CN114337186B - 一种永磁涡流调速装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种永磁涡流调速装置，包括永磁转子组件和导体转子组件，永磁转子组件能沿轴向运动以改变其与导体转子组件之间的气隙大小从而实现调速。永磁转子组件包括同轴设置且能绕永磁涡流调速装置的输出轴同步旋转的第一永磁转子和第二永磁转子以及能够使永磁转子组件沿轴向运动的气隙调整结构。气隙调整结构穿设于第一永磁转子和第二永磁转子，当气隙调整结构绕第一轴线转动时，第一永磁转子和第二永磁转子能够沿轴向相向或相离运动，从而改变第一永磁转子和第二永磁转子分别与导体转子组件之间的轴向上的气隙。其有益效果是，方便快捷地改变永磁转子组件与导体转子组件之间在轴向上的气隙，进而改变导体转子的转速。

Description

一种永磁涡流调速装置

技术领域

本发明涉及永磁涡流传动技术领域，尤其涉及一种永磁涡流调速装置。

背景技术

永磁涡流传动装置中的导体转子和永磁转子通过涡流传动，由转动的导体转子带动永磁转子同步转动。永磁涡流调速装置中的永磁转子组件用于调节相对设置的两个永磁转子的间距，进而调整导体转子和永磁转子间的间距，即气隙，以改变导体转子的转速。当导体转子和永磁转子间的气隙增大时，导体转子的转速减小，当导体转子和永磁转子间的气隙减小时，导体转子的转速增大。

由于永磁转子和导体转子之间存在轴向上的磁吸力，该磁吸力为调整导体转子和永磁转子间的气隙造成困难，因此，目前亟需一种能够方便调整导体转子和永磁转子间的气隙的永磁涡流调速装置。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种永磁涡流调速装置，解决了由于永磁转子和导体转子之间存在轴向上的磁吸力，该磁吸力为调整导体转子和永磁转子间的气隙造成困难的技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

本发明实施例提供一种永磁涡流调速装置，包括同轴设置的永磁转子组件和导体转子组件，所述永磁转子组件能够沿轴向运动以改变其与所述导体转子组件之间的气隙大小从而实现调速；

所述永磁转子组件包括同轴设置且能够绕所述永磁涡流调速装置的输出轴同步旋转的第一永磁转子和第二永磁转子；

所述永磁涡流调速装置还包括：能够使所述永磁转子组件沿轴向运动的气隙调整结构，所述气隙调整结构具有平行于所述输出轴的第一轴线；

所述气隙调整结构穿设于所述第一永磁转子和所述第二永磁转子，当所述气隙调整结构绕所述第一轴线转动时，所述第一永磁转子和所述第二永磁转子能够沿轴向相向或相离运动，从而改变所述第一永磁转子和所述第二永磁转子分别与所述导体转子组件之间的轴向上的气隙。

根据本发明，所述气隙调整结构包括：两个固定件和调距件；

两个所述固定件分别固定在所述第一永磁转子和所述第二永磁转子上，两个所述固定件分别螺纹连接在所述调距件的两端，且所述调距件两端的螺纹反向设置，所述调距件的轴线为所述第一轴线；

所述调距件绕所述第一轴线转动时，两个所述固定件分别带动所述第一永磁转子和所述第二永磁转子沿轴向相向或相离运动。

根据本发明，

还包括用于使所述气隙调整结构转动以改变所述气隙的驱动组件，所述驱动组件包括电机转子和电机定子，所述电机转子套设于所述输出轴的外部，所述电机定子套设于所述电机转子的外部；

所述电机转子远离所述电机定子的一端径向向外延伸形成能够与所述调距件啮合传动的电机齿轮。

根据本发明，所述调距件沿其径向向外延伸形成与所述电机齿轮啮合传动的调距齿轮。

根据本发明，所述永磁涡流调速装置还包括使所述第一永磁转子和所述第二永磁转子同步转动的同步组件；

所述同步组件与所述第一永磁转子和所述第二永磁转子同轴设置且位于所述第一永磁转子和第二永磁转子之间，所述同步组件固定设置于所述输出轴的一端，以在所述输出轴的驱动下，使所述第一永磁转子和所述第二永磁转子同步转动；

所述气隙调整结构可转动地穿过所述同步组件设置。

根据本发明，所述同步组件包括中心盘和导向杆；

所述中心盘沿其轴向向外延伸形成导向杆；

所述导向杆的两端分别穿设所述第一永磁转子上的通孔和所述第二永磁转子的通孔，所述中心盘通过所述导向杆驱动所述第一永磁转子和第二永磁转子和所述输出轴同步转动。

根据本发明，所述固定件为丝杠螺母，所述调距件为丝杠轴；

所述气隙调整结构还包括调距轴承和丝杠座；

所述调距件上套设调距轴承，所述调距轴承固定在所述丝杠座的通孔内；

所述丝杠座固定在所述中心盘上。

根据本发明，所述电机转子和所述输出轴通过转动轴承连接；

所述转动轴承为径向轴承。

根据本发明，所述永磁涡流调速装置还包括基座；

所述电机转子通过电机轴承与所述基座连接，所述输出轴通过主轴轴承与所述基座连接；

所述电机轴承和所述主轴轴承均为径向轴承。

根据本发明，所述导体转子组件包括相对设置的第一导体转子和第二导体转子；

所述第一导体转子和所述第二导体转子位于所述永磁转子组件的两侧。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：本发明的一种永磁涡流调速装置，通过设置气隙调整结构，当气隙调整结构绕第一轴线转动时，第一永磁转子和第二永磁转子能够沿轴向相向或相离运动，从而方便快捷地改变第一永磁转子和第二永磁转子分别与导体转子组件之间在轴向上的气隙，进而改变导体转子的转速。

附图说明

图1为本发明的永磁涡流调速装置的装配示意图；

图2为图1中的气隙调整结构、同步组件和永磁转子组件的装配示意图；

图3为图2中的气隙调整结构的示意图；

图4为图3中的调距件的立体图；

图5为图1中的驱动组件、输出轴、基座和壳体的装配图；

图6为图5中的电机转子的立体图；

图7为图1中的导体转子组件的立体图。

【附图标记说明】

11：固定件；12：调距件；121：调距齿轮；13：中心盘；131：导向杆；14：调距轴承；15：丝杠座；

21：输出轴；22：电机转子；221：电机齿轮；23：电机定子；24：壳体；25：电机轴承；26：转动轴承；27：基座；28：主轴轴承：

31：导体转子组件：311：第一导体转子；312：第二导体转子；313：导体盘；314：背板；315：连接架；32：永磁转子组件；321：第一永磁转子；322：第二永磁转子。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

参照图1-7所示，本发明实施例提出的永磁涡流调速装置，包括同轴设置的永磁转子组件32和导体转子组件31，永磁转子组件32能够沿轴向运动以改变其与导体转子组件31之间的气隙大小从而调整导体转子组件31的转速。

永磁转子组件32包括同轴设置的第一永磁转子321和第二永磁转子322。导体转子组件31包括相对设置的第一导体转子311和第二导体转子312，第一导体转子311和第二导体转子312位于永磁转子组件32的两侧。

第一永磁转子321和第二永磁转子322均分别包括基板和至少一个永磁体，至少一个永磁体间隔且呈环形设置在基板上。第一导体转子311和第二导体转子312均分别包括背板314和导体盘313，背板314和导体盘313固定连接。导体转子组件31的导体盘313和永磁转子组件32的永磁体间产生涡流效应，进而在二者之间实现涡流传动。背板314位于第一导体转子311以及第二导体转子312远离永磁转子组件32的一侧，背板314为非导磁材料，用于隔离导体转子组件31和永磁转子组件32间的磁力线，以避免部分磁力线由导体盘313逃逸，提高了导体转子组件31和永磁转子组件32间的磁场强度。

具体地，第一导体转子311和第二导体转子312之间通过连接架315连为一体。

进一步，所述永磁涡流调速装置还包括输出轴21、同步组件、气隙调整结构和驱动组件。

同步组件位于第一永磁转子321和第二永磁转子322之间，同步组件固定设置于输出轴21的一端，以在输出轴21的驱动下，使第一永磁转子321和第二永磁转子322同步转动。气隙调整结构具有平行于输出轴21的第一轴线，气隙调整结构能够绕第一轴线转动地穿过同步组件设置，且气隙调整结构穿设于第一永磁转子321和第二永磁转子322，并能够使永磁转子组件32沿轴向运动。驱动组件用于驱动气隙调整结构绕第一轴线转动以改变气隙。当气隙调整结构绕第一轴线转动时，第一永磁转子321和第二永磁转子322能够沿轴向相向或相离运动，从而改变永磁转子组件32与导体转子组件31之间在轴向上的气隙。

进一步，同步组件包括中心盘13。中心盘13位于第一永磁转子321和第二永磁转子322之间，中心盘13分别连接第一永磁转子321和第二永磁转子322，且中心盘13分别和气隙调整结构及输出轴21固定连接。输出轴21通过中心盘13驱动永磁转子组件32和气隙调整结构同步绕输出轴21转动。

中心盘13和永磁转子组件32同轴设置，中心盘13沿其轴向向外延伸形成导向杆131，导向杆131的两端分别穿设第一永磁转子321上的通孔和第二永磁转子322上的通孔，中心盘13通过导向杆131驱动第一永磁转子321和第二永磁转子322绕输出轴21同步转动。导向杆131分别与第一永磁转子321上的通孔和第二永磁转子322上的通孔相配合，以允许导向杆131沿轴向移动，进而降低了导向杆131与永磁转子组件32的装配精度并提高了二者的装配便捷性。

进一步，气隙调整结构包括两个固定件11和调距件12。

两个固定件11分别固定在第一永磁转子321和第二永磁转子322上，两个固定件11分别螺纹连接在调距件12的两端，调距件12两端的螺纹反向设置，且调距件12的轴线为第一轴线。

调距件12沿第一轴线转动时，两个固定件11分别带动第一永磁转子321和第二永磁转子322沿轴向相向或相离运动，以调整第一永磁转子321和第二永磁转子322的间距，进而调整永磁转子组件32和导体转子组件31之间的气隙。

具体地，固定件11为丝杠螺母，调距件12为丝杠轴。

调距件12沿其径向向外延伸形成调距齿轮121，调距齿轮121带动调距件12绕第一轴线转动。

具体地，气隙调整结构还包括调距轴承14和丝杠座15。调距件12上套设调距轴承14，调距轴承14的内圈固定连接调距件12，调距轴承14的外圈固定在丝杠座15的通孔内，丝杠座15固定在中心盘13上，中心盘13通过丝杠座15带动调距件12同步绕输出轴21转动。调距轴承14为推力轴承。

进一步，驱动组件包括电机转子22和电机定子23，电机转子22容纳在固定设置的电机定子23的通孔内，二者间隙配合，并采用电机驱动的原理。

电机转子22为圆筒体，电机转子22的一端沿其径向向外延伸形成电机齿轮221。电机齿轮221能够和调距齿轮121啮合传动，以通过调距齿轮121驱动调距件12绕第一轴线转动。

当导体转子组件31正常工作不调速时：中心盘13带动调距件12同步绕输出轴21转动，同时，电机转子22绕输出轴21同步旋转，即电机转子22和调距件12同步绕输出轴21旋转，电机转子22上的电机齿轮221和调距件12上的调距齿轮121相对静止，不发生啮合传动。由于中心盘13和调距件12同步绕输出轴21转动，二者相对静止，因此，套设在调距件12上的调距轴承14不发生转动。

当需要对导体转子组件31调速时：中心盘13带动调距件12同步绕输出轴21转动，同时，电机转子22绕输出轴21异速转动，电机转子22和调距件12相对运动，电机齿轮221和调距齿轮121啮合传动，调距齿轮121带动调距件12绕第一轴线转动。调距件12绕第一轴线转动时，带动两个固定件11沿调距件12的轴向相向或相离运动，以调整第一永磁转子321和第二永磁转子322的间距，进而调整永磁转子组件32和导体转子组件31之间的气隙。由于中心盘13和调距件12同步绕输出轴21转动的同时调距件12还绕第一轴线转动，中心盘13和调距件12相对转动，此时，套设在调距件12上的调距轴承14也发生转动。

现有技术中的永磁涡流调速装置，包括和永磁转子同轴设置的套筒、推力轴承、轴承座、齿轮齿条机构。齿轮齿条机构位于第一永磁转子321和第二永磁转子322之间，且分别连接第一永磁转子321和第二永磁转子322，套筒套设在用于驱动永磁转子组件32转动的主轴上，套筒的一端固定连接一个永磁转子，另一端的周向侧壁固定连接推力轴承的内圈，推力轴承的外圈固定连接在固定设置的轴承座上。通过推动套筒，以带动一个永磁转子向靠近或远离另一永磁转子的方向移动，在两个永磁转子间的齿轮齿条的作用下，带动两个永磁转子相向或相离移动。

永磁转子组件32工作时需持续高速转动，因此，固定在永磁转子上的套筒会带动推力轴承的内圈同步持续转动，而推力轴承的外圈固定不动，导致推力轴承持续处于工作状态，当推力轴承已转动圈数达到最大圈数时，推力轴承失效，因此，现有技术中的推力轴承的寿命较短。进而，为适应较大直径的主轴，推力轴承的直径较大，而推力轴承的直径越大其承载的转速越小，且推力轴承随永磁转子同步转动，因此，该推力轴承也限制了永磁转子的最大转速。

而本申请中的调距轴承14仅需在较短时间的调速过程中转动，减少了调距轴承14的转动圈数，进而延长了调距轴承14的使用寿命，避免永磁涡流调速装置损坏失效。进而，相较于现有技术中用于驱动永磁转子组件32转动的主轴的直径，本申请中的调距件12的载荷更小，其直径更小，因此，套设在调距件12上的调距轴承14的直径更小，可承受的转速也更大，进而提高了永磁转子组件32的最大设置转速。

进而，具体地，电机转子22为感应绕组转子、磁体转子或鼠笼转子。

进一步，电机转子22套设在输出轴21的外部，电机转子22和输出轴21通过转动轴承26连接。当导体转子组件31正常工作不调速时，电机转子22和输出轴21绕输出轴21同步旋转，二者相对静止，此时，转动轴承26不转动。当需要对导体转子组件31调速时，电机转子22和输出轴21异速转动，二者相对运动，此时，转动轴承26转动。

因此，电机转子22和输出轴21之间的转动轴承26仅需要在调速的过程中转动工作，减少了转动轴承26的转动圈数，进而延长了转动轴承26的适用寿命，避免永磁涡流调速装置损坏失效。

具体地，转动轴承26为径向轴承，同等直径下，其可承受的转速大于推力轴承的可承受转速。

进一步，永磁涡流调速装置还包括壳体24和基座27。

壳体24的空腔用于容纳驱动组件和输出轴21，以保护驱动组件和输出轴21。电子定子固定在壳体24上，电机转子22通过电机轴承25与壳体24连接，输出轴21通过主轴轴承28与壳体24连接。电机轴承25和主轴轴承28均为径向轴承。

基座27固定在壳体24的底部，用于支撑驱动组件和输出轴21。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种永磁涡流调速装置，包括同轴设置的永磁转子组件(32)和导体转子组件(31)，所述永磁转子组件(32)能够沿轴向运动以改变其与所述导体转子组件(31)之间的气隙大小从而实现调速；

其特征在于：

所述永磁转子组件(32)包括同轴设置且能够绕所述永磁涡流调速装置的输出轴(21)同步旋转的第一永磁转子(321)和第二永磁转子(322)；

所述永磁涡流调速装置还包括：能够使所述永磁转子组件(32)沿轴向运动的气隙调整结构，所述气隙调整结构具有平行于所述输出轴(21)的第一轴线；

所述气隙调整结构穿设于所述第一永磁转子(321)和所述第二永磁转子(322)，当所述气隙调整结构绕所述第一轴线转动时，所述第一永磁转子(321)和所述第二永磁转子(322)能够沿轴向相向或相离运动，从而改变所述第一永磁转子(321)和所述第二永磁转子(322)分别与所述导体转子组件(31)之间的轴向上的气隙；

所述气隙调整结构包括：两个固定件(11)和调距件(12)；

两个所述固定件(11)分别固定在所述第一永磁转子(321)和所述第二永磁转子(322)上，两个所述固定件(11)分别螺纹连接在所述调距件(12)的两端，且所述调距件(12)两端的螺纹反向设置，所述调距件(12)的轴线为所述第一轴线；

所述调距件(12)绕所述第一轴线转动时，两个所述固定件(11)分别带动所述第一永磁转子(321)和所述第二永磁转子(322)沿轴向相向或相离运动。

2.如权利要求1所述的永磁涡流调速装置，其特征在于，

还包括用于使所述气隙调整结构转动以改变所述气隙的驱动组件，所述驱动组件包括电机转子(22)和电机定子(23)，所述电机转子(22)

套设于所述输出轴(21)的外部，所述电机定子(23)套设于所述电机转子(22)的外部；

所述电机转子(22)远离所述电机定子(23)的一端径向向外延伸形成能够与所述调距件(12)啮合传动的电机齿轮(221)。

3.如权利要求2所述的永磁涡流调速装置，其特征在于，所述调距件(12)沿其径向向外延伸形成与所述电机齿轮啮合传动的调距齿轮(121)。

4.如权利要求1所述的永磁涡流调速装置，其特征在于，所述永磁涡流调速装置还包括使所述第一永磁转子(321)和所述第二永磁转子(322)同步转动的同步组件；

所述同步组件与所述第一永磁转子(321)和所述第二永磁转子(322)同轴设置且位于所述第一永磁转子(321)和第二永磁转子(322)之间，所述同步组件固定设置于所述输出轴(21)的一端，以在所述输出轴(21)的驱动下，使所述第一永磁转子(321)和所述第二永磁转子(322)同步转动；

所述气隙调整结构可转动地穿过所述同步组件设置。

5.如权利要求4所述的永磁涡流调速装置，其特征在于，

所述同步组件包括中心盘和导向杆(131)；

所述中心盘(13)沿其轴向向外延伸形成导向杆(131)；

所述导向杆(131)的两端分别穿设所述第一永磁转子(321)上的通孔和所述第二永磁转子(322)上的通孔，所述中心盘(13)通过所述导向杆(131)驱动所述第一永磁转子(321)和第二永磁转子(322)和所述输出轴(21)同步转动。

6.如权利要求5所述的永磁涡流调速装置，其特征在于，

所述固定件(11)为丝杠螺母，所述调距件(12)为丝杠轴；

所述气隙调整结构还包括调距轴承(14)和丝杠座(15)；

所述调距件(12)上套设调距轴承(14)，所述调距轴承(14)固定在所述丝杠座(15)的通孔内；

所述丝杠座(15)固定在所述中心盘(13)上。

7.如权利要求2所述的永磁涡流调速装置，其特征在于，

所述电机转子(22)和所述输出轴(21)通过转动轴承(26)连接；

所述转动轴承(26)为径向轴承。

8.如权利要求2所述的永磁涡流调速装置，其特征在于，

所述永磁涡流调速装置还包括基座(27)；

所述电机转子(22)通过电机轴承(25)与所述基座(27)连接，所述输出轴(21)通过主轴轴承(28)与所述基座(27)连接；

所述电机轴承(25)和所述主轴轴承(28)均为径向轴承。

9.如权利要求1所述的永磁涡流调速装置，其特征在于，

所述导体转子组件(31)包括相对设置的第一导体转子(311)和第二导体转子(312)；

所述第一导体转子(311)和所述第二导体转子(312)位于所述永磁转子组件(32)的两侧。

Images