CN204559366U - 一种单极式锥形永磁耦合调速器 - Google Patents

Abstract

一种单极式锥形永磁耦合调速器，由导体转子和永磁转子构成，其特点是；导体转子包括铁盘支架，铁盘支架上装配导体环，导体转子的外部连接端与负载转轴连接；永磁转子包括铁盘支架，铁盘支架上装配永磁体磁极和软铁磁极，永磁体磁极和软铁磁极间隔交替地安装在铁盘支架上，永磁转子的外部连接端与电机转轴连接；永磁转子与电机转轴之间装配操纵机构，操纵机构调节导体转子与永磁转子的耦合距离和面积，导体转子的导体环与永磁转子的永磁体磁极和软铁磁极保持不接触的耦合状态，相对转动实现磁力线切割产生转矩传递动力。本实用新型可以减少一半永磁体磁极，而且没有变频调速器的整流和逆变过程，不消耗电能，没有电磁污染。

Description

一种单极式锥形永磁耦合调速器

技术领域

本实用新型涉及一种永磁耦合调速器，特别涉及一种单极式锥形永磁耦合调速器，属于降耗节能技术领域。

背景技术

目前，变频器在电机调速领域应用广泛。控制方法是改变电机的输入电压频率来控制电机和负载的转速。借助于电力电子器件的高效可控优势，对交流供电电源进行整流、滤波、逆变等调整后变化为幅值、频率符合电机工况需求的电压，实现电机运行效率最优化，达到节能减排等目的。

但利用变频器调速存在以下不足之处。

1、变频器中的电力电子器件在对电压整流、逆变等过程中，会产生各种高次谐波，对供电系统、负载及相邻电气设备造成干扰。通常要再投入谐波治理装置配合使用。

2、电力电子器件属于高精密元器件，对周围环境的变化的适应能力较差，对于外界因素影响比较敏感，容易损坏，使用寿命受到限制。

3、大功率变频器发热严重，必须配备专门温度控制装置如空调，保证变频器安全运行。

4、变频器装配在电机与电源之间，无法改变电机与负载硬连接的现状，无法去除负载振动对电机寿命的影响。

为解决变频调速技术的工程不利问题，出现了不少永磁耦合调速装置，美国麦格纳福斯早在1998年2月20日就提出了一种可调节磁力耦合器。现有的永磁耦合调速装置中，导体转子和永磁转子的结构形式大致分为三种：盘形、筒形和锥形。其中，永磁转子上的永磁磁极都是由极性相反的永磁体间隔交替装配的，永磁材料用量很大，成本高影响推广应用。

发明内容

本实用新型的目的就在于解决现有技术存在的上述问题，经过反复试验和研究后，提供了一种单极式锥形永磁耦合调速器。本实用新型给出的这种单极式锥形永磁耦合调速器，通过导体转子与永磁转子非接触的磁力耦合工作方式传递并调节转矩，达到调节传动系统中负载转速和实现节能的目的。

本实用新型所采用的技术方案如下。

一种单极式锥形永磁耦合调速器，由导体转子1和永磁转子2构成，其特点是。

所述的导体转子1包括铁盘支架10，铁盘支架10上装配导体环11，导体转子1的外部连接端与负载转轴3连接。

所述的永磁转子2包括铁盘支架6，铁盘支架6上装配永磁体磁极7和软铁磁极8，永磁体磁极7和软铁磁极8间隔交替地安装在铁盘支架6上，永磁转子2的外部连接端与电机转轴4连接。

所述的永磁转子2与电机转轴4之间装配操纵机构5，所述的操纵机构5调节导体转子1与永磁转子2的耦合距离和面积即位移，所述的导体转子1的导体环11与永磁转子2的永磁体磁极7和软铁磁极8保持不接触的耦合状态，相对转动实现磁力线切割产生转矩传递动力。

导体转子1的铁盘支架10上装配的导体环11是具有一定宽度和坡度的导电性能好的锥形环，所述的铁盘支架10是具有一定宽度和坡度的导磁性好的锥形筒。

永磁转子2的铁盘支架6上装配的永磁体磁极7和软铁磁极8是具有相同尺寸的瓦状体结构，所述永磁体磁极7和软铁磁极8的瓦状体具有相同尺寸。

瓦状体永磁体磁极充磁方向为径向，所有永磁体磁极的极性沿相同方向装配在永磁转子2的铁盘支架6上；软铁磁极8与永磁体磁极7间隔交替装配。

通过操纵机构5来调节导体转子1与永磁转子2的轴向位移，改变导体转子1与永磁转子2之间的耦合程度，从而改变导体环11切割磁力线的转矩，实现传动调速。

本实用新型给出的这种单极式锥形永磁耦合调速器，使用外形尺寸相同、数量相等的永磁体磁极7和软铁磁极8间隔交替地装配在铁盘支架6上，永磁体磁极7和软铁磁极8的间隔交替布置方式，在工作过程中软铁磁极会被磁化，自动形成与永磁体磁极极性相反的磁特征，可以节约一半永磁体磁极的用料，益于降低成本。

而且单极式锥形永磁耦合调速器没有整流、逆变过程，不消耗电能，对电源没有污染，不需要配备谐波治理装置。没有电力电子器件，使用机械方式调节，对环境适应能力强，使用寿命长。永磁耦合调速器装配在电机与负载之间，利用磁力耦合传递力矩，实现电机与负载的软连接，消除负载的振动对电机的影响。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是。

1、实现可重复的、可调节可控制的输出转矩和转速，达到调速节能的目的。

2、加装软铁磁极，减少一半永磁体磁极的用量，降低成本益于推广应用。

3、无接触动力传递，可实现电机空载软起动，对电网无电流冲击和无电磁污染。

4、调速装置使用寿命长，运行期间维护费用低。

5、安装方便，运行环境无要求，无需配备安全保护装置。

6、实现电机与负载的软连接，消除负载振动对电机的冲击。

附图说明

图1为本实用新型单极式锥形永磁耦合调速器的结构主视图。

图2为本实用新型单极式锥形永磁耦合调速器永磁转子的结构主视图。

图3为本实用新型单极式锥形永磁耦合调速器的永磁体磁极和软铁磁极的立体视图。

图4为本实用新型单极式锥形永磁耦合调速器导体转子的结构主视图。

图5为本实用新型单极式锥形永磁耦合调速器实施例的调速特性曲线。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例对本发明做更详细地说明。

如图1所示，本实用新型的一种实施例，一种单极式锥形永磁耦合调速器由导体转子1和永磁转子2构成，所述的导体转子1的外部连接端与负载转轴3连接，所述的永磁转子2的外部连接端与电机转轴4连接，所述的永磁转子2与电机转轴4之间装配操纵机构5，所述的操纵机构5调节导体转子1与永磁转子2的耦合距离和面积即位移，所述的导体转子1与永磁转子2不接触，相对转动实现磁力线切割产生转矩传递动力。

如图2所示，永磁转子2包括铁盘支架6，所述的铁盘支架6上装配永磁体磁极7和软铁磁极8，所述的永磁体磁极7和软铁磁极8间隔交替地安装在铁盘支架6上，所述的永磁转子的铁盘支架6的外部连接端设置键槽9，所述的键槽9用于连接电机转轴4.所述的永磁体磁极7和软铁磁极8的立体视图如图3所示，永磁体磁极7沿径向即厚度方向充磁。

如图4所示，导体转子1包括铁盘支架10，所述的铁盘支架10上装配导体环11，所述的铁盘支架10外部连接端设置12，所述的键槽12用于连接负载转轴3。

如附图1所示，单极式锥形永磁耦合调速器的操纵机构5调节导体转子1与永磁转子2的相对位置即轴向位移，从而改变导体转子1与永磁转子2的耦合程度，改变导体环切割磁力线的转矩，实现负载转速的调节；本实施例为50Hz电源供电的2极电机拖动风机负载调速运行，调速特性曲线如图5所示。

以上所述仅为本实用新型的一种实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，比如导体转子和永磁转子与电机和负载之间连接关系的变化或者原动机可能不是电机而是其它原动力装置等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种单极式锥形永磁耦合调速器，由导体转子（1）和永磁转子（2）构成，其特点是；

所述的导体转子（1）包括铁盘支架（10），铁盘支架（10）上装配导体环（11），导体转子（1）的外部连接端与负载转轴（3）连接；

所述的永磁转子（2）包括铁盘支架（6），铁盘支架（6）上装配永磁体磁极（7）和软铁磁极（8），永磁体磁极（7）和软铁磁极（8）间隔交替地安装在铁盘支架（6）上，永磁转子（2）的外部连接端与电机转轴（4）连接；

所述的永磁转子（2）与电机转轴（4）之间装配操纵机构（5），所述的操纵机构（5）调节导体转子（1）与永磁转子（2）的耦合距离和面积即位移，所述的导体转子（1）的导体环（11）与永磁转子（2）的永磁体磁极（7）和软铁磁极（8）保持不接触的耦合状态，相对转动实现磁力线切割产生转矩传递动力。

2.根据权利要求1所述的单极式锥形永磁耦合调速器，其特征在于导体转子（1）的铁盘支架（10）上装配的导体环（11）是具有一定宽度和坡度的导电性能好的锥形环，所述的铁盘支架（10）是具有一定宽度和坡度的导磁性好的锥形筒。

3.根据权利要求1所述的单极式锥形永磁耦合调速器，其特征在于永磁转子（2）的铁盘支架（6）上装配的永磁体磁极（7）和软铁磁极（8）是具有相同尺寸的瓦状体结构，所述永磁体磁极（7）和软铁磁极（8）的瓦状体具有相同尺寸。

4.根据权利要求3所述的单极式锥形永磁耦合调速器，其特征在于瓦状体永磁体磁极充磁方向为径向，所有永磁体磁极（7）的极性沿相同方向装配在永磁转子（2）的铁盘支架（6）上，软铁磁极（8）与永磁体磁极（7）间隔交替装配。