[發明專利]一種用于永磁渦流傳動裝置的平盤型聚磁式磁路結構

有效

• 申請號: 201310413814.3
• 申請日: 2013-09-11
• 公開（公告）號: CN103607097A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 張世偉;趙克中;王德喜
• 申請（專利權）人: 遼陽泰科雷諾科技有限公司
• 主分類號: H02K51/00
• 分類號: H02K51/00;H02K1/27
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

技術領域

本發明屬于永磁傳動技術領域，特別涉及一種可用于永磁渦流傳動裝置的平盤型聚磁式磁路結構。

背景技術

永磁渦流傳動技術起源于永磁同步傳動技術的改進和發展。在早期的永磁同步密封傳動技術應用于磁力泵和磁力傳動攪拌器等設備之中時，時常遇到因高溫、腐蝕或過載而頻繁脫耦等不利情況，因此可能導致處于設備內部的從動轉子上的永久磁鐵發生破壞、退磁等問題。為解決這一類問題，渦流環技術應運而生，其基本結構就是將從動轉子上的永久磁鐵去掉，代之以由無磁導電材料（通常為銅）制成的渦流環。永磁渦流傳動技術的基本工作原理是：當帶有永久磁鐵的磁轉子與帶有導體盤（渦流環）的導體轉子因轉速差而作相對運動時，磁轉子所產生的磁場在導體盤中感應生成渦流電流，進而渦流電流又在導體盤中產生感生磁場，這個導體盤中的感生磁場與永久磁鐵的恒定磁場相互作用，便在磁轉子與導體轉子之間產生耦合力矩，從而達到傳遞運動動力的目的。永磁渦流傳動裝置的結構形式目前主要有套筒型和平盤型兩種，其應用形式主要包括具有柔性啟動、防堵轉、限轉矩及減震隔振特性的永磁渦流聯軸器和通過調節氣隙距離（平盤型）或耦合面積（套筒型）實現調節傳動力矩功能的永磁渦流調速器。其中平盤型永磁渦流調速器和聯軸器，具有軸向外形尺寸小、軸向調節距離短、導體盤冷卻效果好、適合于大轉矩大功率傳遞、能實現限轉矩及堵轉脫耦等特點，尤其受到青睞。

磁路結構設計是永磁渦流傳動裝置的技術關鍵，磁路性能的優劣會直接關系到永磁渦流傳動裝置使用材料的多少、外形體積的大小、制造成本的高低及工作性能的優劣。目前為止，平盤型永磁渦流傳動裝置（包括調速器和聯軸器）的磁路結構設計大都采用分立式磁路結構，即在永磁體轉子平盤的表面上，沿圓周均勻設置偶數塊永久磁鐵，各塊磁鐵沿軸向充磁，相鄰兩塊磁鐵磁性方向相反，并相隔較遠的距離。近年來，隨著高性能永磁材料成本的降低并普及應用，和現代充磁技術的發展，磁路結構優化設計理論也得以迅速的發展、提高及應用，新型的磁路結構大量涌現。將現代磁路結構設計理論與方法應用于永磁渦流傳動技術，開發適用于永磁渦流傳動裝置的新型磁路結構，提高永磁渦流傳動裝置的工作性能，已勢在必行。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種用于永磁渦流傳動裝置的平盤型聚磁式磁路結構，采用該磁路結構與采用分立式磁路結構的平盤型永磁渦流傳動裝置相比，單位質量（體積）永磁材料所能產生的扭矩或傳遞的功率更大，所用的永磁材料更少，整體結構尺寸更小，重量更輕，制造成本更低，工作中自身消耗的渦流損失更少。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案，一種用于永磁渦流傳動裝置的平盤型聚磁式磁路結構，包括同軸設置的永磁體轉子和渦流導體轉子；所述永磁體轉子由永磁體轉子盤和偶數組永久磁鐵組組成，永久磁鐵組設置在永磁體轉子盤平盤表面上，并在圓周方向上均勻分布，形成磁耦合環；所述渦流導體轉子由導體轉子盤和渦流環組成，渦流環為圓環形平板，渦流環設置在導體轉子盤平盤表面上，渦流環與永磁體轉子盤上的磁耦合環相對應；其特點是，所述永久磁鐵組由二至五塊緊密接觸的磁鐵組成，同一磁耦合環中的各組永久磁鐵組包含的磁鐵數量相同，每塊磁鐵均沿永磁體轉子盤平盤表面徑向分布；所述永久磁鐵組由二塊磁鐵組成時，兩塊磁鐵的充磁方向與永磁體轉子盤平盤表面法線形成的銳角均≤15°，且角度相同，兩塊磁鐵的充磁方向的交點設置在渦流環一側；所述永久磁鐵組由三塊磁鐵組成時，中間磁鐵的充磁方向與永磁體轉子盤平盤表面法線方向相同，兩側磁鐵的充磁方向與永磁體轉子盤平盤表面法線形成的銳角均≤30°，且角度相同，兩側磁鐵的充磁方向的交點設置在渦流環一側；所述永久磁鐵組由四塊磁鐵組成時，中間兩塊磁鐵的充磁方向與永磁體轉子盤平盤表面法線形成的銳角均≤15°，且角度相同，兩塊磁鐵的充磁方向的交點設置在渦流環一側，外側兩塊磁鐵的充磁方向與永磁體轉子盤平盤表面法線形成的銳角均≤40°，且角度相同，兩塊磁鐵的充磁方向的交點設置在渦流環一側；所述永久磁鐵組由五塊磁鐵組成時，中間磁鐵的充磁方向與永磁體轉子盤平盤表面法線方向相同，其相鄰兩側磁鐵的充磁方向與永磁體轉子盤平盤表面法線形成的銳角均≤20°，且角度相同，兩塊磁鐵的充磁方向的交點設置在渦流環一側，最外側的兩塊磁鐵的充磁方向與永磁體轉子盤平盤表面法線形成的銳角均≤45°，且角度相同，兩塊磁鐵的充磁方向的交點設置在渦流環一側；同一組永久磁鐵組內的磁鐵充磁極性方向相同，相鄰永久磁鐵組的充磁極性方向相反；渦流環的徑向寬度大于所對應的磁耦合環的最大徑向寬度，即渦流環的內徑小于所對應的磁耦合環的最小內徑，渦流環的外徑大于所對應的磁耦合環的最大外徑。