CN110994941A

CN110994941A - 一种永磁节能电子自动变速箱

Info

Publication number: CN110994941A
Application number: CN201911253918.6A
Authority: CN
Inventors: 郝心怡
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-12-09
Filing date: 2019-12-09
Publication date: 2020-04-10

Abstract

本发明提供了永磁节能电子自动变速箱，主要包括发动机，电机轴，隔磁组件，导体转子，钢体，铜导体环，永磁转子，永磁体环，花键，电子控制系统，进液口活塞等装置。本发明电子控制系统能够同时控制花键和隔磁组件，使之配合运动，达到更好的变速效果。本发明的发动机侧与永磁转子联结，本发明是以气隙传递转矩的方式取代了以往电机与负载之间的机械连接传动，具有负载保护功能。本发明装置为纯机械结构，不产生谐波和电磁干扰等污染，是绿色环保产品。本发明可缓冲启动，多次启动。本发明设置的隔磁组件与花键配合使用，能够迅速调整磁矩，调速效果更好。

Description

一种永磁节能电子自动变速箱

技术领域

本发明涉及一种变速箱，尤其涉及一种永磁节能电子自动变速箱。

背景技术

现有技术的变速箱是依靠杠杆和齿轮原理实现驱动的，这种方式具有电机能耗大、系统震动明显等缺点。

1940年英国人首次利用磁力驱动泵解决了具有危险性介质化工泵的泄漏问题。1999年美国MagnaDrive公司实现对风机、水泵等旋转负载进行调速，将传递的功率大大提高，其紧凑型永磁磁力耦合器最大功率可达5000hp，大大地提高了永磁传动的传动效率，全面地提高了电机系统的可靠性，显著地降低了系统的运行费用。将永磁驱动技术开辟了更为广泛的应用。

永磁驱动技术是近年来国际上开发的一项突破性新技术，专门针对风机、泵等负载调速节能的实用技术。它具有高效节能、高可靠性、无刚性连接传递扭矩、可在恶劣环境下应用、极大减小整体系统振动、减少系统维护和延长系统使用寿命等特点。尤其是不产生高次谐波且低速下不造成电机发热的优良调速特性更使其成为风机及泵类设备节能技术改造的首选。然而将具有明显优点的永磁技术用于汽车变速箱还是新课题。

现有技术的永磁变速箱只通过调整气隙实现对磁矩的调控，调速较慢，效率不高；且发动机是与导体转子联结的，而永磁转子与负载联结，永磁转子更容易变热，在长期使用后会消减磁性，未有对永磁转子及导体转子加入润滑油降温的设计。现有技术的永磁变速箱，力矩传输会出现骤停骤增，致使调速效果不佳，影响机组的正常运行。

发明内容

为解决背景技术中的不足，本发明提供了永磁节能电子自动变速箱，其利用磁场可穿透一定的空间距离和物资材料的特性，进行机械能量的传送，其是通过控制永磁转子，带动导体转子运动，从而完成转矩的传输。本发明具有隔磁组件，与气隙、转速相配合，能够快速改变磁矩，有效改善调速效果。

本发明是以气隙传递转矩的方式取代了以往电机与负载之间的机械传动，电机与负载之间无需机械连接，电机旋转时带动永磁转子转动，导体转子在强磁场中切割磁力线，导体盘产生涡电流，该涡电流在导体盘上产生反向感应磁场，形成磁转矩，带动导体盘运动，从而实现电机与负载之间的转矩传输。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

永磁节能电子自动变速箱，包括：发动机与电机轴联结；电机轴与永磁转子联结，永磁转子上设置有永磁体环；与永磁转子相对设置有导体转子，导体转子由钢体和铜导体环组成，钢体为圆柱形，铜导体环为圆环形，铜导体环固定在钢体上；导体转子和永磁转子之间形成气隙；导体转子和永磁转子之间设置有可自由开合的隔磁组件；导体转子与驱动轴联结；驱动轴带动负载运动；花键与电机轴联结；电子控制系统与花键和隔磁组件联结；在变速箱箱体上设置有进液口活塞，箱体内有润滑油。

所述设置在导体转子和永磁转子之间能够自由开合的隔磁组件为两个全封闭的半圆形结构，平行于永磁转子，其是由非磁性物质组成。

所述花键设置在与永磁转子联结的电机轴上，且铰接固定。

所述润滑油的深度能够接触到导体转子和永磁转子，但是低于用磁转子圆心位于的高度。

与现有技术相比，本发明具有的优点和效果如下：

1，负载保护。电机在运行时常会出现过载或堵转，导致电机被烧损，安装永磁变速箱后，电机和负载没有直接的机械连接，对于冲击型负载具有缓冲与自动保护功能；2. 减少震动和噪音。机械连接需要紧密轴校准，否则会引起强烈的机械振动和噪音，并会造成轴承、密封圈等部件的加速磨损，本发明技术用气隙传递扭矩，安装时不需要激光轴校准，可容忍对中误差≤3mm，可降低振动80%左右；3.可缓冲启动，多次启动；4.可同时调整花键和隔磁组件，调速效果好；5.重量轻；6.隔磁组件与花键配合能线性增减磁矩，调速效果更好。

附图说明

图1是本发明的结构示意图

图2是本发明永磁转子示意图

图3是本发明导体转子示意图

图4是本发明隔磁组件示意图

图中：1-发动机；2 -电机轴；3-永磁转子；4-永磁体环； 5-导体转子；6-钢体；7-铜导体环；8-隔磁组件； 9-花键；10-驱动轴；11-气隙；12-负载；13-电子控制系统；14-进液口活塞；15-润滑油。

具体实施方式

结合附图进一步说明本发明。

如图1：发动机1与电机轴2联结，电机轴2与永磁转子3联结，永磁转子3上设置有永磁体环4；与永磁转子3相对设置有导体转子5，导体转子5由钢体6和铜导体环7组成，钢体6为圆柱形，铜导体环7为圆环形，铜导体环7固定在钢体6上。导体转子5和永磁转子3之间形成气隙11，导体转子5和永磁转子3之间设置有可自由开合的隔磁组件8；导体转子5与驱动轴10联结。驱动轴10带动负载12运动；选用对中性、导向性好的花键9与电机轴2联结，通过控制电机轴2来控制气隙11的大小，气隙11越大，感应磁场越弱，气隙11越小，感应磁场越强，通过改变感应磁场工作力来改变磁力矩的大小，使得磁转子和导体转子间产生转速滑差，完成调速工作。变速箱箱体上设置有进液口活塞4，箱体内充有润滑油15，可降低机构温度。

参见图2、图3：所述的永磁转子3上设置有永磁体环4，其中部为空心；所述的导体转子5包括圆柱形钢体6和圆环形铜导体7，铜导体7中部为空心。这种设计能减少自身重量，实际使用中，对磁感应效果并未产生明显影响，具有意想不到的效果。

参见图1、图4，所述的隔磁组件4为两个半圆形结构，能够自由开合，打开时，导体转子5与磁转子9正常传递磁矩，闭合时，能够减弱感应磁场，从而减小磁矩。

隔磁组件4为全封闭的两个半圆形结构，其内可以填装水银等非磁性物质，此时水银充满整个隔磁组件；也可以用铋或铋锡合金做成隔磁组件。

参见图1、图2、图3：永磁转子3由电动机1带动做旋转运动，导体转子5切割磁力线产生感应磁场与永磁转子3耦合运动做功，从而完成永磁转子3和导体转子5之间的转矩传输。

参见图1、图4，电子控制系统13控制隔磁组件8和花键9的运动：当花键9向左侧移动，气隙11增大时，隔磁组件8随之闭合；当花键9向右侧移动，气隙11减小时，隔磁组件8随之打开；通过控制气隙11和隔磁组件8达到调整磁矩的目的。

Claims

1.永磁节能电子自动变速箱，其特征在于：包括发动机（1）与电机轴（2）联结；电机轴（2）与永磁转子（3）联结，永磁转子（3）上设置有永磁体环（4）；与永磁转子（3）相对设置有导体转子（5），导体转子（5）由钢体（6）和铜导体环（7）组成，钢体（6）为圆柱形，铜导体环（7）为圆环形，铜导体环（7）固定在钢体（6）上；导体转子（5）和永磁转子（3）之间形成气隙（11）；导体转子（5）和永磁转子（3）之间设置有可自由开合的隔磁组件（8）；导体转子（5）与驱动轴（10）联结；驱动轴（10）带动负载（12）运动；花键（9）与电机轴（2）联结；电子控制系统（13）与花键（9）和隔磁组件（8）联结；在变速箱箱体上设置有进液口活塞（14），箱体内有润滑油（15）。

2.根据权利要求1所述的永磁节能电子自动变速箱，其特征在于：所述设置在导体转子（5）和永磁转子（3）之间能够自由开合的隔磁组件（4）为两个全封闭的半圆形结构，平行于永磁转子（3），其是由非磁性物质组成。

3.根据权利要求1所述的永磁节能电子自动变速箱，其特征在于：所述花键（9）设置在与永磁转子（3）联结的电机轴（2）上，且铰接固定。

4.根据权利要求1所述的永磁节能电子自动变速箱，其特征在于：所述润滑油（15）的深度能够接触到导体转子（5）和永磁转子（3），但是低于用磁转子（4）圆心的高度。