[發明專利]Halbach盤式磁力耦合器

無效

• 申請號: 201210037733.3
• 申請日: 2012-02-20
• 公開（公告）號: CN102545538A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 李鍵;趙朝會;曹書豪;項峰;陳壘;袁龍生;張迪
• 申請（專利權）人: 上海電機學院
• 主分類號: H02K49/10
• 分類號: H02K49/10
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽

技術領域

本發明涉及一種新型盤式磁力耦合器，特別是涉及一種Halbach盤式磁力耦合器。

背景技術

對磁力傳動的研究可追溯至1943年，當時該項技術的首項知名專利在英國被授予給了霍華德兄弟。磁力驅動泵的早期工業開發由霍華德機械發展有限公司在20世紀40年代末首創。磁力驅動泵的主要組成部分為磁性聯軸器。磁性聯軸器在磁力驅動泵中作為傳動裝置，是利用了磁體能夠吸引鐵磁物質或磁體能接受磁場的磁力，而非鐵磁物質不受磁力影響或受磁力影響很小的特性。磁性聯軸器可無接觸地透過非磁導體（隔離套）進行動力傳輸。

永磁磁力耦合器是磁性聯軸器的一種。近年來，人們為了提高旋轉設備的可靠性，對聯軸器技術進行了長足的發展，關于聯軸器的新產品和新技術層出不窮。工業上廣泛應用的撓性聯軸器，包括鼓形齒式聯軸器、膜片聯軸器等，雖然允許在較大的對中誤差條件下運行，但卻會在電機和負載軸上產生周期性附加載荷，沒有從根本上解決問題。在實際中，電力系統運行情況是復雜多變的，無論怎樣保證嚴格兩軸的對中，設備運行一段時間后都會產生振動，從而加速磨損、縮短設備壽命。要想進一步提高設備的可靠性，一種辦法是消除電機軸和負載軸之間的剛性聯接，使得電機和負載之間振動隔離、互不影響，從而容許更大的對中誤差，當設備受到大沖擊、過載時保護設備，另外也可以進一步提供軟啟動功能。永磁耦合器作為一種非接觸聯軸器，通過磁場傳遞動力，無需機械接觸，具備上述特點。圖１為軸向式傳動結構，可以分為永磁－銅盤磁力耦合器（見圖３）和永磁-永磁磁力耦合器（見圖4），圖２為同心式傳動結構。

圖3所示的永磁－銅盤磁力耦合器采用的是盤式結構，該永磁－銅盤磁力耦合器的主動盤31由導磁盤311和永磁體312構成，永磁體312均勻的附在導磁盤311上，從動盤32采用銅盤。圖4所示的永磁-永磁磁力耦合器采用的也是盤式結構，該永磁-永磁磁力耦合器的主動盤41由導磁盤411和永磁體412構成，永磁體412均勻的附在導磁盤411上，從動盤42采用永磁體材料。圖3和圖4所示的磁力耦合器由于采用盤式結構，中間的氣隙比較大，所以會導致氣傳動隙磁密和永磁體利用率較低，導磁盤較厚、較重，因此極大的限制了耦合器的進一步應用。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的不足，提供一種永磁體采用Halbach陣列的盤式磁力耦合器。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種Halbach盤式磁力耦合器，包含由主動軸固定的主動盤和由負載軸固定的從動盤，所述主動盤包含盤體和Halbach列永磁體，所述Halbach列永磁體設置于盤體朝向從動盤的表面上，所述Halbach列永磁體環繞主動軸均勻分布，所述Halbach列永磁體的充磁方向是沿軸向。

進一步，所述盤體可以為導磁盤，也可以為非導磁盤。

進一步，所述從動盤與所述主動盤可以結構相同，即所述從動盤也包含盤體和Halbach列永磁體，該Halbach列永磁體的充磁方向也沿軸向；所述從動盤也可以為銅盤。

本發明的有益效果是：

通過采用Halbach列永磁體結構，使得一側的磁場很強，另一側很弱，提高了主動盤與從動盤之間的氣隙磁密，氣隙磁場呈正弦性分布，減小了轉矩脈動；?Halbach列永磁體結構具有磁自屏蔽效應，可以大大的減少漏磁，從而可以減少主動盤導磁盤材料的厚度，甚至主動導磁盤材料可以采用非導磁材料，比如鋁合金、工程塑料等，降低系統成本；Halbach列永磁體結構也提高了永磁體的材料利用率。

附圖說明

圖1是現有軸向式傳動結構的磁力耦合器的結構示意圖。

圖2是現有同心式傳動結構的磁力耦合器的結構示意圖。

圖3是現有永磁-銅盤磁力耦合器的結構示意圖。

圖4是現有永磁-永磁磁力耦合器的結構示意圖。

圖5為本發明Halbach盤式磁力耦合器的主動盤具有Halbach永磁體的結構示意圖。

圖6為本發明Halbach盤式磁力耦合器的主動盤和從動盤均具有Halbach永磁體的結構示意圖。

圖7為Halbach列永磁體結構的充磁方式的示意圖。

圖8為2塊90°角度排列的Halbach列永磁體的結構示意圖。

圖9為3塊60°角度排列的Halbach列永磁體的結構示意圖。

圖10為4塊45°角度排列的Halbach列永磁體的結構示意圖。

圖中涉及的附圖標記如下所示：