁转子410和第二永磁转子420之间，第一永磁转子410和第二永磁转子420均为可滑动地套接在输出轴300上；第一永磁转子410、中间盘430和第二永磁转子420之间穿设多根与输出轴300平行的传扭销700；本实施例中，其中一部分传扭销700固定在第一永磁转子410上，并与中间盘430上的销孔431、第二永磁转子420上的销孔421滑动配合，另一部分传扭销700固定在第二永磁转子420上，并与中间盘430上的销孔431、第一永磁转子410上的销孔411滑动配合。

第一永磁转子410、第二永磁转子420和中间盘430之间还设有气隙调节装置，所述气隙调节装置包括一个齿轮610和两根平行的齿条620，两根齿条620分别位于所述齿轮610的两侧并与齿轮610啮合，所述齿轮610可转动地安装在中间盘430上，其中一根齿条620的一端固定连接在第一永磁转子410上，另一端穿过中间盘430可插入第二永磁转子420上对应的齿条孔440中；另一根齿条620的一端固定连接在第二永磁转子420上，另一端穿过中间盘430可插入第一永磁转子410上对应的齿条孔440中。当第二永磁转子420受到外力远离或靠近中间盘430时，这种气隙调节装置可以保证第一永磁转子410也同步地远离或靠近中间盘430，从而保持内转子400两端的气隙相等。

上述传扭销700和气隙调节装置可以设置多组，沿圆周方向均布。

第一永磁转子410通过一个滑套可滑动地套接在输出轴300的上端，第二永磁转子420则通过轴承与一个调速机构500的上端相连接，调速机构500的作用就在于向第二永磁转子420施加外力，使其远离或靠近中间盘430，从而带动上述气隙调节装置动作，调节内转子400与相应的定子线圈组件之间的气隙。

本发明利用两个定子线圈组件形成的磁场，与内转子400配合，实现永磁耦合器的结构，两个定子线圈组件通电后，使两个永磁转子转动，且两个永磁转子带动输出轴300转动；驱动调速机构500，使调速机构500带动第二永磁转子420沿着轴向移动，由于设置了气隙调节装置，第二永磁转子420沿着轴向移动的同时，第一永磁转子410向着与第二永磁转子420移动方向相反的方向移动，使两个永磁转子与相应的定子线圈组件的间隙同时变大或者变小，以实现对输出轴300转速的调节；本发明结构简单、使用方便，是一种通过机械结构改变永磁转子与定子线圈组件的间隙，调节输出转速与功率的新型永磁电机，调节输出轴300转速是机械调节，采用本发明的结构能够避免电子器件劣变，可解决电机调速需依赖外置辅助设备的传统模式，市场需求广阔

所述调速机构500包括一轴承座510和一滑动外套520，所述轴承座510与输出轴300之间设有轴承，所述轴承座510的外圆柱面上设有螺旋槽511，所述滑动外套520的下端套在轴承座510上，滑动外套520上固定有滚子530和摆臂540，所述滚子530插入轴承座510的螺旋槽511中，并可以在螺旋槽511中滚动，不会发生卡死现象，工作更加可靠。所述摆臂540与一个电动执行器相连接，电动执行器驱动摆臂540，摆臂540可以带动滑动外套520转动，由于螺旋槽511的作用，滑动外套520转动的同时会产生轴向运动，而滑动外套520的上端可滑动地套在输出轴300上并通过轴承与第二永磁转子420相连接，因此，滑动外套520的转动可以推动第二永磁转子420远离或靠近中间盘430，调节内转子400与相应的定子线圈组件之间的气隙。

根据永磁偶合器的工作原理，调节内转子400与相应的定子线圈组件之间的气隙大小，可以调节内转子400与相应的定子线圈组件之间的滑差，进而达到无级平滑调速，实现高效节能。

当然，以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。除上述实施例外，本发明还可以有其它实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (4)

1.一种永磁调速电机，其特征在于，包括：

壳体(100)；

相对设置于所述壳体(100)的内壁上的第一定子线圈组件(210)和第二定子线圈组件(220)；

输出轴(300)，依次穿过所述第一定子线圈组件(210)和所述第二定子线圈组件(220)；

内转子(400)，与所述输出轴(300)相连，所述内转子(400)与一调速机构(500)连接，所述内转子(400)处于所述第一定子线圈组件(210)和所述第二定子线圈组件(220)之间；

所述内转子(400)包括第一永磁转子(410)、第二永磁转子(420)和中间盘(430)，所述第一永磁转子(410)和所述第一定子线圈组件(210)相对设置且保持有间隙；所述第二永磁转子(420)和所述第二定子线圈组件(220)相对设置且保持有间隙；

所述中间盘(430)与所述输出轴(300)固定连接并位于第一永磁转子(410)和第二永磁转子(420)之间，第一永磁转子(410)和第二永磁转子(420)均为可滑动地套接在输出轴(300)上；

第一永磁转子(410)、中间盘(430)和第二永磁转子(420)之间穿设多根与输出轴(300)平行的传扭销(700)；

第一永磁转子(410)、第二永磁转子(420)和中间盘(430)之间还设有气隙调节装置，所述气隙调节装置包括一个齿轮(610)和两根平行的齿条(620)，两根齿条(620)分别位于所述齿轮(610)的两侧并与齿轮(610)啮合，所述齿轮(610)可转动地安装在中间盘(430)上，其中一根齿条(620)固定连接在第一永磁转子(410)上，另一根齿条(620)固定连接在第二永磁转子(420)上。

2.根据权利要求1所述的永磁调速电机，其特征在于：所述调速机构(500)包括一轴承座(510)和一滑动外套(520)，所述轴承座(510)与输出轴(300)之间设有轴承，所述轴承座(510)的外圆柱面上设有螺旋槽(511)，所述滑动外套(520)的下端套在轴承座(510)上，滑动外套(520)上固定有滚子(530)和摆臂(540)，所述滚子(530)插入轴承座(510)的螺旋槽(511)中，所述摆臂(540)与一个电动执行器相连接，所述滑动外套(520)的上端可滑动地套在输出轴(300)上并通过紧固件与第二永磁转子(420)相连接。

3.根据权利要求1所述的永磁调速电机，其特征在于：所述第一定子线圈组件(210)和所述第二定子线圈组件(220)均为多个设置于所述壳体(100)的内壁上的线圈(200)，多个所述线圈(200)沿周向排列。

4.根据权利要求1所述的永磁调速电机，其特征在于：所述第一定子线圈组件(210)和所述第二定子线圈组件(220)均连接电源。