[發(fā)明專利]軸間永磁耦合機(jī)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210486675.2
• 申請(qǐng)日: 2012-11-27
• 公開（公告）號(hào): CN102916561A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐俊峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鎮(zhèn)江市江南礦山機(jī)電設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): H02K51/00
• 分類號(hào): H02K51/00
• 代理公司: 鎮(zhèn)江京科專利商標(biāo)代理有限公司 32107
• 代理人: 夏哲華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種機(jī)構(gòu)傳動(dòng)裝置，具體是一種用于在兩根轉(zhuǎn)軸之間傳遞扭矩的軸間永磁耦合機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

對(duì)于扭矩的輸出和調(diào)整，現(xiàn)有技術(shù)中有多種方式，具體包括：

1、目前工業(yè)中廣泛應(yīng)用的聯(lián)軸機(jī)構(gòu)，這些機(jī)構(gòu)多為剛性或液壓耦合連接等，而且傳遞扭矩及轉(zhuǎn)速不可調(diào)節(jié)。由于系統(tǒng)運(yùn)行情況復(fù)雜多變，難以精確保證兩軸對(duì)中，設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間后都會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，從而加速磨損，縮短設(shè)備壽命。

2、當(dāng)前變頻調(diào)速?gòu)V泛應(yīng)用在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中，通過控制電機(jī)來控制輸出轉(zhuǎn)速，價(jià)格比較昂貴，結(jié)構(gòu)和操作復(fù)雜，變頻器的電力電子器件工作在開關(guān)狀態(tài)，因而產(chǎn)生大量諧波，污染電網(wǎng)，影響通訊，而且電子器件穩(wěn)定性不好，容易老化，使用壽命不長(zhǎng)，并且對(duì)環(huán)境的要求較高，對(duì)環(huán)境溫度與濕度以及粉塵有很大的要求，不適合在惡劣的環(huán)境中工作。

3、目前已有用于永磁調(diào)速驅(qū)動(dòng)的永磁耦合機(jī)構(gòu)，其基本結(jié)構(gòu)是：設(shè)置安裝在各自轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的導(dǎo)體轉(zhuǎn)子及永磁轉(zhuǎn)子，導(dǎo)體轉(zhuǎn)子與永磁轉(zhuǎn)子同軸設(shè)置并保持有氣隙；工作過程中，當(dāng)導(dǎo)體轉(zhuǎn)子與永磁轉(zhuǎn)子發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，則由于永磁場(chǎng)與導(dǎo)體之間的電磁作用，使導(dǎo)體轉(zhuǎn)子與永磁轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生使兩者相耦合的力矩，達(dá)到扭矩輸出的目的；通過調(diào)節(jié)導(dǎo)體轉(zhuǎn)子與永磁轉(zhuǎn)子之間的作用氣隙，可獲得可調(diào)節(jié)的負(fù)載扭矩和轉(zhuǎn)速，達(dá)到調(diào)速的目的。現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的這類耦合器，其沿圓周分布的永磁體內(nèi)的磁場(chǎng)方向通常是垂直于導(dǎo)體轉(zhuǎn)子與永磁轉(zhuǎn)子之間的磁場(chǎng)作用面的，其磁場(chǎng)分布較散而且強(qiáng)度不高（最高磁感應(yīng)強(qiáng)度只能達(dá)到400~500mT），如果要傳動(dòng)較大的扭矩，需要把結(jié)構(gòu)做的較大，限制了該技術(shù)的推廣。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，對(duì)現(xiàn)有永磁耦合機(jī)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，提供一種磁場(chǎng)分布集中，兩永磁轉(zhuǎn)子作用面處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大，能夠傳遞較大扭矩，能夠?qū)鬟f扭矩進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且結(jié)構(gòu)緊湊、對(duì)安裝精度要求低、傳動(dòng)和調(diào)節(jié)平穩(wěn)可靠的軸間永磁耦合機(jī)構(gòu)。

本發(fā)明的軸間永磁耦合機(jī)構(gòu)包括有同軸設(shè)置的兩個(gè)永磁轉(zhuǎn)子，兩個(gè)永磁轉(zhuǎn)子上分別分布有永磁體；兩永磁轉(zhuǎn)子均為圓盤結(jié)構(gòu)并且正面端面相對(duì)，形成氣隙；永磁轉(zhuǎn)子上的永磁體包括有主磁體和輔助磁體；多個(gè)主磁體在永磁轉(zhuǎn)子端面上沿圓周分布，在相鄰主磁體之間安置有由導(dǎo)磁材料制成的導(dǎo)磁體，在每一個(gè)導(dǎo)磁體的遠(yuǎn)離氣隙的一側(cè)設(shè)置有一個(gè)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(gè)導(dǎo)磁體相鄰的兩個(gè)主磁體和一個(gè)輔助磁體，它們與同一導(dǎo)磁體接觸的側(cè)面處磁極均為同一極性。

該機(jī)構(gòu)還包括有能夠改變兩個(gè)永磁轉(zhuǎn)子的軸向相對(duì)位置的調(diào)節(jié)裝置。

本發(fā)明采用永磁耦合調(diào)速的結(jié)構(gòu)原理，對(duì)永磁轉(zhuǎn)子的磁路結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)造性的優(yōu)化，通過提供一種新型的永磁磁場(chǎng)的磁系結(jié)構(gòu)，使主磁體與輔助磁體位置相互配合，永磁磁場(chǎng)能夠更加集中于兩永磁轉(zhuǎn)子的相對(duì)端面，使磁路間隙產(chǎn)生更強(qiáng)的永磁磁場(chǎng)（最高磁感應(yīng)強(qiáng)度能達(dá)到2000mT以上），從而能夠在較小的體積下傳遞更大的扭矩；通過調(diào)節(jié)裝置對(duì)兩個(gè)永磁轉(zhuǎn)子的軸向相對(duì)位置進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以改變兩個(gè)永磁轉(zhuǎn)子的作用距離，從而可獲得可調(diào)節(jié)的輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速；兩永磁轉(zhuǎn)子通過磁場(chǎng)作用傳遞扭矩，可實(shí)現(xiàn)動(dòng)力無接觸傳遞，消除振動(dòng)，而且能允許更大的對(duì)中誤差，降低了設(shè)備精度要求和安裝難度，當(dāng)設(shè)備過載時(shí)還可以保護(hù)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)功能。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的永磁轉(zhuǎn)子端面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例的縱剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖所示，本發(fā)明的軸間永磁耦合機(jī)構(gòu)包括有同軸設(shè)置的兩個(gè)永磁轉(zhuǎn)子1，兩個(gè)永磁轉(zhuǎn)子1上分別分布有永磁體；兩個(gè)永磁轉(zhuǎn)子1均為圓盤結(jié)構(gòu)并且正面端面相對(duì)，形成氣隙3；永磁轉(zhuǎn)子上的永磁體包括有主磁體4和輔助磁體5；多個(gè)主磁體4在永磁轉(zhuǎn)子端面上沿圓周分布，在相鄰主磁體之間安置有由導(dǎo)磁材料制成的導(dǎo)磁體6，在每一個(gè)導(dǎo)磁體6的遠(yuǎn)離氣隙的一側(cè)設(shè)置有一個(gè)輔助磁體5；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(zhuǎn)子1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5的磁極方向垂直于永磁轉(zhuǎn)子1的端面，并且相鄰輔助磁體5的磁極方向相反；并且，與每一個(gè)導(dǎo)磁體6相鄰的兩個(gè)主磁體4和一個(gè)輔助磁體5，它們與同一導(dǎo)磁體6接觸的側(cè)面處磁極均為同一極性。

該機(jī)構(gòu)還包括有能夠通過改變兩個(gè)永磁轉(zhuǎn)子1的軸向相對(duì)位置來調(diào)節(jié)氣隙的調(diào)節(jié)裝置7。調(diào)節(jié)裝置可采用各種通用的機(jī)械結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，可人工調(diào)節(jié)也可自動(dòng)調(diào)節(jié)。