CN107919786A - 一种固定磁隙的永磁调速器 - Google Patents

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肖佳梁
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Abstract

本发明涉及一种固定磁隙的永磁调速器，包括导体转子及其内的永磁转子，导体转子包括输入轴及导体；永磁转子包括输出轴及永磁筒，永磁筒包括周向排列的永磁体，永磁体沿从动轴轴向设置N极和S极且在两磁极端外侧设置有导磁体，在永磁筒内侧设置有可移动导磁筒，可移动导磁筒上周向分布有可移动导磁体。本发明由于采用了固定磁隙结构，大大提高了调速器的啮合面积并降低了装配难度，节约了稀土材料，大大提高了扭矩传递能力。由于采用了磁路调节结构，大大减小了执行调节机构的功率消耗并最大限度的缩小了调节执行机构的体积，从而大大缩小了调速器的整体体积，不但降低了材料消耗和节省了安装空间，更是给现场安装施工带来了方便。

Description

一种固定磁隙的永磁调速器
技术领域
本发明涉及一种调速器，具体涉及一种固定磁隙的永磁调速器。
背景技术
永磁调速器是通过永磁体的磁力耦合调速，实现电动机和负载的软(磁)连接，无任何影响电网的谐波产生，可靠性高，并可在高温、低温、潮湿、肮脏、易燃易爆、电压不稳及雷电等各种恶劣环境下工作，大幅减轻机械振动，广泛应用于电力、钢铁、冶金、石化，造纸、市政、舰船、灌溉及采矿等行业。而目前常用的永磁调速器均是通过调整气隙来实现转速调整的，磁路调节器的功率消耗大，且存在扭矩传递能力差、装配难度高、浪费大量稀土资源。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种可降低磁路调节器功率消耗、提高扭矩传递能力、降低装配难度、节约稀土资源的一种固定磁隙的永磁调速器。
目前的永磁调速器都是通过改变导体转子与永磁转子之间的气隙从而控制导体转子切割磁力线的多少，来实现转矩调整的，由于这种方式存在很多弊端，本发明基于电磁原理，从保持磁隙不变、改变磁力线的数量入手去设计新的永磁调速器，参考导磁材料的特性，通过控制永磁体对外展现的磁性大小，从而达到改变转矩的目的。
为解决上述问题，本发明采取的技术方案为：一种固定磁隙的永磁调速器，包括作为输入的导体转子及其内作为输出的的永磁转子，导体转子包括输入轴及沿输入轴内圆周面周向分布的导体；所述的永磁转子包括输出轴及与输出轴内端连接的永磁筒，所述的永磁筒包括周向排列的至少一个永磁体，永磁体沿从动轴轴向设置N极和S极且在永磁体两磁极端外侧分别设置有导磁体A和导磁体B，永磁筒通过导磁体B连接于从动轴内端；在永磁筒内侧设置有可移动导磁筒，可移动导磁筒上周向分布有用于封闭导磁体A和导磁体B之间间隙的可移动导磁体，所述的可移动导磁筒上设有执行机构，所述的执行机构将可移动导磁筒沿从动轴轴向移动，改变导磁体A和导磁体B之间的间隙进而改变导磁体A和导磁体B的磁性强度。
导体转子转动时与永磁转子产生相对运动，永磁场在导体转子上产生涡流，同时涡流又产生感应磁场与永磁场相互作用，最终带动永磁转子沿与导体转子相同的方向转动，从而从动轴输出动力。而输出的动力与永磁转子的磁场强度(磁力线强度)成正比，永磁转子的磁场强度由磁路调节器中的执行机构控制，故可以通过执行机构控制可移动导磁筒的移动来改变导磁体对外显示的磁性，从而引起导体转子与从动轴产生转速的差异变化最终实现调速的目的。具体调节过程：通过执行机构移动可移动导磁筒，当可移动导磁筒将导磁体A和导磁体B之间的间隙完全封闭时，磁力线经导磁体A和导磁体B、可移动导磁筒顺利穿越，导磁体对外不显示磁性；当可移动导磁筒完全处于两导磁体之间的间隙之外时，磁力线穿越到空气中，导磁体A和导磁体B被磁化成相对应极性的强磁体，根据可移动导磁筒所处位置不同，导磁体A和导磁体B对外显示的磁性不同。此种方式相对于改变导体转子与永磁转子的轴向距离来说，降低了磁路调节器的功率消耗，提高了扭矩的传递能力。
优选的，所述永磁体两磁极端外侧的导磁体A和导磁体B与永磁体等厚度设置，可移动导磁体内端可由与导磁体B对应的位置移动至与导磁体A对应的位置从而将导磁体A和导磁体B之间间隙封闭。
优选的，所述永磁体磁极端外侧的导磁体B与永磁体等厚度设置，导磁体A的厚度大于永磁体的厚度且导磁体A沿其厚度方向向永磁筒内侧伸出，可移动导磁体内端可由与导磁体B对应的位置移动至与导磁体A接触从而将导磁体A和导磁体B之间间隙封闭。
优选的，所述永磁体两磁极端外侧的导磁体A和导磁体B与永磁体等厚度设置，在永磁筒内侧设置有两个可移动导磁筒，可移动导磁体包括分别周向分布于两个可移动导磁筒上的用于共同封闭导磁体A和导磁体B之间间隙的可移动导磁体A和可移动导磁体B，可移动导磁体A和可移动导磁体B的内端分别由与导磁体A和导磁体B对应的位置沿从动轴轴向向内移动至两可移动导磁体接触从而将导磁体A和导磁体B之间间隙封闭。
使用过程中，将永磁调速器安装于某控制系统中，压力、流量、液位或其他控制信号被控制系统接收和处理，然后提供到执行机构，由执行机构来移动可移动导磁筒，改变磁场强度调节负载转速，满足控制要求。
本发明由于采用了固定磁隙结构，大大提高了调速器的啮合面积并降低了装配难度，节约了稀土材料，大大提高了扭矩传递能力。由于采用了磁路调节结构，大大减小了执行调节机构的功率消耗并最大限度的缩小了调节执行机构的体积，从而大大缩小了调速器的整体体积，不但降低了材料消耗和节省了安装空间，更是给现场安装施工带来了方便。
附图说明
图1为实施例一可移动导磁筒完全打开时示意图；
图2为实施例一可移动导磁筒完全封闭时示意图；
图3为实施例二可移动导磁筒完全打开时示意图；
图4为实施例二可移动导磁筒完全封闭时示意图；
图5为实施例三可移动导磁筒完全打开时示意图；
图6为实施例三可移动导磁筒完全封闭时示意图；
其中 1、输入轴,2、导磁体A,3、永磁体,4、导磁体B,5、输出轴,6、导体,7、可移动导磁体,8、执行机构,7A、可移动导磁体A，7B、可移动导磁体B。
具体实施方式
实施例一
一种固定磁隙的永磁调速器，包括作为输入的导体转子及其内作为输出的的永磁转子，导体转子包括输入轴1及沿输入轴1内圆周面周向分布的导体6；所述的永磁转子包括输出轴5及与输出轴5内端连接的永磁筒，所述的永磁筒包括周向排列的至少一个永磁体3，永磁体3沿从动轴轴向设置N极和S极且在永磁体3两磁极端外侧分别设置有导磁体A 2和导磁体B 4，永磁筒通过导磁体B 4连接于从动轴5内端；在永磁筒内侧设置有可移动导磁筒，可移动导磁筒上周向分布有用于封闭导磁体A2和导磁体B4之间间隙的可移动导磁体7，所述的可移动导磁筒上设有执行机构8，所述的执行机构8将可移动导磁筒沿从动轴轴向移动，改变导磁体A 2和导磁体B 4之间的间隙进而改变导磁体A 2和导磁体B 4的磁性强度。
所述永磁体3两磁极端外侧的导磁体A 2和导磁体B 4与永磁体3等厚度设置，可移动导磁体7内端可由与导磁体B 4对应的位置移动至与导磁体A 2对应的位置从而将导磁体A 2和导磁体B 4之间间隙封闭。
实施例二
一种固定磁隙的永磁调速器，包括作为输入的导体转子及其内作为输出的的永磁转子，导体转子包括输入轴1及沿输入轴1内圆周面周向分布的导体6；所述的永磁转子包括输出轴5及与输出轴5内端连接的永磁筒，所述的永磁筒包括周向排列的至少一个永磁体3，永磁体3沿从动轴轴向设置N极和S极且在永磁体3两磁极端外侧分别设置有导磁体A 2和导磁体B 4，永磁筒通过导磁体B 4连接于从动轴5内端；在永磁筒内侧设置有可移动导磁筒，可移动导磁筒上周向分布有用于封闭导磁体A2和导磁体B4之间间隙的可移动导磁体7，所述的可移动导磁筒上设有执行机构8，所述的执行机构8将可移动导磁筒沿从动轴轴向移动，改变导磁体A 2和导磁体B 4之间的间隙进而改变导磁体A 2和导磁体B 4的磁性强度。
所述永磁体3磁极端外侧的导磁体B4与永磁体3等厚度设置，导磁体A2的厚度大于永磁体3的厚度且导磁体A 2沿其厚度方向向永磁筒内侧伸出，可移动导磁体7内端可由与导磁体B 4对应的位置移动至与导磁体A2接触从而将导磁体A 2和导磁体B 4之间间隙封闭。
实施例三
一种固定磁隙的永磁调速器，包括作为输入的导体转子及其内作为输出的的永磁转子，导体转子包括输入轴1及沿输入轴1内圆周面周向分布的导体6；所述的永磁转子包括输出轴5及与输出轴5内端连接的永磁筒，所述的永磁筒包括周向排列的至少一个永磁体3，永磁体3沿从动轴轴向设置N极和S极且在永磁体3两磁极端外侧分别设置有导磁体A 2和导磁体B 4，永磁筒通过导磁体B 4连接于从动轴5内端；在永磁筒内侧设置有可移动导磁筒，可移动导磁筒上周向分布有用于封闭导磁体A2和导磁体B4之间间隙的可移动导磁体7，所述的可移动导磁筒上设有执行机构8，所述的执行机构8将可移动导磁筒沿从动轴轴向移动，改变导磁体A 2和导磁体B 4之间的间隙进而改变导磁体A 2和导磁体B 4的磁性强度。
所述永磁体3两磁极端外侧的导磁体A 2和导磁体B 4与永磁体3等厚度设置，在永磁筒内侧设置有两个可移动导磁筒，可移动导磁体7包括分别周向分布于两个可移动导磁筒上的用于共同封闭导磁体A2和导磁体B 4之间间隙的可移动导磁体A 7A和可移动导磁体B 7B，可移动导磁体A 7A和可移动导磁体B 7B的内端分别由与导磁体A 2和导磁体B4对应的位置沿从动轴轴向向内移动至两可移动导磁体接触从而将导磁体A 2和导磁体B 4之间间隙封闭。

Claims (4)

1.一种固定磁隙的永磁调速器，其特征在于：包括作为输入的导体转子及其内作为输出的永磁转子，导体转子包括输入轴(1)及沿输入轴(1)内圆周面周向分布的导体(6)；所述的永磁转子包括输出轴(5)及与输出轴(5)内端连接的永磁筒，所述的永磁筒包括周向排列的至少一个永磁体(3)，永磁体(3)沿从动轴轴向设置N极和S极且在永磁体(3)两磁极端外侧分别设置有导磁体A(2)和导磁体B(4)，永磁筒通过导磁体B(4)连接于从动轴(5)内端；在永磁筒内侧设置有可移动导磁筒，可移动导磁筒上周向分布有用于封闭导磁体A(2)和导磁体B(4)之间间隙的可移动导磁体(7)，所述的可移动导磁筒上设有执行机构(8)，所述的执行机构(8)将可移动导磁筒沿从动轴轴向移动，改变导磁体A(2)和导磁体B(4)之间的间隙进而改变导磁体A(2)和导磁体B(4)的磁性强度。
2.根据权利要求1所述的固定磁隙的永磁调速器，其特征在于：所述永磁体(3)两磁极端外侧的导磁体A(2)和导磁体B(4)与永磁体(3)等厚度设置，可移动导磁体(7)内端可由与导磁体B(4)对应的位置移动至与导磁体A(2)对应的位置从而将导磁体A(2)和导磁体B(4)之间间隙封闭。
3.根据权利要求1所述的固定磁隙的永磁调速器，其特征在于：所述永磁体(3)磁极端外侧的导磁体B(4)与永磁体(3)等厚度设置，导磁体A(2)的厚度大于永磁体(3)的厚度且导磁体A(2)沿其厚度方向向永磁筒内侧伸出，可移动导磁体(7)内端可由与导磁体B(4)对应的位置移动至与导磁体A(2)接触从而将导磁体A(2)和导磁体B(4)之间间隙封闭。
4.根据权利要求1所述的固定磁隙的永磁调速器，其特征在于：所述永磁体(3)两磁极端外侧的导磁体A(2)和导磁体B(4)与永磁体(3)等厚度设置，在永磁筒内侧设置有两个可移动导磁筒，可移动导磁体(7)包括分别周向分布于两个可移动导磁筒上的用于共同封闭导磁体A(2)和导磁体B(4)之间间隙的可移动导磁体A(7A)和可移动导磁体B(7B)，可移动导磁体A(7A)和可移动导磁体B(7B)的内端分别由与导磁体A(2)和导磁体B(4)对应的位置沿从动轴轴向向内移动至两可移动导磁体接触从而将导磁体A(2)和导磁体B(4)之间间隙封闭。
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