CN106655705A - 一种软启动永磁耦合器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及传动轴耦合驱动、动力拖动技术领域，具体地说是一种软启动永磁耦合器。静止状态，永磁盘和感应体之间位于位置L1。电机启动时,大转速差使永磁盘和感应体间形成的感应磁场最大。感应磁场力相互排斥。相互排斥的力大于永磁背板与驱动磁体相互吸引的力。从而推动感应体轴向移动至L2。感应体转速逐渐上升，转速差减小，磁感应力减小，永磁力增强，永磁力拉动两者之间的间隙逐渐变小，传递的扭矩增大,永磁体转速加快，最后达到额定转速。有益效果是，感应体相对于永磁盘对称布局，充分利用磁力线，传递扭矩的效率高；利用永磁力和感应磁力之间随转速差的变化，实现软启动的目的，具有传递效率高，软启动效果好的优点。
Description
技术领域
本发明涉及传动轴耦合驱动、动力拖动技术领域，具体地说是一种软启动永磁耦合器。
背景技术
现有电机一般采用直接启动，电机起动致使电流过大，影响其它设备的正常运行，严重的甚至可能危及电机及变压器的安全。
传统永磁耦合器，驱动盘和被驱动盘的位置是相对固定的。
并不能起到软启动的目的。
CN205178839U指出：在现有已知的延迟型磁力耦合器，都是双导体盘双磁体盘结构，磁场耦合强度的调节是磁耦合中产生的轴向磁力移动磁体盘而成的，且移动距离短(通常只有3-5毫米，磁耦合强度调节亦非渐进式，且延迟时间短，延迟效果非常有限，对于大惯量重负荷设备无法产生软启动效果，其结构中磁体盘和导体盘的耦合仅用了磁体的单面,而另一面用导磁钢板将磁力线封闭,永磁体的磁耦合性能只利用了一半。延迟效果不明显，从而达不到对负载设备在启动阶段起到延迟缓冲作用。
发明内容
针对现有技术中提到的技术问题，本发明提供一种软启动永磁耦合器。
本发明是通过以下方式实现的：
一种软启动永磁耦合器，主要由负载轴法兰(1)，感应体(17)，驱动磁体(7)，永磁盘(9)，转盘(10)，电机轴法兰(12)，螺栓一(8)组成；感应体(17)包括永磁背板(4)与固定于永磁背板(4)上的高磁通环板(6)；永磁盘(9)通过螺栓一(8)固定于转盘(10)上，形成半封闭的区域，将感应体(17)的径向面和周向面包裹其中，高磁通环板(6)面向永磁盘(9)固定。
其特征在于还包括：滑动轴(3)，中间盘(13)，螺栓二(14)；中间盘(13)通过螺栓二(14)紧固在负载轴法兰(1)上；滑动轴(3)穿过中间盘(13)和永磁背板(4)上的插入孔(15)，固定于负载轴法兰(1)的固定孔(16)中；感应体(17)可沿滑动轴(3)在位置L1和L2之间滑动；两组感应体(17)相对于永磁盘(9)对称布局；其中一组感应体(17)包裹于所述的半封闭区域中。
本发明利用电磁感应作用原理：
在本发明的静止状态，永磁盘(9)和感应体(17)之间位于在初始位置L1，两者的空气间隙为最小间距L1。
当电机启动后,与电机连接的永磁盘(9)很快达到电机的额定转速,此时，感应体(17)处于刚启动状态，巨大的转速差使得永磁盘(9)和感应体(17)之间形成的感应磁场最大。感应磁场力相互排斥。
感应体(17)上的永磁背板(4)与驱动磁体(7)之间已产生相互吸引的磁力。
电机启动之初，感应磁场相互排斥的力大于永磁背板(4)与驱动磁体(7)相互吸引的力。从而推动感应体(17)轴向向外移动，达到位置L2，此时扭矩传递能力减小；当感应体(17)转速逐渐上升，转速差越来越小，永磁盘(9)和感应体(17)之间产生的磁感应力减小，永磁盘(9)与永磁背板(4)之间的磁力渐渐增强，从而表现为永磁力拉动两者之间的间隙逐渐变小。随着间隙减小,传递的扭矩增大,与负载连接的永磁体转动速度逐渐加快,最后达到一个额定速度运行速度。
本发明的有益效果是：
感应体(17)相对于(9)永磁盘(9)对称布局，充分利用磁力线，传递扭矩的效率高；利用永磁力和感应磁力之间随转速差的变化，实现软启动的目的，具有传递效率高，软启动效果好的优点。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明的主视图。
图2是本发明的右视图。
图3为本发明静止状态的软启动型永磁耦合器剖视图。
图4为本发明初始启动状态的软启动型永磁耦合器剖视图。
图5为本发明正常运行状态的软启动型永磁耦合器剖视图。
图6是本发明的中间盘主视图。
图7是本发明的局部视图。
其中：
1-负载轴法兰，2-锁紧盘一，3-滑动轴，4-永磁背板，5-散热鳍，6-高磁通环板，7-驱动磁体，8-螺栓一，9-永磁盘，10-转盘，11-锁紧盘二，12-电机轴法兰，13-中间盘，14-螺栓二，15-插入孔，16-固定孔，17-感应体，18-高导磁条，19-环氧树脂绝缘层。
具体实施方式
下面结合具体附图来说明本发明的典型实施方式。
如图所示：
实施例1，一种软启动永磁耦合器，主要由负载轴法兰(1)，感应体(17)，驱动磁体(7)，永磁盘(9)，转盘(10)，电机轴法兰(12)，螺栓一(8)组成；感应体(17)包括永磁背板(4)与固定于永磁背板(4)上的高磁通环板(6)；永磁盘(9)通过螺栓一(8)固定于转盘(10)上，形成半封闭的区域，将感应体(17)的径向面和周向面包裹其中，高磁通环板(6)面向永磁盘(9)固定。
其特征在于还包括：滑动轴(3)，中间盘(13)，螺栓二(14)；中间盘(13)通过螺栓二(14)紧固在负载轴法兰(1)上；滑动轴(3)穿过中间盘(13)和永磁背板(4)上的插入孔(15)，固定于负载轴法兰(1)的固定孔(16)中；感应体(17)可沿滑动轴(3)在位置L1和L2之间滑动；两组感应体(17)相对于永磁盘(9)对称布局；其中一组感应体(17)包裹于所述的半封闭区域中。
本发明利用电磁感应作用原理：
在本发明的静止状态，永磁盘(9)和感应体(17)之间位于在初始位置L1，两者的空气间隙为最小间距L1。
当电机启动后,与电机连接的永磁盘(9)很快达到电机的额定转速,此时，感应体(17)处于刚启动状态，巨大的转速差使得永磁盘(9)和感应体(17)之间形成的感应磁场最大。感应磁场力相互排斥。
感应体(17)上的永磁背板(4)与驱动磁体(7)之间已产生相互吸引的磁力。
电机启动之初，感应磁场相互排斥的力大于永磁背板(4)与驱动磁体(7)相互吸引的力。从而推动感应体(17)轴向向外移动，达到位置L2，此时扭矩传递能力减小；当感应体(17)转速逐渐上升，转速差越来越小，永磁盘(9)和感应体(17)之间产生的磁感应力减小，永磁盘(9)与永磁背板(4)之间的磁力渐渐增强，从而表现为永磁力拉动两者之间的间隙逐渐变小。随着间隙减小,传递的扭矩增大,与负载连接的永磁体转动速度逐渐加快,最后达到一个额定速度运行速度。
具体的实施方式为：
实施例2，根据实施例1所述的实施方式，进一步地，在所述的永磁背板(4)上，沿周向均布设置若干散热鳍(5)。
实施例3，根据实施例1或2所述的实施方式，进一步地，所述的高磁通环板(6)为铝环板。
实施例4，根据实施例3所述的实施方式，进一步地，所述的高磁通环板(6)和永磁背板(4)沿径向均匀开直槽；直槽中嵌入与之形状相对应的高导磁条(18)，高导磁条(18)的导磁率大于铝环板；高导磁条(18)与高磁通环板(6)之间设置环氧树脂绝缘层(19)；直槽和高导磁条(18)的数量为偶数个。
实施例5，根据实施例4所述的实施方式，进一步地，所述高导磁条(18)为硅钢制成；其横截面为T型、燕尾槽型或矩形。
实施例6，根据实施例4或5所述的实施方式，进一步地，所述的驱动磁体(7)镶嵌在永磁盘(9)中，沿周向均布；驱动磁体(7)沿永磁盘(9)径向方向的尺寸与高导磁条(18)长度相近。
实施例7，根据实施例3所述的实施方式，进一步地，所述的感应体(17)还包括铜板层；铝环板上面向永磁盘(9)的一面通过机械固定、粘接、焊接或电镀的方式覆盖铜板层；铜板层厚度与铝环板厚度比值在1:2至2:1之间。
实施例8，根据实施例1所述的实施方式，进一步地，还包括锁紧盘一(2)和锁紧盘二(11)；锁紧盘一(2)套设在负载轴法兰(1)上，锁紧盘二(11)套设在电机轴法兰(12)上。
实施例9，根据实施例1所述的实施方式，进一步地，L1＝3mm；L2值为大于3mm，且小于或等于15mm。
实施例10，根据实施例1所述的实施方式，进一步地，所述的永磁背板(4)为非铁磁性的弹性背板组件(4)所代替；弹性背板组件(4)包括弹簧；弹簧套设与滑动轴(3)上；为弹性背板组件(4)和中间盘(13)之间产生相向运动提供拉力。
本发明的有益效果是：
感应体(17)相对于(9)永磁盘(9)对称布局，充分利用磁力线，传递扭矩的效率高；利用永磁力和感应磁力之间随转速差的变化，实现软启动的目的，具有传递效率高，软启动效果好的优点。
另外，本发明的实施方式是表示本发明的内容的一例，可以进一步与其它的公知技术组合，也可以在不脱离本发明的主旨的范围内省略一部分等进行变更来构成。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
Claims (10)
1.一种软启动永磁耦合器，主要由负载轴法兰(1)，感应体(17)，驱动磁体(7)，永磁盘(9)，转盘(10)，电机轴法兰(12)，螺栓一(8)组成；
感应体(17)包括永磁背板(4)与固定于永磁背板(4)上的高磁通环板(6)；永磁盘(9)通过螺栓一(8)固定于转盘(10)上，形成半封闭的区域，将感应体(17)的径向面和周向面包裹其中，高磁通环板(6)面向永磁盘(9)固定；
其特征在于还包括：滑动轴(3)，中间盘(13)，螺栓二(14)；
中间盘(13)通过螺栓二(14)紧固在负载轴法兰(1)上；滑动轴(3)穿过中间盘(13)和永磁背板(4)上的插入孔(15)，固定于负载轴法兰(1)的固定孔(16)中；感应体(17)可沿滑动轴(3)在位置L1和L2之间滑动；两组感应体(17)相对于永磁盘(9)对称布局；其中一组感应体(17)包裹于所述的半封闭区域中。
2.根据权利要求1所述的一种软启动永磁耦合器，其特征在于在所述的永磁背板(4)上，沿周向均布设置若干散热鳍(5)。
3.根据权利要求1或2所述的一种软启动永磁耦合器，其特征在于所述的高磁通环板(6)为铝环板。
4.根据权利要求3所述的一种软启动永磁耦合器，其特征在于所述的高磁通环板(6)和永磁背板(4)沿径向均匀开直槽；直槽中嵌入与之形状相对应的高导磁条(18)，高导磁条(18)的导磁率大于铝环板；高导磁条(18)与高磁通环板(6)之间设置环氧树脂绝缘层(19)；直槽和高导磁条(18)的数量为偶数个。
5.根据权利要求4所述的一种软启动永磁耦合器，其特征在于所述高导磁条(18)为硅钢制成；其横截面为T型、燕尾槽型或矩形。
6.根据权利要求4或5所述的一种软启动永磁耦合器，其特征在于所述的驱动磁体(7)镶嵌在永磁盘(9)中，沿周向均布；驱动磁体(7)沿永磁盘(9)径向方向的尺寸与高导磁条(18)长度相近。
7.根据权利要求3所述的一种软启动永磁耦合器，其特征在于所述的感应体(17)还包括铜板层；铝环板上面向永磁盘(9)的一面通过机械固定、粘接、焊接或电镀的方式覆盖铜板层；铜板层厚度与铝环板厚度比值在1:2至2:1之间。
8.根据权利要求1所述的一种软启动永磁耦合器，其特征在于还包括锁紧盘一(2)和锁紧盘二(11)；锁紧盘一(2)套设在负载轴法兰(1)上，锁紧盘二(11)套设在电机轴法兰(12)上。
9.根据权利要求1所述的一种软启动永磁耦合器，其特征在于L1＝3mm；L2值为大于3mm，且小于或等于15mm。
10.根据权利要求1所述的一种软启动永磁耦合器，其特征在于所述的永磁背板(4)为非铁磁性的弹性背板组件(4)所代替；
弹性背板组件(4)包括弹簧；
弹簧套设与滑动轴(3)上；为弹性背板组件(4)和中间盘(13)之间产生相向运动提供拉力。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20170510 |