CN107994754A - 一种盘式异步磁力耦合器调速装置 - Google Patents

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朱金龙
张星亚
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Abstract

本发明公开了一种盘式异步磁力耦合器调速装置，机架、传动电机、负载电机、转矩测速联轴器、调速机构组件、双盘磁力传动机构组件、PID控制组件；传动电机和负载电机都固定在机架上；调速机构组件包括：丝杠、连接滑块、连接杆；双盘磁力传动机构组件包括：散热片、铜盘、永磁体盘、双盘连接杆架、中轴；所述PID控制组件包括：伺服电机、信号控制器、传感器。该盘式异步磁力耦合器调速装置提高了磁力耦合器的调速精度和调速效率，并且其中还有PID前反馈控制机构，更好的实现了机械的自动调节控制系统。

Description

一种盘式异步磁力耦合器调速装置
技术背景
本发明属于矿山机电磁力耦合器技术领域，具体设计一种盘式异步磁力耦合器调速装置。
背景技术
永磁异步磁力耦合器是一种新型磁力传动装置，通过改变主、从动盘间的距离或主、动从转子间的啮合面积从而改变转子之间的气隙磁密，使感应产生的电磁转矩发生变化，最终达到调节从动转子转速的目的。其作为新型传动装置，与普通联轴器相比，其特有的非接触式磁力传动特性还具有对中性要求低、无机械摩擦损耗、可以对电机实现过载保护等优点。刮板输送机和带式输送机作为目前国内煤矿井下和地面广泛使用的运输设备，容易因落煤过多或大体积块料卡堵事故造成突然过载或堵转，进而损坏电动机或传动机构；同时刮板输送机起动频繁，一般每小时起动不少于6次，且刮板输送机经常在满载或过载状态下进行，这使链条受到很大冲击，降低设备的使用寿命，因此，永磁异步磁力耦合器在煤矿井下应用中具备较大优势。除了此之外，异步磁力耦合器还广泛应用于锅炉风机设备与化工生产中，深入研究磁力耦合器调速机构的特性，对永磁异步磁力耦合器的进一步发展和应用具有深远的意义。
调速机构是调节气隙接触面积的执行装置，当负载要求发生变化时，通过调速机构可改变永磁转子和从动转子之间的气隙磁密，进而实现输出转矩和转速的调节，因此调速机构的运行精度将直接决定输出转矩和转速的调节精度。另外，由于杆件机构具有构造简单、加工方便和使用可靠等优点，而且平面连杆机构是实际工程应用中非常广泛的机构类型，因此本发明采用连杆机构作为磁力耦合器的调速机构。
发明内容
本发明的目的是提供一种盘式异步磁力耦合器调速装置，这种装置能够实现盘式异步磁力耦合器软启动、转速调节、扭矩调节等一系列自动控制，有效提高了作业精度和效率。
本发明所实现其目的是通过下述技术方案来实现的：
一种盘式异步磁力耦合器调速装置，包括：机架1、传动电机2、负载电机3、转矩测速联轴器4、调速机构组件、双盘磁力传动机构组件、PID控制组件；
所述机架1固定在水平试验台上，起到支撑和固定的作用；
所述传动电机2固定在机架1上，通过转换联轴器12和双盘磁力转动机构组件连接；
所述负载电机3固定在机架1上，和转矩测速联轴器4连接；
所述调速机构组件包括：丝杠5、连接滑块13、连接杆6；
所述丝杠5固定在机架1上，可以自由转动；
所述连接滑块13穿过丝杠5，并且卡在机架1上，可以水平滑动；
所述连接杆6一点固定在连接滑块13上，另外一端固定在推动连轴器上；
所述双盘磁力传动机构组件包括：散热片7、铜盘8ab、永磁体盘9ab、双盘连接杆架10、中轴11；
所述散热片7ab平面一端固定在双盘连接架10上，另外凹凸不平的一端与连轴器连接；
所述铜盘8ab分别固定在双盘连接架10的两内侧，与中轴11同轴心；
所述永磁体盘9ab与中轴11连接，放在两铜盘8ab中间；
所述中轴11位于轴心位置，上面有9根圆轴，其中三根起到固定作用，其余六根分为三组，每一组上都有上下两个齿条，中间固定一个小齿轮；
所述PID控制组件包括：伺服电机14、信号控制器15、传感器16；
所述伺服电机14固定在机架1上，电机端口固定在丝杠5上；
所述信号控制器15固定在机架1上，通过信号线分别连接伺服电机14和传感器16；
所述传感器16固定在机架1上，固定于铜盘8b和永磁体盘9b中间的间隙中间。
本发明所提供的一种盘式异步磁力耦合器调速装置，通过控制伺服电机来调节丝杠的转动速度和角度，在利用连杆机构推动永磁体盘a，进而利用中轴上的齿轮齿条作用带动永磁体盘b运动，最后改变永磁体盘和铜盘之间的间隙，从而满足磁力耦合器的转速转矩调节。该盘式异步磁力耦合器调速装置提高了磁力耦合器的调速精度和调速效率，并且其中还有PID前反馈控制机构，更好的实现了机械的自动调节控制系统。
附图说明
图1为本发明的一种盘式异步磁力耦合器调速装置的主视图
图2为本发明的一种盘式异步磁力耦合器调速装置的俯视图
图3为本发明的一种盘式异步磁力耦合器调速装置的斜侧视图
图4为本发明的一种盘式异步磁力耦合器调速装置的中轴示意图
图中，1、机架；2、转动电机；3、负载电机；4、转矩测速联轴器；5、丝杠；6、连接杆；7ab、散热片；8ab、铜盘；9、永磁体盘；10、双盘连接架；11、中轴；12、转换联轴器；13、连接滑块；14、伺服电机；15、信号控制器；16、传感器。
具体实施方式
为了深入了解本发明，下面结合附图及具体实施方式对本发明进行详细的说明。
参见附图1～4，本发明提供的一种盘式异步磁力耦合器调速装置，包括：机架1、传动电机2、负载电机3、转矩测速联轴器4、调速机构组件、双盘磁力传动机构组件、PID控制组件；所述机架1固定在水平试验台上，起到支撑和固定的作用；所述传动电机2固定在机架1上，通过转换联轴器12和双盘磁力转动机构组件连接；所述负载电机3固定在机架1上，和转矩测速联轴器4连接；所述调速机构组件包括：丝杠5、连接滑块13、连接杆6；所述丝杠5固定在机架1上，可以自由转动；所述连接滑块13穿过丝杠5，并且卡在机架1上，可以水平滑动；所述连接杆6一点固定在连接滑块13上，另外一端固定在推动连轴器上；所述双盘磁力传动机构组件包括：散热片7、铜盘8ab、永磁体盘9ab、双盘连接杆架10、中轴11；所述散热片7ab平面一端固定在双盘连接架10上，另外凹凸不平的一端与连轴器连接；所述铜盘8ab分别固定在双盘连接架10的两内侧，与中轴11同轴心；所述永磁体盘9ab与中轴11连接，放在两铜盘8ab中间；所述中轴11位于轴心位置，上面有9根圆轴，其中三根起到固定作用，其余六根分为三组，每一组上都有上下两个齿条，中间固定一个小齿轮；所述PID控制组件包括：伺服电机14、信号控制器15、传感器16；所述伺服电机14固定在机架1上，电机端口固定在丝杠5上；所述信号控制器15固定在机架1上，通过信号线分别连接伺服电机14和传感器16；所述传感器16固定在机架1上，固定于铜盘8b和永磁体盘9b中间的间隙中间。
工作过程：
启动时，给转动电机2一个输入转速，通过转换联轴器12带动双盘连接架10转动，根据所需的输出转速或转矩通过信号控制器15自动计算出所需铜盘8与永磁体盘9之间的间隙，利用伺服电机14来控制丝杠5转动的角度的速度，由于丝杠5位置是固定的，进而使得丝杠5上的连接滑块13随之滑动，带动连接杆6推动永磁体盘9a运动，再根据中轴11的齿轮齿条机构，保证永磁体盘9b同时移动相同的距离，在这一过程中，采用PID控制组件实时监测铜盘8和永磁体盘9的间隙，并且控制着丝杠5的转动，最终在负载电机3上实现所需的输出转速或转矩。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案进行了进一步相似说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或者变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (3)

1.一种盘式异步磁力耦合器调速装置，包括：机架1、传动电机2、负载电机3、转矩测速联轴器4、调速机构组件、双盘磁力传动机构组件、PID控制组件；
所述机架1固定在水平试验台上，起到支撑和固定的作用；
所述传动电机2固定在机架1上，通过转换联轴器12和双盘磁力转动机构组件连接；
所述负载电机3固定在机架1上，和转矩测速联轴器4连接；
所述调速机构组件包括：丝杠5、连接滑块13、连接杆6；
所述丝杠5固定在机架1上，可以自由转动；
所述连接滑块13穿过丝杠5，并且卡在机架1上，可以水平滑动；
所述连接杆6一点固定在连接滑块13上，另外一端固定在推动连轴器上；
所述双盘磁力传动机构组件包括：散热片7、铜盘8ab、永磁体盘9ab、双盘连接杆架10、中轴11；
所述散热片7ab平面一端固定在双盘连接架10上，另外凹凸不平的一端与连轴器连接；
所述铜盘8ab分别固定在双盘连接架10的两内侧，与中轴11同轴心；
所述永磁体盘9ab与中轴11连接，放在两铜盘8ab中间；
所述中轴11位于轴心位置，上面有9根圆轴，其中三根起到固定作用，其余六根分为三组，每一组上都有上下两个齿条，中间固定一个小齿轮；
所述PID控制组件包括：伺服电机14、信号控制器15、传感器16；
所述伺服电机14固定在机架1上，电机端口固定在丝杠5上；
所述信号控制器15固定在机架1上，通过信号线分别连接伺服电机14和传感器16；所述传感器16固定在机架1上，固定于铜盘8b和永磁体盘9b中间的间隙中间。
2.根据权利要求书1所述的盘式异步磁力耦合器调速装置，其特征在于：所述调速机构组件中的两个链接滑块13距离传动轴轴心两侧对称；丝杠5固定在机架上方，且与传动轴轴心线垂直。
3.根据权利要求书1所述的盘式异步磁力耦合器调速装置，其特征在于：所述双盘磁力传动机构组件中散热片7、铜盘8和永磁体盘9都是同轴心对称放置，起始位置铜盘7和永磁体盘之间的间隙相同，中轴固定于两个铜盘中心的位置。
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