[發明專利]軸間永磁耦合機構

有效

• 申請號: 201210486673.3
• 申請日: 2012-11-27
• 公開（公告）號: CN102916559A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 徐俊峰
• 申請（專利權）人: 鎮江市江南礦山機電設備有限公司
• 主分類號: H02K51/00
• 分類號: H02K51/00
• 代理公司: 鎮江京科專利商標代理有限公司 32107
• 代理人: 夏哲華

技術領域

本發明涉及一種機構傳動裝置，具體是一種用于在兩根轉軸之間傳遞扭矩的軸間永磁耦合機構。

背景技術

對于扭矩的輸出和調整，現有技術中有多種方式，具體包括：

1、目前工業中廣泛應用的聯軸機構，這些機構多為剛性或液壓耦合連接等，而且傳遞扭矩及轉速不可調節。由于系統運行情況復雜多變，難以精確保證兩軸對中，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。

2、當前變頻調速廣泛應用在工業現場中，通過控制電機來控制輸出轉速，價格比較昂貴，結構和操作復雜，變頻器的電力電子器件工作在開關狀態，因而產生大量諧波，污染電網，影響通訊，而且電子器件穩定性不好，容易老化，使用壽命不長，并且對環境的要求較高，對環境溫度與濕度以及粉塵有很大的要求，不適合在惡劣的環境中工作。

3、目前已有用于永磁調速驅動的永磁耦合機構，其基本結構是：設置安裝在各自轉動軸上的導體轉子及永磁轉子，導體轉子與永磁轉子同軸設置并保持有氣隙；工作過程中，當導體轉子與永磁轉子發生相對轉動，則由于永磁場與導體之間的電磁作用，使導體轉子與永磁轉子之間產生使兩者相耦合的力矩，達到扭矩輸出的目的；通過調節導體轉子與永磁轉子之間的作用氣隙，可獲得可調節的負載扭矩和轉速，達到調速的目的?，F有結構的這類耦合器，其沿圓周分布的永磁體內的磁場方向通常是垂直于導體轉子與永磁轉子之間的磁場作用面的，其磁場分布較散而且強度不高（最高磁感應強度只能達到400~500mT），如果要傳動較大的扭矩，需要把結構做的較大，限制了該技術的推廣。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，對現有永磁耦合機構進行改進，提供一種磁場分布集中，導體轉子與永磁轉子作用面處的磁感應強度大，能夠傳遞較大扭矩，能夠對傳遞扭矩進行調節，并且結構緊湊、對安裝精度要求低、傳動和調節平穩可靠的軸間永磁耦合機構。

本發明的軸間永磁耦合機構包括有同軸設置的永磁轉子和導體轉子，永磁轉子和導體轉子上分別分布有永磁體和導體；所述永磁轉子和導體轉子均為圓盤結構，永磁轉子和導體轉子的端面相對，形成氣隙；永磁轉子上的永磁體包括有主磁體和輔助磁體；多個主磁體在永磁轉子端面上沿圓周分布，在相鄰主磁體之間安置有由導磁材料制成的導磁體，在每一個導磁體的遠離導體轉子的一側設置有一個輔助磁體；所述主磁體的磁極方向（即S極與N極的連線方向）位于永磁轉子的圓周方向上，并且相鄰主磁體的磁極方向相向或相背；所述輔助磁體的磁極方向垂直于永磁轉子的端面，并且相鄰輔助磁體的磁極方向相反；并且，與每一個導磁體相鄰的兩個主磁體和一個輔助磁體，它們與同一導磁體接觸的側面處磁極均為同一極性。

該機構還包括有能夠改變永磁轉子和導體轉子的軸向相對位置的調節裝置。

本發明采用永磁耦合調速的結構原理，對永磁轉子的磁路結構進行創造性的優化，通過提供一種新型的永磁磁場的磁系結構，使主磁體與輔助磁體位置相互配合，永磁磁場能夠更加集中于永磁與導體之間的作用面，使磁路間隙產生更強的永磁磁場（最高磁感應強度能達到1000mT以上），從而能夠在較小的體積下傳遞更大的扭矩；通過調節裝置對永磁轉子和導體轉子的軸向相對位置進行調節，可以改變永磁轉子和導體轉子間的作用距離，從而可獲得可調節的輸出轉矩和轉速；永磁轉子與導體轉子通過磁場作用傳遞扭矩，可實現動力無接觸傳遞，消除振動，而且能允許更大的對中誤差，降低了設備精度要求和安裝難度，當設備過載時還可以保護設備，實現軟啟動功能。

附圖說明

圖1是本發明實施例的永磁轉子端面結構示意圖；

圖2是本發明實施例的縱剖面結構示意圖。

具體實施方式

如圖所示，本發明的軸間永磁耦合機構包括有同軸設置的永磁轉子1和導體轉子2，永磁轉子1和導體轉子2上分別分布有永磁體和導體，永磁轉子1和導體轉子2均為圓盤結構，永磁轉子1和導體轉子2的端面相對，形成氣隙3；永磁轉子1上的永磁體包括有主磁體4和輔助磁體5；多個主磁體4沿圓周分布，在相鄰主磁體4之間安置有由導磁材料制成的導磁體6；所述輔助磁體5位于每一個導磁體6的遠離導體轉子2的一側；所述主磁體4的磁極方向（即S極與N極的連線方向）位于永磁轉子的圓周方向上，并且相鄰主磁體4的磁極方向（附圖中用箭頭方向表示）相向或相背；輔助磁體5的磁極方向為永磁轉子的徑向，并且相鄰輔助磁體5的磁極方向相反；并且，與每一個導磁體6相鄰的兩個主磁體4和一個輔助磁體5，它們與同一導磁體6接觸的側面處磁極均為同一極性。

該機構還包括有能夠通過改變永磁轉子1和導體轉子2的軸向相對位置來調節永磁轉子和導體轉子之間氣隙的調節裝置7。調節裝置可采用各種通用的機械結構來實現，可人工調節也可自動調節。