[發明專利]一種高效的可調節電磁扭矩的鍋箅永磁聯軸器

有效

• 申請號: 200910162060.2
• 申請日: 2009-08-11
• 公開（公告）號: CN101997392A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發明（設計）人: 余亞莉;林貴生
• 申請（專利權）人: 余亞莉
• 主分類號: H02K49/10
• 分類號: H02K49/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及傳動軸耦合驅動技術領域、負載調速技術領域及動力拖動領域，特別是一種高效的可調節電磁扭矩的鍋箅永磁聯軸器。

背景技術

在我們身邊，涉及到傳動軸耦合驅動和調速的領域比比皆是，汽車、火車、輪船和飛機等各種運輸工具中、幾乎各種工業場合中以及人們生產生活中用到的有動力(常見的有電機、內燃機)拖動的設備中大都會用到傳動軸耦合驅動和調速技術，相關的技術方案也林林總總。由于應用領域非常廣泛和繁雜，本發明所涉及的背景技術只側重電機拖動領域作重點介紹，但不是說其它方面不適用本發明技術方案。

當前，節能降耗已成為全社會關注的重點內容之一，而電機系統用電量約占全球用電量的60％，其中風機、泵類、壓縮機和空調制冷機的用電量分別占全球用電量的10.4％、20.9％、9.4％和6％。電機系統量大、面廣，節電潛力巨大。從國內來講，現有各類電機系統總裝機容量約4.2億千瓦，運行效率比國外先進水平低10---20個百分點，相當于每年浪費電能約1500億千瓦時。系統匹配不合理，“大馬拉小車”現象嚴重，設備長期低負荷運行；系統調節方式落后，大部分風機、泵類采用機械節流方式調節，效率比調速方式約低30％以上。在實際工程設計與應用中，為了保證負荷最大時風機或水泵系統滿足輸出要求，通常需要按系統的最大輸出能力配備風機水泵系統，而真正實用中，絕大多數情況下并非需要系統在滿負荷下使用?？梢酝ㄟ^調節氣隙實現流量和/或壓力的連續控制，取代原系統中控制流量和/或壓力的閥門，在電機轉速不變的情況下，調節風機或水泵的轉速，符合離心負載的比例定律。當輸出流量和/或壓力減少時，電機功率急劇下降，減少了能源需求，從而大大地節約了能源。目前電機拖動領域常用的技術都存在著很多方面的缺點和不足，隨著永磁耦合及調速技術的發展，將在許許多多應用領域逐漸退出市場或失去競爭能力。舉例來說：串級調速技術，可以回收轉差功率，但它不適合于鼠籠型異步電機，必須更換電機；不能實現軟啟動，啟動過程非常復雜；啟動電流大；調速范圍有限；響應慢，不易實現閉環控制；功率因數和效率低，并隨轉速的調低急劇下降；很難實現同PLC、DCS等控制系統的配合，對提高裝置的整體自動化程度和實現優化控制無益；同時因控制裝置比較復雜、諧波污染對電網有較大干擾，進一步限制了它的使用，屬落后技術。電磁轉差離合器調速技術，通過對電磁離合器勵磁電流的控制實現對其磁極的速度調節，這種系統一般也采用轉速閉環控制。這種調速系統全部轉差功率都被消耗掉，用增加轉差功率的消耗來換取轉速的降低，轉差率增大，轉差功率也增大，以發熱形式消耗在轉子電路里，使得系統效率也隨之降低，這類調速系統存在著調速范圍愈寬，轉差功率愈大，系統效率愈低的問題，控制裝置也較為復雜，故不值得提倡。液力耦合器調速技術，屬低效調速方式，調速范圍有限，高速丟轉約5％---10％，低速轉差損耗大，最高可達額定功率的30％以上，精度低、線性度差、響應慢，啟動電流大，裝置大，不適合改造；容易漏液、維護復雜、費用大，不能滿足提高裝置整體自動化水平的需要。變頻調速技術，是目前應用比較普遍和相對先進的技術，采用電力電子技術來實現對電機的速度調節，可以有效根據實際工況來自動控制，實現一定的節能效果。但是變頻設備易產生諧波，大功率變頻器對電網的諧波污染非常大，它比較“嬌貴”、對環境要求也比較苛刻，需要空調環境；高壓環境下故障率高，安全性差，變頻調速系統需要專業人員維護，而且易損備件時常需要更換，維護費用高，調速范圍小，特別是在其低速運行時對電機損害大，需要配備相應的變頻電機，對于常用的6000V以上高壓和50千瓦---10000千瓦型號的變頻器來說，其價格昂貴，且擁有者總成本非常大。

同樣，在其他的行業中，傳動軸耦合驅動及負載調速的場合也有著巨大的需求，對其技術進步的要求也一樣強烈，迫切需要新技術取代傳統技術，如汽車和機械設備上經常用到的離合器、聯軸器、變速器等等，由于絕大多數為硬聯接或摩擦聯接傳動結構，存在著效率低、易磨損、可靠性差、不易操控、制造加工組裝困難、設備啟動困難、軸對準要求高、噪聲和振動大等很多方面的缺點和不足。因此，動力傳輸耦合、調速及節能技術是一個永久的研究和開發課題。