CN203896172U - 一种永磁涡流调速器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种永磁涡流调速器，包括：两外转子盘，其内侧固定一铜盘；两内转子盘，其内部放置永磁体；调速盘，通过平键固定在传动轴上；执行机构，固定于调速盘且连接至固定座；输入端盖，用于将导杆与一内转子盘连接；以及输出端盖，用于将轴承压紧于另一内转子盘和外转套上，外转套的圆周上固定一转臂。调速盘与内转子盘同心，且分别通过连杆铰接于两内转子盘，在电机转速不变的工况下操作转臂时，两内转子盘以调速盘为中心沿传动轴的轴向在相反方向上滑动。相比于现有技术，本实用新型可提高负载速度调节的精度与可靠性，具有更好的力学性能，可减小传动系统振动与噪声。
Description
技术领域
本实用新型涉及永磁传动技术领域，尤其涉及一种能够在电机转速保持不变的工况下调节负载转速的永磁涡流调速器。
背景技术
永磁调速技术是近年来专门针对风机、泵类离心负载调速节能发展的一项突破性新技术。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、极大减少整体系统振动、减少系统维护和延长系统使用寿命等特点。尤其地，永磁调速不产生高次谐波，且低速下不会造成电机发热，调速特性优良，因此逐渐成为风机及泵类设备节能技术改造的首选。永磁调速建立在电磁涡流磁场作用力下，通过铜导体和永磁体之间的气隙实现由电机到负载的转矩传输。该技术实现了在电机侧和负载侧无机械硬连接。永磁调速装置结构简单、效率高、维护量小、适应能力强，在欧美发达国家被广泛采用。
当前，永磁调速器在美国已大量应用于冶金、石化、采矿、发电、水泥、纸浆、海运、军舰等行业，永磁调速驱动技术首先由美国MagnaDrive公司在1999年获得突破性的进展，其产品已经通过美国海军最严格的9-G抗振试验。永磁调速器调速具有节能、调速比大、可靠性高、稳定性好等优点，风机、水泵等采用永磁调速是国家节能减排的一项重点推广技术。
目前国内的永磁涡流调速器主要从国外进口，价格极其昂贵，且供货周期长，无法及时保证良好的售后服务，这与国内的巨大需求存在一定的矛盾。此外，舰艇主辅机设备中存在数量巨大的水泵和风机，这类设备大都需要调节流量以适应各种不同工况，采用永磁涡流调速不仅可以提高其隐身性能，更可以提高舰艇的续航能力，但军品市场无法依赖国外公司与技术。如此一来，研究永磁涡流调速器对提升我国机械行业的竞争力，节能减排，提高舰艇的综合性能，促进国民经济发展具有十分重要的意义。
中国发明专利(公开号CN1248354A)公开了一种通过调节导体转子与永磁铁之间气隙控制负载转速的永磁耦合器，这种耦合调节装置的凸轮槽暴露在外表面，容易由于灰尘而堵塞，需要经常清理并加注润滑油。同时，整个内转子总成安装于负载端，使得负载端的受力恶化。此外，中国实用新型专利(CN201854168U)公开了一种利用齿轮齿条结构调整永磁体与导体转子气隙的耦合器，采用齿轮齿条机构加工精度要求高，且安装较困难，整个内转子总成同样安装于负载端，负载端的受力也较差。
有鉴于此，如何设计一种永磁调速装置，使其结构尽量简单，同时可避免增加电机或负载轴载荷，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。
实用新型内容
针对现有技术中的永磁调速装置所存在的上述缺陷，本实用新型提供了一种能够在电机转速保持不变的工况下调节负载转速的永磁涡流调速器。
依据本实用新型的一个方面，提供了一种永磁涡流调速器，包括：
第一外转子盘和第二外转子盘，这两个外转子盘由限位板连接成鼠笼型整体，每个外转子盘的内侧固定一铜盘；
第一内转子盘和第二内转子盘，这两个内转子盘包裹于所述鼠笼型整体内，每个内转子盘的内部放置一永磁体；
调速盘，通过平键固定在传动轴上；
执行机构，固定于所述调速盘且连接至一固定座；
输入端盖，用于将导杆与所述第一内转子盘连接，所述第一内转子盘在套筒上滑动；
输出端盖，用于将轴承压紧于所述第二内转子盘和外转套上，所述外转套的圆周上固定一转臂，
其中，所述调速盘与所述第一内转子盘和所述第二内转子盘的轴心位于同一直线，所述调速盘分别通过第一连杆和第二连杆铰接于所述第一内转子盘和所述第二内转子盘，在电机转速不变的工况下操作所述转臂时，所述第一内转子盘和所述第二内转子盘以所述调速盘为中心沿所述传动轴的轴向在相反方向上滑动。
在其中的一实施例，所述执行机构包括一燕尾槽和一燕尾滑块，所述燕尾滑块通过所述连杆连接至所述固定座，所述燕尾滑块可在燕尾槽中滑动，且所述燕尾槽固定于所述调速盘。
在其中的一实施例，当所述第二内转子盘沿轴向以第一方向运动时，所述固定座拉动所述第二连杆运动使得所述燕尾滑块在所述燕尾槽中运动，与所述燕尾滑块铰接的第一连杆拉动所述第一内转子盘沿轴向以第二方向运动，所述第一方向与所述第二方向相反。
在其中的一实施例，所述传动轴采用弹性联轴器和负载轴连接，当所述电机带动所述第一外转子盘、所述第二外转子盘和所述铜盘转动时，所述铜盘产生涡流，并且所述涡流产生感应磁场，藉由所述感应磁场和永磁体自身磁场的相互作用使所述第一内转子盘和所述第二内转子盘转动。
在其中的一实施例，所述第一外转子盘和所述第二外转子盘通过法兰固定于电机轴，且每个外转子盘的外侧设有散热片。
在其中的一实施例，所述第一内转子盘和所述第二内转子盘的材质为铝或铝合金。
在其中的一实施例，所述铜盘表面与所述永磁体的磁极相对，所述永磁体为方形或扇形，且数量为偶数，这些永磁体以S磁极和N磁极间隔交错排列。
在其中的一实施例，所述永磁涡流调速器还包括内转套和支架，所述内转套由轴承支撑固定于所述传动轴，且所述内转套的端部固定于所述支架，所述支架支撑整个内转子总成。
在其中的一实施例，所述永磁涡流调速器还包括压盖和滚针轴承，所述压盖将所述滚针轴承固定于所述外转套上。
在其中的一实施例，所述内转套外表面加工有螺旋槽，当扳动所述转臂时，所述外转套的滚针轴承沿着所述内转套的螺旋槽运动，使得所述外转套产生轴向位移。
相比于现有技术，采用本实用新型的永磁涡流调速器至少具有以下优点：
1)永磁体放置于内转子盘中，内转子盘的材料为铝或铝合金，输入端盖将导杆与内转子盘连接，在导杆的导向下内转子盘沿套筒的轴向滑动，套筒固定于传动轴上。这种结构避免内转子盘的悬空，提高了两内转子盘的同心度，保证内转子盘转动的平稳性；
2)调速盘固定于传动轴上，调速盘上固定燕尾槽(或矩形槽)，燕尾槽(或矩形槽中)放置燕尾滑块(或矩形滑块、滚轮)。此种结构较简单，加工制造和安装都较容易；
3)调速盘和两个内转子盘通过连杆铰接，调速盘与两内转子盘同心，两内转子盘以调速盘为中心沿传动轴轴向向相反方向滑动。与齿轮齿条结构相比，可大大提高传动的平稳性和调速的平滑性，同时安装也较容易；
4)内转套的端部固定于支架上，支架支撑整个内转子总成。该结构不会对负载轴产生任何影响，提高了系统的可靠性。
此外，本实用新型的永磁涡流调速器还可提高负载速度调节的精度与可靠性，具有更好的力学性能，可减小传动系统振动与噪声。在电机转速不变的工况下，调节负载转速还能够让定速电机系统的负载转速调节简单易行。
附图说明
读者在参照附图阅读了本实用新型的具体实施方式以后，将会更清楚地了解本实用新型的各个方面。其中，
图1示出本实用新型的永磁涡流调速器的剖面示意图；
图2示出图1的永磁涡流调速器的永磁体的排列示意图；
图3示出图1的永磁涡流调速器的调速盘与内转子盘的连接示意图；以及
图4示出图1的永磁涡流调速器的内转套与外转套的连接示意图。
主要部件符号说明
外转子盘 1
法兰 2
散热片 3
铜盘 4
限位板 5
内转子盘 6a、6b
永磁体 7
盖板 8a、8b
固定座 9
连杆 10a、10b
输入端盖 11
套筒 12
导杆 13
燕尾槽 14
燕尾滑块 15
调速盘 16
平键 17
传动轴 18
输出端盖 19
轴承 20
压盖 21
滚针轴承 22
外转套 23
内转套 24
轴承 25、26
转臂 27
支架 28
具体实施方式
为了使本申请所揭示的技术内容更加详尽与完备，可参照附图以及本实用新型的下述各种具体实施例，附图中相同的标记代表相同或相似的组件。然而，本领域的普通技术人员应当理解，下文中所提供的实施例并非用来限制本实用新型所涵盖的范围。此外，附图仅仅用于示意性地加以说明，并未依照其原尺寸进行绘制。
下面参照附图，对本实用新型各个方面的具体实施方式作进一步的详细描述。
图1示出本实用新型的永磁涡流调速器的剖面示意图。图2示出图1的永磁涡流调速器的永磁体的排列示意图。图3示出图1的永磁涡流调速器的调速盘与内转子盘的连接示意图。图4示出图1的永磁涡流调速器的内转套与外转套的连接示意图。
参照图1，本实用新型的永磁涡流调速器至少包括两个外转子盘1、铜盘4、限位板5、内转子盘6a和6b、永磁体7、固定座9、调速盘16、平键17、传动轴18、执行结构、输入端盖11、套筒12、导杆13、输出端盖19、外转套23、轴承25和26、转臂27。具体地，两个外转子盘1由限位板5连接成鼠笼型整体，每个外转子盘1的内侧固定一铜盘4。内转子盘6a和6b包裹于上述鼠笼型整体内，每个内转子盘的内部放置一永磁体7。调速盘16通过平键17固定在传动轴18上。执行机构固定于调速盘16且连接至一固定座9。在一具体实施例中，该执行机构包括一燕尾槽14和一燕尾滑块15。燕尾滑块15通过连杆10连接至固定座9，燕尾滑块15可在燕尾槽14中滑动，且燕尾槽14固定于调速盘16。当内转子盘6b沿轴向朝左运动时，固定座9拉动第二连杆10b运动使得燕尾滑块15在燕尾槽14中运动，与燕尾滑块15铰接的第一连杆10a拉动内转子盘6a沿轴向朝右运动。
输入端盖11用于将导杆13与内转子盘6a连接，内转子盘6a在套筒12上是可滑动的。输出端盖19用于将轴承压紧于内转子盘6b和外转套23上，外转套23的圆周上固定一转臂27。其中，调速盘16与内转子盘6a和6b的轴心位于同一直线，调速盘16分别通过第一连杆10a和第二连杆10b铰接于内转子盘6a和内转子盘6b，在电机转速不变的工况下操作转臂27时，内转子盘6a和内转子盘6b以调速盘16为中心沿传动轴18的轴向在相反方向上滑动。
此外，在图1中，永磁涡流调速器还包括法兰2、固定在外转子盘1外侧的散热片3、将永磁体7放置在内转子盘6a、6b的盖板8a、8b。，盖板上设置固定座9、压盖21、滚针轴承22、内转套24、支架28。连杆10(包括第一连杆部10a和第二连杆部10b)连接固定座9与燕尾滑块15。
在一具体实施例中，该永磁涡流调速器还包括内转套24和支架28，内转套24由轴承25和26支撑固定于传动轴18，且内转套24的端部固定于支架28，支架28支撑整个内转子总成。压盖21将滚针轴承22固定于外转套23上。内转套24的外表面加工有螺旋槽，当扳动转臂27时，外转套23的滚针轴承22沿着内转套24的螺旋槽运动，使得外转套23产生轴向位移。如此一来，外转套23带动内转子6b靠近铜盘4或远离铜盘，内转子6b的轴向运动通过连杆10(连杆10a和10b)及燕尾滑块15的运动使得内转子6a也靠近或远离铜盘4，内转子6a和6b与铜盘4之间距离改变后，磁场作用力也随之改变，从而可使得在电机转速不变的工况下，调节负载转速。
使用过程中，法兰2安装于电机轴，通过胀紧套锁紧，传动轴18采用弹性联轴器和负载轴连接。电机带动外转子盘1和铜盘4转动，铜盘4产生涡流，并且涡流在永磁体7的磁场作用下，产生感应磁场，感应磁场与永磁体7自身的磁场相互作用，从而带动内转子盘6a和6b运动。内转子盘6a和6b将扭矩通过导杆13传递到调速盘16上，从而带动传动轴18转动。
如图2所示，内转子盘6a和6b在圆周方向上开孔，以便放置偶数个方形或扇形的永磁体7。铜盘4的表面与永磁体7的磁极相对，这些永磁体以S磁极和N磁极间隔交错排列。
如图3所示，内转子盘6b轴向运动，通过固定座9拉动连杆10b运动，由于连杆10a、10b与燕尾滑块15铰接，连杆10b运动使得燕尾滑块15在燕尾槽14中运动，进而连杆10a拉动内转子盘6a运动，从而使得内转子盘6a和6b向相反方向运动。
如图4所示，内转套24外表面有螺旋槽，固定于外转套23的滚针轴承22可在螺旋槽中滑动，当外转套23转动时(转臂27转动时)，由于内转套24被固定于支架28上，使得外转套23沿着内转套24的螺旋槽运动，使得外转套23产生轴向位移。
相比于现有技术，采用本实用新型的永磁涡流调速器至少具有以下优点：
1)永磁体放置于内转子盘中，内转子盘的材料为铝或铝合金，输入端盖将导杆与内转子盘连接，在导杆的导向下内转子盘沿套筒的轴向滑动，套筒固定于传动轴上。这种结构避免内转子盘的悬空，提高了两内转子盘的同心度，保证内转子盘转动的平稳性；
2)调速盘固定于传动轴上，调速盘上固定燕尾槽(或矩形槽)，燕尾槽(或矩形槽中)放置燕尾滑块(或矩形滑块、滚轮)。此种结构较简单，加工制造和安装都较容易；
3)调速盘和两个内转子盘通过连杆铰接，调速盘与两内转子盘同心，两内转子盘以调速盘为中心沿传动轴轴向向相反方向滑动。与齿轮齿条结构相比，可大大提高传动的平稳性和调速的平滑性，同时安装也较容易；
4)内转套的端部固定于支架上，支架支撑整个内转子总成。该结构不会对负载轴产生任何影响，提高了系统的可靠性。
此外，本实用新型的永磁涡流调速器还可提高负载速度调节的精度与可靠性，具有更好的力学性能，可减小传动系统振动与噪声。在电机转速不变的工况下，调节负载转速还能够让定速电机系统的负载转速调节简单易行。
上文中，参照附图描述了本实用新型的具体实施方式。但是，本领域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以对本实用新型的具体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本实用新型权利要求书所限定的范围内。
Claims (10)
1.一种永磁涡流调速器，其特征在于，所述永磁涡流调速器包括：
第一外转子盘和第二外转子盘，这两个外转子盘由限位板连接成鼠笼型整体，每个外转子盘的内侧固定一铜盘；
第一内转子盘和第二内转子盘，这两个内转子盘包裹于所述鼠笼型整体内，每个内转子盘的内部放置一永磁体；
调速盘，通过平键固定在传动轴上；
执行机构，固定于所述调速盘且连接至一固定座；
输入端盖，用于将导杆与所述第一内转子盘连接，所述第一内转子盘在套筒上滑动；
输出端盖，用于将轴承压紧于所述第二内转子盘和外转套上，所述外转套的圆周上固定一转臂，
其中，所述调速盘与所述第一内转子盘和所述第二内转子盘的轴心位于同一直线，所述调速盘分别通过第一连杆和第二连杆铰接于所述第一内转子盘和所述第二内转子盘，在电机转速不变的工况下操作所述转臂时，所述第一内转子盘和所述第二内转子盘以所述调速盘为中心沿所述传动轴的轴向在相反方向上滑动。
2.根据权利要求1所述的永磁涡流调速器，其特征在于，所述执行机构包括一燕尾槽和一燕尾滑块，所述燕尾滑块通过所述连杆连接至所述固定座，所述燕尾滑块可在燕尾槽中滑动，且所述燕尾槽固定于所述调速盘。
3.根据权利要求2所述的永磁涡流调速器，其特征在于，当所述第二内转子盘沿轴向以第一方向运动时，所述固定座拉动所述第二连杆运动使得所述燕尾滑块在所述燕尾槽中运动，与所述燕尾滑块铰接的第一连杆拉动所述第一内转子盘沿轴向以第二方向运动，所述第一方向与所述第二方向相反。
4.根据权利要求1所述的永磁涡流调速器，其特征在于，所述传动轴采用弹性联轴器和负载轴连接，当所述电机带动所述第一外转子盘、所述第二外转子盘和所述铜盘转动时，所述铜盘产生涡流，并且所述涡流产生感应磁场，藉由所述感应磁场和永磁体自身磁场的相互作用使所述第一内转子盘和所述第二内转子盘转动。
5.根据权利要求1所述的永磁涡流调速器，其特征在于，所述第一外转子盘和所述第二外转子盘通过法兰固定于电机轴，且每个外转子盘的外侧设有散热片。
6.根据权利要求1所述的永磁涡流调速器，其特征在于，所述第一内转子盘和所述第二内转子盘的材质为铝或铝合金。
7.根据权利要求1所述的永磁涡流调速器，其特征在于，所述铜盘表面与所述永磁体的磁极相对，所述永磁体为方形或扇形，且数量为偶数，这些永磁体以S磁极和N磁极间隔交错排列。
8.根据权利要求1所述的永磁涡流调速器，其特征在于，所述永磁涡流调速器还包括内转套和支架，所述内转套由轴承支撑固定于所述传动轴，且所述内转套的端部固定于所述支架，所述支架支撑整个内转子总成。
9.根据权利要求8所述的永磁涡流调速器，其特征在于，所述永磁涡流调速器还包括压盖和滚针轴承，所述压盖将所述滚针轴承固定于所述外转套上。
10.根据权利要求9所述的永磁涡流调速器，其特征在于，所述内转套外表面加工有螺旋槽，当扳动所述转臂时，所述外转套的滚针轴承沿着所述内转套的螺旋槽运动，使得所述外转套产生轴向位移。
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| CN201420312511.2U Expired - Lifetime CN203896172U (zh) | 2014-06-12 | 2014-06-12 | 一种永磁涡流调速器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN203896172U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104009610A (zh) * | 2014-06-12 | 2014-08-27 | 上海市东方海事工程技术有限公司 | 一种永磁涡流调速器 |
| CN105656268A (zh) * | 2014-11-28 | 2016-06-08 | 铃木株式会社 | 外转子型可变励磁式电动机 |
-
2014
- 2014-06-12 CN CN201420312511.2U patent/CN203896172U/zh not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104009610A (zh) * | 2014-06-12 | 2014-08-27 | 上海市东方海事工程技术有限公司 | 一种永磁涡流调速器 |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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| CX01 | Expiry of patent term |
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