CN210927422U - 一种空心轴单驱双动盘式永磁调速器 - Google Patents

Abstract

一种空心轴单驱双动盘式永磁调速器，包括导体转子、永磁转子、轴向移动机构、换向机构，导体转子和永磁转子均呈盘式，所述导体转子与所述永磁转子之间存在间隙；所述轴向移动机构具有油缸、活塞和活塞杆，第一传动轴采用空心轴，活塞杆穿过第一传动轴中央空心，活塞杆相对于第一传动轴轴向滑动；第一永磁转子盘安装于活塞杆一端，带动第一永磁转子盘相对于第一导体环进行轴向间隙调整；第一永磁转子盘连接换向机构，换向机构连接第二永磁转子盘，带动第二永磁转子盘相对于第二导体环进行轴向间隙调整；第二永磁转子盘与第一永磁转子盘同步相向运动；整个调节结构更简单，尺寸更小，实现驱动双永磁转子盘进行同步相向运动。

Description

一种空心轴单驱双动盘式永磁调速器

技术领域

本实用新型属于永磁调速技术领域，尤其涉及一种空心轴单驱双动盘式永磁调速器。

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泛。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，调速范围0-98％，节能率10％～65％。工作时，电机带动永磁调速器的导体转子转动，导体转子上的铜导体切割永磁转子上永磁体发出的磁感线产生涡流，涡流产生感应磁场，感应磁场与永磁体的源磁场发生耦合作用进而产生扭矩，使永磁转子带动负载转动，由于永磁调速技术简单、可靠，设备使用寿命长，无电磁波干扰问题；所以很多条件艰难的场所的调速装置逐渐被永磁调速器代替。

现有的永磁调速器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；产品轴向尺寸大，给现场改造带来很大的不便；另外调速时，永磁转子需要移动，设备悬臂长、振动大、容易损坏轴承、设备可靠性不好；调节时，由于永磁转子质量、转动惯量大、易冲击；调节装置负载、调节轴承受力过大易损坏；设备振动大、发热高、永磁体易失效；同时调节气隙时还需要克服较大的永磁吸力的作用。这都导致在一些空间受限的地方难以应用。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种空心轴单驱双动盘式永磁调速器，调节结构更简单，尺寸更小，同时不用移动整体设备结构，使得设备的质量中心、安装位置始终保持固定。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种空心轴单驱双动盘式永磁调速器，包括导体转子、永磁转子、轴向移动机构、换向机构，导体转子和永磁转子均呈盘式，所述导体转子与所述永磁转子之间存在间隙；其特征在于，导体转子具有两个相对导体环，永磁转子具有两个永磁转子盘，分别对应两个导体环；永磁转子随第一传动轴同步转动；所述轴向移动机构具有油缸、活塞和活塞杆，第一传动轴采用空心轴，活塞杆穿过第一传动轴中央空心，两者同轴布置，活塞杆相对于第一传动轴轴向滑动；第一永磁转子盘安装于活塞杆一端，带动第一永磁转子盘相对于第一导体环进行轴向间隙调整；第一永磁转子盘连接换向机构，换向机构连接第二永磁转子盘，带动第二永磁转子盘相对于第二导体环进行轴向间隙调整；第二永磁转子盘与第一永磁转子盘同步相向运动。

进一步地，导体转子固定于第二联接套上，第二联接套圆筒形，套装在第二传动轴上，导体转子随第二传动轴同步转动。

进一步地，两个永磁转子盘为圆盘状，其中心套筒部位形成内花键，安装于第一联接套的两端外表面，与第一联接套两端的外花键形成花键配合，第一联接套圆筒形，套装在第一传动轴上，两个永磁转子盘随第一传动轴同步转动，并相对于第一传动轴轴向移动。

进一步地，第一联接套中部具有凸起盘状结构，两个永磁转子盘分别位于凸起盘状结构左右两侧。

进一步地，远离第一联接套凸起盘状结构的第一传动轴端部安装轴向移动机构的油缸；换向机构安装于第一联接套凸起盘状结构一侧。

进一步地，油缸内设置有活塞，活塞一侧伸出相应的活塞杆；活塞杆穿过第一传动轴中央空心，活塞杆一端上固定安装联接盘，联接盘连接第一永磁转子盘；第一永磁转子盘上安装拉杆，拉杆穿过凸起盘状结构后固定连接于换向机构，换向机构连接第二永磁转子盘上。

进一步地，换向机构由齿轮移动套、齿轮、齿条座组成；齿轮移动套安装于拉杆一端，其内圆周弧面沿第一联接套表面滑动，其外圆周形成齿形与齿轮进行啮合；齿条座端部固定于第二永磁转子盘上，其内侧面形成齿形与齿轮进行啮合。

进一步地，齿轮通过固定座安装于凸起盘状结构侧面。

进一步地，活塞杆穿过第一传动轴内部空腔，同轴布置；活塞杆的两端部通过导向组件分别与第一传动轴配合安装，活塞杆相对于第一传动轴左右滑动。

进一步地，导向组件由轴套组成，轴套嵌入第一传动轴的空腔端部，活塞杆与轴套之间采用间隙配合；两个导向组件分别位于与第一传动轴两端出口处。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、采用盘式转子和液压驱动，调节结构更简单，尺寸更小，同时不用移动整体设备结构，使得设备的质量中心、安装位置始终保持固定。

2、采用单油缸设置，通过联动机构，实现驱动双永磁转子盘进行运动，结构简单可靠。

附图说明

图1为永磁调速器结构图；

图2为轴部A-A向示意图；

图3为永磁转子B-B向示意图；

图4为联接套外花键示意图；

图5为永磁转子移动盘内花键示意图；

图6为换向机构C-C向示意图；

图7为固定座示意图；

图8为齿条座示意图；

图中：1螺栓，2联接套(电机或负载)，3螺钉，4导体环，5螺栓，6导体联接盘，7联接环，8螺栓，9联接件，10永磁转子，11永磁转子移动盘，12螺栓，13油管，14油管，15螺栓，16螺栓，17固定座，18螺栓，19螺栓，20导体联接盘，21螺栓，22开口销，23永磁转子移动盘，24螺栓，25齿条座，26齿轮，27油管，28密封圈，29密封圈，30活塞环，31联接套(负载或电机)，32螺母，33轴套，34螺母，35螺栓，36旋转液压接头，37油管，38密封圈，39联接盘，40螺母，41键，42轴(电机或负载)，43螺母，44拉杆，45轴套，46螺母，47螺栓，48活塞杆，49轴，50键，51挡圈，10-1永磁磁钢，10-2永磁体固定环；

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的技术方案进行详细的说明。

如图所示，本实用新型提供一种空心轴单驱双动盘式永磁调速器，包括导体转子、永磁转子，所述导体转子与所述永磁转子之间存在气隙。

所述导体转子呈圆筒形，包括圆盘状导体联接盘6、导体联接盘20、联接环2、两个导体环4。联接套2套装在轴42(电机轴或负载轴)上。在联接套2上通过螺栓安装导体联接盘6，导体联接盘6、导体联接盘20之间利用联接件9固定连接；导体联接盘6、导体联接盘20的周边内侧面分别安装有两个导体环4，导体环4半径大小与永磁转子半径相对应，由导体材料构成导体环结构，如采用铜环结构的导体环4，用于切割由永磁转子产生的磁场并在导体内部产生相应的感应电流；永磁转子用于产生磁场；导体转子与永磁转子之间存在间隙；导体转子与永磁转子均进行旋转运动，导体转子固定安装于电机轴或负载轴上，永磁转子安装于负载轴或电机轴上，通过导体转子与永磁转子之间的感应磁场作用实现机械传动。

永磁转子包括两个永磁转子盘，一个由永磁转子移动盘11、永磁转子10组成，永磁转子10为环状，安装在永磁转子移动盘11周边，与导体转子的铜环相对应；另一个由永磁转子移动盘23、永磁转子10组成。永磁转子移动盘11、永磁转子移动盘23为圆盘状，其中心套筒部位形成内花键，安装于联接套31的两端外表面，与联接套31两端的外花键形成花键配合，起到对永磁转子的轴向移动导向作用。

联接套31为圆筒形，套装在轴22(负载轴或电机轴)上，其中部具有凸起盘状结构，联接套31两端的外圆周上设置外花键，永磁转子的两个永磁转子盘分别位于凸起盘状结构左右两侧，通过花键配合连接作用，永磁转子随轴22同步转动。

两个永磁转子盘还固定于轴向移动机构，进行左右移动，与导体转子铜环间隙进行调整变化。

所述轴向移动机构采用液压驱动方式。

包括活塞杆48。活塞杆48为圆柱体。其一端固定联接盘39，联接盘39为圆盘状或其他结构形状，其圆心处开孔套于活塞杆48端部，并通过螺母压紧固定；联接盘39周边固定连接永磁转子移动盘11。活塞杆48沿轴向运动时，可带动永磁转子移动盘11同样沿轴向动作。

永磁转子移动盘11上圆周均布设有多个安装孔，用于固定连接有拉杆44，拉杆44穿过凸起盘状结构固定连接于换向机构，并通过换向机构连接永磁转子移动盘23上，可带动永磁转子移动盘23左右移动；采用换向机构实现永磁转子移动盘11、永磁转子移动盘23同步相向动作。

换向机构由齿轮移动套13、齿轮26、齿条座25组成。齿轮移动套13安装于拉杆44一端，内圆周弧面沿联接套31表面滑动，外圆周形成齿形与齿轮26进行啮合。齿条座25端部固定于永磁转子移动盘23上，其内侧面形成齿形与齿轮26进行啮合。

齿轮13通过固定座17安装于凸起盘状结构侧面。

当拉杆44带动齿轮移动套13右移，相应齿轮26旋转带动齿条座25左移，永磁转子移动盘23也同样左移。

轴22采用空心轴结构，活塞杆48穿过轴22内部空腔，同轴布置。活塞杆48的两端部通过导向组件分别与轴22配合安装，活塞杆48相对于轴22可左右滑动。导向组件由轴套组成，轴套嵌入轴22的空腔端部，活塞杆48与轴套之间采用间隙配合，可自由滑动。两个导向组件分别位于与轴22两端出口处。

轴22出口端还安装有油缸53，油缸53为筒形，一端封闭，另一端设置与活塞杆48配合的圆孔，并固定于轴22出口端。活塞杆48穿过圆孔伸入油缸53内部。

处于油缸53内部的活塞杆48端部安装活塞环30，活塞环30为圆盘状，与油缸53内腔相配合。油缸53内腔构成工作油腔，活塞杆48在工作油腔中滑动。工作油腔由活塞杆48的盘状活塞环30分为左右两个油室，分别接入压力油，活塞杆48在油压作用下进行左右滑动，并带动所连接的永磁转子左右轴向移动。

活塞环30与油缸53内腔的安装配合面上安装密封圈。油缸53端部圆孔与活塞杆48外周的安装配合面上安装密封圈。

油缸53封闭端部上安装有旋转液压接头，油缸53的两个工作油室分别连接液压油管至旋转接头，并分别连接外部油压装置，提供进出左右两个油室的液压油。

实施例：

本实施例的盘式永磁调速器，包括盘式导体转子、设置在盘式导体转子内侧的永磁转子、带动永磁转子相对于导体转子移动的轴向移动机构。

导体转子通过负载联轴器安装在负载轴上，筒式导体转子的内侧面安装有铜导体环。其中，永磁转子通过电机联轴器安装在电机驱动轴上，永磁转子侧面设置有沿圆周均匀分布的永磁体。导体转子与永磁转子之间存在气隙，无接触，轴向移动机构与永磁转子同轴设置；轴向移动机构带动永磁转子轴向移动。

设置外部驱动机构，通过液压油驱动活塞杆，控制轴向移动机构的轴向移动，外部驱动机构可以采用气动、液动方式，也可采用控制更精确的伺服电机或步进电机，亦或者采用手动调节，凡是能实现本实用新型的电动的或非电动的控制结构均为本实用新型的保护范围。

具体应用时，联接套2套装在轴42上，通过键41连接。导体转子端部平面套装在联接套2上，并用螺栓将导体转子和联接套2刚性连接起来。

联接套31套装在轴22上，永磁转子的两个永磁转子盘分别位于凸起盘状结构左右两侧，通过花键配合连接作用，起到对永磁转子的轴向移动导向作用和保持同步转动。

外部液压油分别进入油缸左右两个油室，在液压油推动下活塞杆发生轴向移动，并带动两个永磁转子盘轴向相向运动。

本实用新型工作原理：永磁转子相对于导体转子的轴向位置变化，导体转子的铜导体切割磁感线量相应变化，传递扭矩变化。

当电机启动，电机驱动轴带动永磁转子转动，导体转子内铜导体切割永磁转子中永磁体中的磁感线，在铜导体上产生感应电流，进而形成感应磁场，感应磁场与永磁体的磁场相互耦合作用产生扭矩驱动负载转动。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的解释，并不用于限制本实用新型，尽管对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种空心轴单驱双动盘式永磁调速器，包括导体转子、永磁转子、轴向移动机构、换向机构，导体转子和永磁转子均呈盘式，所述导体转子与所述永磁转子之间存在间隙；其特征在于，导体转子具有两个相对导体环，永磁转子具有两个永磁转子盘，分别对应两个导体环；永磁转子随第一传动轴同步转动；所述轴向移动机构具有油缸、活塞和活塞杆，第一传动轴采用空心轴，活塞杆穿过第一传动轴中央空心，两者同轴布置，活塞杆相对于第一传动轴轴向滑动；第一永磁转子盘安装于活塞杆一端，带动第一永磁转子盘相对于第一导体环进行轴向间隙调整；第一永磁转子盘连接换向机构，换向机构连接第二永磁转子盘，带动第二永磁转子盘相对于第二导体环进行轴向间隙调整；第二永磁转子盘与第一永磁转子盘同步相向运动。

2.根据权利要求1所述的空心轴单驱双动盘式永磁调速器，其特征在于，导体转子固定于第二联接套上，第二联接套圆筒形，套装在第二传动轴上，导体转子随第二传动轴同步转动。

3.根据权利要求1所述的空心轴单驱双动盘式永磁调速器，其特征在于，两个永磁转子盘为圆盘状，其中心套筒部位形成内花键，安装于第一联接套的两端外表面，与第一联接套两端的外花键形成花键配合，第一联接套圆筒形，套装在第一传动轴上，两个永磁转子盘随第一传动轴同步转动，并相对于第一传动轴轴向移动。

4.根据权利要求3所述的空心轴单驱双动盘式永磁调速器，其特征在于，第一联接套中部具有凸起盘状结构，两个永磁转子盘分别位于凸起盘状结构左右两侧。

5.根据权利要求4所述的空心轴单驱双动盘式永磁调速器，其特征在于，远离第一联接套凸起盘状结构的第一传动轴端部安装轴向移动机构的油缸；换向机构安装于第一联接套凸起盘状结构一侧。

6.根据权利要求5所述的空心轴单驱双动盘式永磁调速器，其特征在于，油缸内设置有活塞，活塞一侧伸出相应的活塞杆；活塞杆一端上固定安装联接盘，联接盘连接第一永磁转子盘；第一永磁转子盘上安装拉杆，拉杆穿过凸起盘状结构后固定连接于换向机构，换向机构连接第二永磁转子盘上。

7.根据权利要求6所述的空心轴单驱双动盘式永磁调速器，其特征在于，换向机构由齿轮移动套、齿轮、齿条座组成；齿轮移动套安装于拉杆一端，其内圆周弧面沿第一联接套表面滑动，其外圆周形成齿形与齿轮进行啮合；齿条座端部固定于第二永磁转子盘上，其内侧面形成齿形与齿轮进行啮合。

8.根据权利要求7所述的空心轴单驱双动盘式永磁调速器，其特征在于，齿轮通过固定座安装于凸起盘状结构侧面。

9.根据权利要求1所述的空心轴单驱双动盘式永磁调速器，其特征在于，活塞杆穿过第一传动轴内部空腔，同轴布置；活塞杆的两端部通过导向组件分别与第一传动轴配合安装，活塞杆相对于第一传动轴左右滑动。

10.根据权利要求9所述的空心轴单驱双动盘式永磁调速器，其特征在于，导向组件由轴套组成，轴套嵌入第一传动轴的空腔端部，活塞杆与轴套之间采用间隙配合；两个导向组件分别位于与第一传动轴两端出口处。

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