CN203933253U - 一种磁流变柔性电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及动力技术领域，具体的说是一种磁流变柔性电机，定子设置于机壳内，风扇套装在转子上，转子轴承嵌入后端盖，后端盖与机壳固定装配连接，转子插入转子轴承与机壳连接，输出轴套入动力轴封板，O型密封圈套入动力轴，动力轴封板与动力轴固定装配连接，骨架油封嵌入动力轴封板，磁钢块嵌入动力轴架，中轴承嵌入动力轴架，中轴承压板靠紧中轴承并套装限位在动力轴架上，动力轴架套装入前端盖并靠紧定位套，动力轴套入转子轴，前端盖与机壳装配连接，构成整体。本实用新型优点在于：将磁流变的材料特性应用于电机技术领域，实现了动力柔性输出功能，解决了电机安全启动问题，具有出力大、体积小、结构简单等优点。

Description

一种磁流变柔性电机

[技术领域]

本实用新型涉及动力技术领域，具体的说是一种可覆盖传统中小电机的使用领域，特别适用于电机频繁启动，动力负载较大和高湿、高温、有害气体环境的应用场合的具有柔性启动、过载保护和高效节能功能的磁流变柔性电机。

[背景技术]

目前，传统的电机动力控制主要采用电源保护、降压启动、变频控制、过流保护等电气控制方法，传统的电机动力具有刚性输出特性、存在着动力保护电路复杂、电器配件多、使用成本高、维护周期短的缺点。

磁流变液体是一种新型相变材料，当施加磁场时，磁流变液体就在毫秒级的瞬间由牛顿流体变成塑性体或有一定屈服剪应力的粘弹性体，在强磁场作用下，抗剪切力很大，呈现出高粘度、低流动性的液体特性，在零磁场条件下呈现出低粘度的特性，其剪切屈服强度与磁场强度具有稳定的对应关系，正是磁流变液的这种流变可控性使其能够实现阻尼力的连续可变，从而达到电机动力柔性输出目的。

[发明内容]

本实用新型目的是为了解决传统的电机产品存在动力保护电路复杂、电器配件多、使用成本高、维护周期短等缺点，对传统电机进行了技术创新和升级，在原有电机产品基础上采用新颖的磁流变传动材料、永磁钢控制方式，使电机增加了柔性输出和过载保护功能，不但简化了电机控制方法，提高了节能使用效率，而且降低了电机使用成本，适用范围量大面广，工艺成熟，极具市场推广价值。

本实用新型的目的在于提供一种磁流变柔性电机，包括后端盖、机壳、转子、定子、中轴承压板、动力轴、动力轴架、O型密封圈、输出轴架、动力轴封板、前端盖、输出轴、输出轴承、骨架油封、磁流变液、磁钢圈、定位套、磁钢块、中轴承、风扇、转子轴承，定子设置于机壳内，风扇套装在转子上，转子轴承嵌入后端盖，后端盖与机壳固定装配连接，转子插入转子轴承与机壳连接，输出轴套入动力轴封板，0型密封圈套入动力轴，动力轴封板与动力轴固定装配连接，骨架油封嵌入动力轴封板，输出轴承嵌入输出轴架，磁钢圈嵌入输出轴架，输出轴架套装进前端盖，定位套装入前端盖并靠紧输出轴架，磁钢块嵌入动力轴架，中轴承嵌入动力轴架，中轴承压板靠紧中轴承并套装限位在动力轴架上，输出轴装入输出轴承，动力轴架套装入前端盖并靠紧定位套，动力轴套入转子轴，前端盖与机壳装配连接，构成整体。

前端盖内设有传动支架功能部件。

磁流变液作为动力轴与输出轴柔性传动的媒介体，实现了传统电机无法达到的动力柔性输出功能，直接解决了电机安全启动问题。

磁钢块产生的强磁场源，穿透动力轴、动力轴封板、输出轴、磁流变液，产生传动扭矩，使动力输出处于最佳的负载匹配状态，不但保障了电机运行的稳定性，而且有效控制了电机运行峰值电流。

磁钢圈采用N30H-N48H钕铁硼磁铁，磁钢圈与磁钢块对应面的极性相反。

上述的磁流变柔性电机的工作原理如下：

a.电机运行时由转子输出动力到动力轴，再通过传动媒介磁流变液将动力传递到输出轴，实现动力输出；

b.磁流变液在磁钢圈和磁钢块的强磁场中产生相变，由液体瞬变为类固体，相变后材料阻尼值大于50KPa/cm²，增加或减少磁钢块数量可以调整磁场强度，改变磁流变传动阻尼值；

c.电机启动时，由于输出轴具有的柔性传动特性，会自动降速启动，限制电流峰值；

e.负载受阻时，由于输出轴柔性传动，会自动避开负载峰值，保障动力安全运行。

本实用新型同传统的电机相比，本实用新型的优点在于：

1.将磁流变的材料特性应用于电机技术领域，实现了传统电机无法达到的动力柔性输出功能，直接解决了电机安全启动问题；

2.磁流变离合机构具有出力大、体积小、结构简单等优点，通过调整磁钢块数量，可改变输出轴的扭矩大小，使动力输出处于最佳的负载匹配状态，不但保障了电机运行的稳定性，而且有效控制了电机运行峰值电流；

3.本实用新型具有的柔性启动、过载保护、负载匹配的特征功能，能有效提高动力传动过程的安全和节能效果；

4.可有效简化传统的“降压启动、变频控制、电流保护”等电气控制方法，直接降低了电机控制的配套使用成本；

5.可直接采用现有的电机产品国际标准进行规模化生产，市场需求巨大，具有很强的市场覆盖率和产品竞争力；

6.对传统电机的技术创新和产业升级，起到积极的推进作用。

[附图说明]

图1是本实用新型的右视图；

图2是本实用新型的前视图；

图3是本实用新型的前视剖图；

图中：1.后端盖 2.机壳 3.转子 4.定子 5.中轴承压板 6.动力轴 7.动力轴架 8.O型密封圈 9.输出轴架 10.动力轴封板11.前端盖 12.输出轴 13.输出轴承 14.骨架油封 15.磁流变液16.磁钢圈 17.定位套 18.磁钢块 19.中轴承 20.风扇 21.转子轴承；

指定图3作为本实用新型的摘要附图。

[具体实施方式]

下面结合附图对本实用新型作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型是采用磁流变液作为动力传动媒介材料，以强磁钢作永磁源，使磁流变液保持稳定的相变(粘滞)状态和动力的输出扭矩，在负载启动或动力过载时，能自动降低输出转速、限制峰值电流，起到的保护和节能效果，磁流变柔性电机与传统的电机相比，具有柔性输出、过流保护、高效节能、降低配套成本和延长使用周期的优点。

实施例1

本装置按功能区分，其中由后端盖、机壳、转子、定子、风扇、转子轴承、前端盖组成电机本体功能部件；其中由中轴承压板、中轴承、动力轴架、定位套、输出轴架、输出轴承组成传动支架功能部件；其中由动力轴、0型密封圈、动力轴封板、输出轴、骨架油封、磁流变液、磁钢圈、磁钢块组成永磁式磁流变传动器功能部件，实施时将以上三种功能部件的零件按工艺程序组装磁流变柔性电机。

组装程序：

按附图3齐备制作的零件、强磁钢及磁流变液材料，装配程序具体描述如下：

(1)将定子4压装进机壳2内，风扇20套装在转子3上，转子轴承21嵌装进后端盖1，后端盖1与机壳2固定装配，转子3插装进机壳2、转子轴承21，完成第1组装工序；

(2)输出轴12套入动力轴封板10，O型密封圈8套入动力轴6，动力轴封板10与动力轴6固定装配，骨架油封14嵌装进动力轴封板10，完成第2组装工序；

(3)输出轴承13嵌装进输出轴架9，磁钢圈16嵌装进输出轴架9，输出轴,9套装进前端盖11，定位套17装入前端盖11并靠紧输出轴架9，完成第3组装工序；

(4)磁钢块18嵌装进动力轴架7，中轴承19嵌装进动力轴架7，中轴承压,5靠紧中轴承19并套装限位在动力轴架7上，完成第4组装工序；

(5)将完成第2组装工序的输出轴12装入第3组装工序的输出轴承13；将完成第4组装工序的动力轴架7套装入前端盖11并靠紧定位套17，完成第5组装工序；

(6)将完成第5组装工序的前端盖11与完成第1组装工序的机壳2固定装配(其中动力轴6套入转子轴3)，最终完成磁流变柔性电机产品的组装。

实施原理：

(1)电机运行时由转子3输出动力到动力轴6，再通过传动媒介磁流变液将动力传递到输出轴12，实现动力输出；

(2)磁流变液在磁钢圈16和磁钢块18的强磁场中产生相变，由液体瞬变为类固体，相变后材料阻尼值大于50KPa/cm²，增加或减少磁钢块18数量可以调整磁场强度，改变磁流变传动阻尼值；

(3)输出轴12圆周和厚度尺寸决定电机输出动力矩，可以按设计要求设定输出轴12输出力矩；

(4)电机启动时，由于输出轴12具有的柔性传动特性，会自动降速(延时)启动，限制电流峰值；

(5)负载受阻时，由于输出轴12柔性传动，会自动避开负载峰值，保障动力安全运行。

Claims (5)

1.一种磁流变柔性电机，包括后端盖、机壳、转子、定子、中轴承压板、动力轴、动力轴架、O型密封圈、输出轴架、动力轴封板、前端盖、输出轴、输出轴承、骨架油封、磁流变液、磁钢圈、定位套、磁钢块、中轴承、风扇、转子轴承，其特征在于定子设置于机壳内，风扇套装在转子上，转子轴承嵌入后端盖，后端盖与机壳固定装配连接，转子插入转子轴承与机壳连接，输出轴套入动力轴封板，O型密封圈套入动力轴，动力轴封板与动力轴固定装配连接，骨架油封嵌入动力轴封板，输出轴承嵌入输出轴架，磁钢圈嵌入输出轴架，输出轴架套装进前端盖，定位套装入前端盖并靠紧输出轴架，磁钢块嵌入动力轴架，中轴承嵌入动力轴架，中轴承压板靠紧中轴承并套装限位在动力轴架上，输出轴装入输出轴承，动力轴架套装入前端盖并靠紧定位套，动力轴套入转子轴，前端盖与机壳装配连接，构成整体。

2.如权利要求1所述的一种磁流变柔性电机，其特征在于前端盖内设有传动支架功能部件。

3.如权利要求1所述的一种磁流变柔性电机，其特征在于磁流变液作为动力轴与输出轴柔性传动的媒介体。

4.如权利要求1所述的一种磁流变柔性电机，其特征在于磁钢块产生的强磁场源，穿透动力轴、动力轴封板、输出轴、磁流变液，产生传动扭矩。

5.如权利要求1所述的一种磁流变柔性电机，其特征在于磁钢圈与磁钢块对应面的极性相反。