CN105429426B - 一种聚磁式磁力耦合器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚磁式磁力耦合器，涉及永磁传动装置技术领域。本发明的聚磁式磁力耦合器，包括设在驱动轴上的两个盘式导体转子和设在从动轴上的永磁转子，所述盘式导体转子为空腔结构，所述永磁转子设在所述导体转子的空腔内部，所述永磁转子为环状铁芯，所述铁芯内部设置有切向永磁磁钢，用以向永磁转子两侧的导体转子提供轴向磁通，所述永磁转子远离或者靠近所述从动轴的外表面表贴有径向永磁磁钢，用于增加永磁转子的轴向磁通，所述径向永磁磁钢的外侧表贴有导体环，使得径向永磁磁钢的磁通形成回路。本发明提出的聚磁式磁力耦合器，能够克服以往耦合器占地面积大、结构不够紧凑、传动效率低的问题。

Description

一种聚磁式磁力耦合器
技术领域
本发明涉及永磁传动装置技术领域，尤其涉及一种聚磁式磁力耦合器。
背景技术
在大型采矿、石油化工、电力及冶金等行业中，由于节能环保的需要，磁力耦合器的应用越来越广泛。磁力耦合器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，可在线调节负载的转速，以满足系统实际运行需要，实现调速节能，节能率10％～65％。
现有的磁力耦合器主要有筒形磁力耦合器和盘状磁力耦合器，筒形磁力耦合器的永磁体采用径向充磁，导体转子在径向沿圆周方向切割磁力线，通过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。盘状磁力耦合器的永磁体采用轴向充磁，导体转子在端面切割磁力线，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，进而实现对负载的调速。
但是上述的磁力耦合器的占地面积大，不够高效，因此，需要设计更高效、紧凑合理的磁力耦合器。
磁路结构的设计是磁力耦合器技术的关键，磁路性能的优劣直接影响到磁力耦合器的体积、制造成本及工作性能，当前的盘状磁力耦合器的磁路结构为：在盘形转子端面表贴永磁磁钢，该永磁磁钢为轴向充磁。近年来，随着高性能永磁磁钢的广泛使用，磁路结构的优化设计也得到了飞速发展，各种新型磁路结构也不断涌现，将新型磁路结构应用于磁力耦合装置，开发出更高效、更小体积、传递更大转矩的新型永磁耦合器，已经成为各大厂商的追求目标。
发明内容
本发明的目的在于提出一种聚磁式磁力耦合器，结构紧凑合理，占地面积小，能够提高传动转矩。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种聚磁式磁力耦合器，包括设在驱动轴上的两个盘式导体转子和设在从动轴上的永磁转子，所述盘式导体转子为空腔结构，所述永磁转子设在所述导体转子的空腔内部，所述永磁转子为环状铁芯，所述铁芯内部设置有切向永磁磁钢，用以提供永磁转子轴向的磁通，所述永磁转子远离或者靠近所述从动轴的外表面表贴有径向永磁磁钢，用于增加永磁转子的轴向磁通，所述径向永磁磁钢的外侧表贴有导体环，使得径向永磁磁钢的磁通形成闭合回路。
进一步的技术方案，所述永磁转子远离和靠近所述从动轴的外表面上均表贴有径向永磁磁钢。
进一步的技术方案，所述永磁转子的内部设置有多个所述切向永磁磁钢，所述切向永磁磁钢的充磁方向为沿所述永磁转子的切向充磁，相邻的所述切向永磁磁钢的同极性表面相对。
进一步的技术方案，所述径向永磁磁钢位于相邻的所述切向永磁磁钢之间的磁极区域，所述径向永磁磁钢与永磁转子相接触的表面上的极性和与其相邻的两个切向永磁磁钢的相对表面的极性相同。
进一步的技术方案，所述导体转子包括两个由连杆机构连接的相对的铁芯圆盘，所述铁芯圆盘的内壁上分别表贴有导体层，所述导体层和永磁转子之间留有轴向气隙。
进一步的技术方案，所述导体层是由铜或铝制成。
本发明的有益效果：
本发明提出的聚磁式磁力耦合器，设有切向永磁磁钢和径向永磁磁钢，永磁转子上的磁通不仅包括切向永磁磁钢产生的磁通，还包括径向永磁磁钢的磁通，径向永磁磁钢的磁通对永磁转子提供额外的轴向磁通，有助于提高永磁耦合器的传动转矩，使得结构更加紧凑，在保持同样的外型的尺寸下，能传递更高的转矩。
附图说明
图1是本发明提供的磁力耦合器的径向剖视图；
图2是图1中A-A向的结构示意图。
其中，1、导体转子；2、永磁转子；3、切向永磁磁钢；4、径向永磁磁钢；5、导体环；6、铁芯圆盘；7、连杆机构；8、导体层。
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。
本发明中切向永磁磁钢3的N极指向S极的方向与永磁转子2的切向方向相同，径向永磁磁钢4的N极指向S极的方向与永磁转子2的径向方向相同。
如图1和图2所示，一种聚磁式磁力耦合器，包括设在驱动轴上的导体转子1和设在从动轴上的永磁转子2，导体转子1为空腔结构，永磁转子2设在导体转子1的空腔内部，永磁转子2为环状铁芯，铁芯内部设置有切向永磁磁钢3，用以提供永磁转子2轴向的磁通，永磁转子2远离从动轴的外表面和靠近从动轴的外表面上均表贴有径向永磁磁钢4，用于提供永磁转子2轴向磁通的聚磁，径向永磁磁钢4的外侧表贴有导体环5，使得聚磁磁通形成闭合回路。径向永磁磁钢4-1、4-2对永磁转子2提供额外的轴向聚磁磁通，有助于提高耦合器的传动转矩，使得结构更加紧凑，在保持同样的外型的尺寸下，能传递更高的转矩。
永磁转子2的内部设置有多个切向永磁磁钢3，切向永磁磁钢3的充磁方向为沿永磁转子2的切向充磁，N极指向S极的方向与永磁转子2的切向方向相同，相邻的切向永磁磁钢3的同极性表面相对。
径向永磁磁钢4位于相邻的切向永磁磁钢3之间的区域，径向永磁磁钢4与永磁转子2相接触的表面上的极性和与其相邻的两个切向永磁磁钢3的相对表面的极性相同，使得永磁转子2能够获得更多的磁通。
导体转子1包括两个由连杆机构7连接的相对的铁芯圆盘6，铁芯圆盘6的内壁上表贴有导体层8，导体层8和永磁转子2之间留有气隙，导体层8是由铜或铝制成。
切向永磁磁钢3产生的磁通，从其N极出发，分别经永磁转子2向两侧出发，分别经永磁转子2与导体层8之间的气隙、穿过导体层8，到达导体转子1，然后经导体层8、永磁转子2与导体层8之间的气隙、返回到永磁转子2，最后到达切向永磁磁钢3的S极，形成闭合回路。
径向磁永磁磁钢的磁通走向为：永磁磁通从径向永磁磁钢4的N极出发，分别经永磁转子2与导体层8之间的气隙、穿过导体层8，到达导体转子1，然后经导体层8、永磁转子2与导体层8之间的气隙、返回到永磁转子2，最后到达切向式永磁磁钢的S极，然后经导体环5形成闭合回路。
显然，本发明的上述实施例仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种聚磁式磁力耦合器，包括设在驱动轴上的两个盘式导体转子(1)和设在从动轴上的永磁转子(2)，所述盘式导体转子(1)为空腔结构，所述永磁转子(2)设在所述导体转子(1)的空腔内部，其特征在于，所述永磁转子(2)为环状铁芯，所述铁芯内部设置有切向永磁磁钢(3)，用以提供永磁转子(2)轴向的磁通，所述永磁转子(2)远离或者靠近所述从动轴的外表面表贴有径向永磁磁钢(4)，用于增加永磁转子(2)的轴向磁通，所述径向永磁磁钢(4)的外侧表贴有导体环(5)，使得径向永磁磁钢(4)的磁通形成闭合回路。
2.根据权利要求1所述的聚磁式磁力耦合器，其特征在于，所述永磁转子(2)远离和靠近所述从动轴的外表面上均表贴有径向永磁磁钢(4-1、4-2)。
3.根据权利要求1或2所述的聚磁式磁力耦合器，其特征在于，所述永磁转子(2)的内部设置有多个所述切向永磁磁钢(3)，所述切向永磁磁钢(3)的充磁方向为沿所述永磁转子(2)的切向充磁，相邻的所述切向永磁磁钢(3)的同极性表面相对。
4.根据权利要求3所述的聚磁式磁力耦合器，其特征在于，所述径向永磁磁钢位于相邻的所述切向永磁磁钢(3)之间的磁极区域，所述径向永磁磁钢(4)与永磁转子(2)相接触的表面上的极性和与其相邻的两个切向永磁磁钢(3)的相对表面的极性相同。
5.根据权利要求1或2所述的聚磁式磁力耦合器，其特征在于，所述导体转子(1)包括两个由连杆机构(7)连接的相对的铁芯圆盘(6)，所述铁芯圆盘(6)的内壁上分别表贴有导体层(8)，所述导体层(8)和永磁转子(2)之间留有轴向气隙。
6.根据权利要求5所述的聚磁式磁力耦合器，其特征在于，所述导体层(8)是由铜或铝制成。
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