CN204615599U - 一种永磁调速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种永磁调速器，包括筒形的导体转子、永磁转子和导磁轭，所述导体转子、所述永磁转子和所述导磁轭同轴设置，所述永磁转子位于所述导体转子的内腔，所述永磁转子与所述导体转子之间设置有径向气隙，所述导磁轭位于所述永磁转子的外侧，所述导磁轭可轴向运动，通过调节所述导磁轭与所述永磁转子之间距离实现调整径向气隙的磁场强度。通过移动导磁轭来调节转矩和转速，所需的轴向空间较传统筒形永磁调速器大大缩小，而且导磁轭仅需很小的作用力就能调节径向气隙磁通的大小，解决了传统筒形永磁调速器轴向空间占用较大且调速机构复杂且作用力大的问题。

Description

一种永磁调速器

技术领域

本实用新型涉及一种驱动调速装置，具体涉及一种永磁调速器。

背景技术

在大型采矿、石油化工、电力及冶金等行业中，由于节能环保的需要，永磁调速装置的应用越来越广发。永磁调速装置能适应各种恶劣环境，包括电网电压波动大、谐波严重、易燃易爆、潮湿、粉尘等场所，可在线调节负载的转速，以满足系统实际运行需要，实现调速节能，节能率10％～65％。

现有的永磁调速器主要有筒形永磁调速器和盘式永磁调速器，筒形调速器靠调节筒形永磁转子与筒形导体转子在轴线方向的相对位置，以改变永磁转子和导体转子耦合的有效部分，进而调节转矩，这就需要的较大的轴向空间以利于永磁转子和导体转子之间进行相对轴向的移动；而盘式永磁调速器通过调节盘形永磁转子和导体转子之间的气隙来进行转矩的调节，进而实现对负载的调速。也需要较大的轴向空间已进行气隙的调节。这样在一些空间受限的地方难以应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种永磁调速器，其通过调节所述导磁轭6与永磁转子4之间距离来调整径向气隙的磁场强度，实现转矩和速度的调节。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种永磁调速器，包括筒形的导体转子、永磁转子和导磁轭，所述导体转子、所述永磁转子和所述导磁轭同轴设置，所述永磁转子位于所述导体转子的内腔，所述永磁转子与所述导体转子之间设置有径向气隙，所述导磁轭位于所述永磁转子的外侧，所述导磁轭可轴向运动，通过调节所述导磁轭与所述永磁转子之间距离实现调整径向气隙的磁场强度。

其中，还包括驱动轴和从动轴，所述驱动轴与所述导体转子同轴固定连接，所述从动轴穿过所述永磁转子的中心且与所述永磁转子固定连接。

其中，还包括固定套设于所述从动轴的丝杠套，所述丝杠套与所述从动轴无接触，所述导磁轭活动设置在所述丝杠套上。

其中，所述导磁轭靠近所述永磁转子的一端开有与所述导磁轭同轴的环形槽。

其中，当所述导磁轭靠近所述永磁转子方向运动时，所述导磁轭与所述永磁转子之间的最小距离为0.1～0.3mm，优选为0.15mm，当所述导磁轭远离所述永磁转子方向运动时，所述导磁轭与所述永磁转子的最大距离为15～25mm，优选为20mm。

其中，所述导体转子为筒形钢制转子，在所述导体转子内周设置有导体环；所述永磁转子内部设置有切向永磁体槽，所述切向永磁体槽内设置有第一永磁磁钢，相邻两个所述第一永磁磁钢的相对两个面的磁极相同。

优选地，还包括与永磁转子同轴的聚磁结构，所述聚磁结构设置于所述永磁转子的内侧，所述聚磁结构包括第二永磁磁钢和端部聚磁导磁盘，所述第二永磁磁钢位于所述永磁转子与所述端部聚磁导磁盘之间，所述第二永磁磁钢与所述第一永磁磁钢一一对应，第二永磁磁钢与对应的第一永磁磁钢的磁极相同。

其中，所述导体环为铜材质或者铝材质的导体环。

其中，所述端部聚磁导磁盘、所述第二永磁磁钢以及所述永磁转子之间通过销钉连接。

其中，所述导体转子通过销钉与所述驱动轴固定连接，所述永磁转子与所述从动轴为过盈配合。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：一种永磁调速器，包括筒形的导体转子、永磁转子和导磁轭，所述导体转子、所述永磁转子和所述导磁轭同轴设置，所述永磁转子位于所述导体转子的内腔，所述永磁转子与所述导体转子之间设置有径向气隙，所述导磁轭位于所述永磁转子的外侧，所述导磁轭可轴向运动，通过调节所述导磁轭与所述永磁转子之间距离实现调整径向气隙的磁场强度。通过调整导磁轭沿从动轴轴向移动，来进行永磁调速器传递转矩和转速的调节，所需的轴向空间较传统筒形永磁调速器大大缩小，而且，导磁轭仅需要很小的作用力就能调节通过径向气隙的磁通，不需要像传统永磁调速器靠移动整个永磁转子进行磁通的调节，解决了传统筒形永磁调速器轴向空间占用较大且调速机构复杂的问题。本实用新型的永磁调速器的结构更加简单、紧凑，磁通更加易于调节。在保持同样的外型的尺寸下，能传递更高的扭矩，能实现可重复的、可调整的、可控制的输出扭矩和转速，实现调速节能的目的。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的永磁调速器的结构示意图。

图2为本实用新型实施例一的永磁调速器的横截面视图。

图3为本实用新型实施例二的永磁调速器的结构示意图。

图4为本实用新型实施例二的永磁调速器的聚磁结构示意图。

图中：

1-驱动轴；2-从动轴；3-导体转子；4-永磁转子；5-丝杠套；6-导磁轭；7-导体环；8-切向永磁体槽；9-第一永磁磁钢；10-端部聚磁导磁盘；10-第二永磁磁钢。

具体实施方式

下面结合附图1～4并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

实施例一

如图1～2所示，一种永磁调速器，包括筒形的导体转子3、永磁转子4和导磁轭6，导体转子3、永磁转子4和导磁轭6同轴设置，永磁转子4位于导体转子3的内腔，永磁转子4与导体转子3之间设置有径向气隙，导磁轭6位于永磁转子4的外侧的丝杠套5上，丝杠套5与外部基座或支架连接固定，导磁轭6可在丝杠套5上做轴向运动，通过调节导磁轭6与永磁转子4之间距离实现径向气隙磁场强度的调整。导磁轭6是指本身不生产磁场(磁力线)、在磁路中只是起磁力线传输的软磁材料，本实施例中的导磁轭6为圆盘型，其直径接近于永磁转子4的外径。根据磁阻最小原理，磁力线总是趋近于磁阻最小的路径优先通过，因此本实施例通过设置导磁轭6，来建立一条磁阻比径向气隙磁路的磁阻更小的、新的磁通路径，即磁通从永磁转子4的N极出发，经永磁转子4、导磁轭6又回到永磁转子4的S极，经过该磁通路径的磁通不参与转矩的传递，属于无效磁通；而通过导体转子3与永磁转子4之间的径向气隙的磁通，参与转矩的传递，为有效磁通，通过调整由导磁轭6新建磁通路径的开通和关断，便可调节通过导体转子3与永磁转子4之间径向气隙的有效磁通大小，最终实现转矩与转速的调节。

本实施例中，还包括驱动轴1和从动轴2，驱动轴1与导体转子3同轴固定连接，从动轴2穿过永磁转子4的中心且与永磁转子4固定连接。驱动轴1带动导体转子3旋转，切割永磁转子4产生的磁力线，在导体环7内产生涡流电流，涡流电流产生感应磁场，与永磁转子4产生的永磁磁场相互作用，实现转矩的传递。

本实施例还包括固定套设于所述从动轴2的丝杠套5，丝杠套5固定在外部基座或支架上，从动轴2从其内孔穿过，两者同轴且无接触，导磁轭6与丝杠套5组成一组丝杠副，并且可以沿丝杠套5前后移动，进而改变导磁轭6与永磁转子之间的距离，从而改变新建立的磁路的磁阻大小，调节通过该磁路的磁通，进而改变导体转子3与永磁转子4之间的径向气隙的磁通，实现转矩与转速的调节。

上述实施例中，导磁轭6还可以通过其他方式沿从动轴2的轴向前后运动，例如采用外置齿轮、齿条等控制导磁轭6沿从动轴2的轴向前后运动，进而调节径向气隙的磁通。

本实施例中的导磁轭6靠近永磁转子4的一端开有与导磁轭6同轴的环形槽，以避免在导磁轭6的该端面上产生涡电流。当然，导磁轭6也可以采用硅钢片卷绕而成。

当导磁轭6靠近永磁转子4方向运动时，导磁轭6与永磁转子4之间的最小距离为0.1～0.3mm，优选为0.15mm，当导磁轭6远离永磁转子4方向运动时，导磁轭6与永磁转子4的最大距离为15～25mm，优选为20mm。导磁轭6运动至该最大距离时，导磁轭6与永磁转子4之间的气隙较大，磁路的磁阻最大，因此通过该磁路的磁通很少，磁通绝大部分供给导体转子3与永磁转子4之间的径向气隙磁场，进行转矩的传递，此时转矩最大；当导磁轭6慢慢向永磁转子4靠近时，导磁轭6与永磁转子4之间的气隙慢慢变小，新建立的磁路的磁阻逐渐变小，通过该磁路的磁通渐渐增多，与此同时，提供给导体转子3与永磁转子4之间的径向气隙的磁通慢慢减少，所传递的转矩与转速也随之慢慢减少；导磁轭6旋转至该最小距离时，导磁轭6与永磁转子4之间的气隙达到最小，该新建立的磁路的磁阻很小，几乎全部的磁通都通过该磁路闭合，提供给导体转子3与永磁转子4之间的径向气隙的磁通几乎为零，此时不再进行转矩的传递，转速为零。

本实施例中的导体转子3为筒形钢制转子，为了进一步增加导体转子3旋转时产生的涡流电流的电流强度，进而增强所产生的感应磁场，进一步有效传递转矩，作为本实施例优选的实施方案，在导体转子3的内周设置有导体环7；永磁转子3内部设置有切向永磁体槽8，切向永磁体槽8内设置有第一永磁磁钢9，相邻两个第一永磁磁钢9的相对两个面的磁极相同。本实施例中，磁通从第一永磁磁钢9的N极出发，经永磁转子4、导磁轭6回到第一永磁磁钢9的S极，形成闭合磁路，这部分磁通不参与转矩的传递，属于无效漏磁通，其余的不通过该磁路的磁通则大部分供给径向气隙磁场，进行转矩的传递。

实施例二

如图3～4所示，为了进一步增加永磁转子4提供的永磁磁通，本实施例在上述实施例一的基础上进行了改进。本实施例还包括与永磁转子4同轴的聚磁结构，聚磁结构设置于永磁转子4的内侧，聚磁结构包括第二永磁磁钢11和端部聚磁导磁盘10，第二永磁磁钢11位于永磁转子4与端部聚磁导磁盘10之间，第二永磁磁钢11与第一永磁磁钢9一一对应，第二永磁磁钢11与对应的第一永磁磁钢9的磁极相同。端部聚磁导磁盘10可以对第二永磁磁钢11进行保护，并赖以形成聚磁磁通闭合回路。

在上述实施例一与实施例二中，导体环7为铜材质或者铝材质导体环。其中铝材质导体环比较便宜，但是导电性能比较差，而铜材质的导体环导电性能较好，因此，本实施例优选铜材质的导体环。

上述的端部聚磁导磁盘10、第二永磁磁钢11以及永磁转子4之间通过销钉连接。导体转子3通过销钉与驱动轴1连接以进行固定，永磁转子4与从动轴2为过盈配合，以减少从动轴2带动永磁转子4旋转时发生窜动。

本实用新型采用一种间接的方法对工作气隙磁场进行调节，即给出了另外一条磁阻更小的磁路，且该磁通路径能够很方便地实现开通和关断，进而实现对工作气隙磁场强度的调节，具体是通过移动导磁轭来调节新建立磁路的开通和关断，进而实现气隙磁场强度的调节。避免了传统的筒形永磁调速器靠调节永磁转子与筒形导体转子在轴线方向的相对位置来调节永磁转子和导体转子耦合的有效部分，不需要额外较大的轴向空间，也避免了复杂的调速机构，使得整个调速器的结构更加紧凑、合理，相同体积下的传递转矩得到大幅提高。

本实用新型的上述实施例只是为了清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。在上述实施例的基础上，还可以就具体实施结构做其他不同形式的变化，凡是属于本实用新型的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种永磁调速器，其特征在于，包括筒形的导体转子(3)、永磁转子(4)和导磁轭(6)，所述导体转子(3)、所述永磁转子(4)和所述导磁轭(6)同轴设置，所述永磁转子(4)位于所述导体转子(3)的内腔，所述永磁转子(4)与所述导体转子(3)之间设置有径向气隙，所述导磁轭(6)位于所述永磁转子(4)的外侧，所述导磁轭(6)可轴向运动，通过调节所述导磁轭(6)与所述永磁转子(4)之间距离实现调整径向气隙的磁场强度。

2.根据权利要求1所述的永磁调速器，其特征在于，还包括驱动轴(1)和从动轴(2)，所述驱动轴(1)与所述导体转子(3)同轴固定连接，所述从动轴(2)穿过所述永磁转子(4)的中心且与所述永磁转子(4)固定连接。

3.根据权利要求2所述的永磁调速器，其特征在于，还包括固定套设于所述从动轴(2)的丝杠套(5)，所述丝杠套(5)与所述从动轴(2)无接触，所述导磁轭(6)活动设置在所述丝杠套(5)上。

4.根据权利要求1所述的永磁调速器，其特征在于，所述导磁轭(6)靠近所述永磁转子(4)的一端开有与所述导磁轭(6)同轴的环形槽。

5.根据权利要求1所述的永磁调速器，其特征在于，当所述导磁轭(6)靠近所述永磁转子(4)方向运动时，所述导磁轭(6)与所述永磁转子(4)之间的最小距离为0.1～0.3mm，当所述导磁轭(6)远离所述永磁转子(4)方向运动时，所述导磁轭(6)与所述永磁转子(4)的最大距离为15～25mm。

6.根据权利要求1所述的永磁调速器，其特征在于，所述导体转子(3)为筒形钢制转子，在所述导体转子(3)内周设置有导体环(7)；所述永磁转子(3)内部设置有切向永磁体槽(8)，所述切向永磁体槽(8)内设置有第一永磁磁钢(9)，相邻两个所述第一永磁磁钢(9)的相对两个面的磁极相同。

7.根据权利要求1所述的永磁调速器，其特征在于，还包括与永磁转子(4)同轴的聚磁结构，所述聚磁结构设置于所述永磁转子(4)的内侧，所述聚磁结构包括第二永磁磁钢(11)和端部聚磁导磁盘(10)，所述第二永磁磁钢(11)位于所述永磁转子(4)与所述端部聚磁导磁盘(10)之间，所述第二永磁磁钢(11)与所述第一永磁磁钢(9)一一对应，第二永磁磁钢(11)与对应的第一永磁磁钢(9)的磁极相同。

8.根据权利要求1至7任一项所述的永磁调速器，其特征在于，所述导体环(7)为铜材质或者铝材质的导体环。

9.根据权利要求7所述的永磁调速器，其特征在于，所述端部聚磁导磁盘(10)、所述第二永磁磁钢(11)以及所述永磁转子(4)之间通过销钉连接。

10.根据权利要求1至7任一项所述的永磁调速器，其特征在于，所述导体转子(3)通过销钉与所述驱动轴(1)固定连接，所述永磁转子(4)与所述从动轴(2)为过盈配合。