[實用新型]新型徑向磁場的感應式異步永磁耦合器

有效

• 申請號: 201120367834.8
• 申請日: 2011-10-02
• 公開（公告）號: CN202334249U
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 余虹錦;吳小燕
• 申請（專利權）人: 余虹錦;吳小燕
• 主分類號: H02K49/04
• 分類號: H02K49/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明是一種新型徑向磁場的感應式異步永磁耦合器，是是一種可隔離沖擊負荷且高效節能、結構簡單的傳動軸耦合連接裝置，可廣泛應用于中小型電機拖動和動力傳動領域。?

背景技術

目前在工礦企業中使用著大量的交流異步電動機(包括380V/660V低壓電動機和3KV/6KV中壓電動機)，常規的電機拖動連接基本都是采用法蘭盤直軸連接，雖然具有結構簡單、傳動效率較高的特點，但由于絕大多數的連接場合都屬于帶負載連接且直軸的剛性連接沒有緩沖，從而導致相當多的異步電動機及其拖動系統處于非經濟的運行狀態，白白地浪費掉大量的電能。究其原因，大致是由以下幾種情況造成的：?

①??由于大部分電動機采用帶滿負荷直接起動方式，除了造成對電網及拖動系統的沖擊和事故之外，8～10倍的起動電流造成巨大的能量損耗。?

②??為滿足滿載大力矩起動的要求，在進行電動機容量選配時，往往片面追求大的安全余量，且層層加碼，結果使電動機容量過大，造成“大馬拉小車”的現象，導致電動機偏離最佳工況點，運行效率和功率因數降低。?

③??從電動機拖動的生產機械自身的運行經濟性考慮，往往要求電力拖動系統具有變壓、變速調節能力，若用定速定壓拖動，勢必造成大量的額外電能損失。?

由以上原因分析可知，導致工業領域大量使用的交流異步電動機非經濟運行的最根本原因還在于結構過于簡單的法蘭盤剛性直軸連接方式無法緩沖滿負載起動的沖擊，從而導致巨大的能量消耗所致。雖然電機拖動領域也采取了降壓起動、電子軟起動等措施，但都是從電機輸入端采取措施來限制電機起動的沖擊負荷。?

近年來，隨著節能降耗技術日新月異般的發展。在交流異步電動機拖動領域，開始出現從電機輸出端來隔離起動時的沖擊負荷并實現無級調速的新技術——即永磁耦合驅動及調速技術。最早公知的永磁耦合驅動及調速技術參見美國專利No.5477094，是一種盤形軸向磁場的、氣隙可調的永磁耦合調速器，該永磁耦合調速器由盤形的實心導體銅盤作為主驅動盤和安裝有稀土磁鋼的從動盤所組成，其工作原理是靠實心銅盤旋轉時感應渦流并通過渦流來驅動永磁從動盤跟隨旋轉做功，通過調節兩輪盤的間隙大小改變氣隙長度來調整兩輪盤的轉差率而實現無級調速；此種結構有其致命缺陷：第一，實心銅盤實際上阻隔了稀土磁鋼的磁路，導致磁路磁阻很大，大量的稀土磁鋼提供的磁勢消耗在導磁率很低的氣隙和磁路一部分的銅盤上，導致氣隙磁通密度反而很低，稀土材料的高磁能積優勢沒有充分得到利用；第二，實心銅盤導致感應的渦流無固定的流向而內部電流紊亂，而且由于沒有導磁強的材料形成特定路徑的磁路使得渦流產生的磁場強度也不高。以上磁路結構和電路結構的缺陷，導致該永磁耦合調速器所傳遞的力矩和功率受到極大限制，且使得該永磁耦合調速器的發熱現象很嚴重。?

近期，國內也于2011年3月公知了幾種針對上述美國專利技術缺陷的改進型專利結構，參見中國專利ZL200910162313.6、ZL200910148102.7和ZL200910148103.1，這幾種專利結構比較系統、徹底而全面地解決了美國專利的不足，是解決高電壓、大功率重型交流異步電動機起動和恒功率調速的比較理想的技術方案。但在面對工業領域大量使用的中小型低壓交流異步電動機，以上側重于無級調速的專利結構的永磁耦合調速器又顯得結構過于復雜，在應用上受到很大的限制，而在國民經濟領域大量的電能卻又恰恰消耗在這眾多的中小型低壓交流異步電動機拖動系統中，其造成的能源損失宏觀上遠遠大于高電壓的、重型交流異步電動機拖動系統；因此，針對中小型低壓電動機拖動系統(5kW～300kW)而言，解決起動沖擊隔離的實用結構應該成為重點，一種結構簡單、安裝便捷且可采用現有電機工業領域成熟工藝技術而快速系列化推廣應用的新型感應式異步永磁耦合器是當前電動機節能降耗的當務之急。?

發明內容