[發明專利]一種可調磁永磁渦流調速器

有效

• 申請號: 201310511194.7
• 申請日: 2013-10-25
• 公開（公告）號: CN103532340A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 張建忠;汪仁杰;程明
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02K51/00
• 分類號: H02K51/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域：

本發明涉及的是一種永磁渦流調速裝置，尤其涉及到一種可調磁的永磁渦流調速器，屬于渦流傳動的技術領域。

背景技術：

一般機械傳動主要通過鏈條傳動、摩擦傳動、液壓傳動、齒輪傳動以及皮帶式傳動等方式，將負載經過機械設備直接聯接到動力軸上，機械傳動存在著機械磨損、高頻振蕩等問題。另外，雖然電機啟動時，啟動電流的峰值與所帶負載大小無關，但接大負載直接啟動會延長電動機啟動時間，增加電機發熱和溫升，影響電動機使用壽命。為了避免此問題，用戶在對電機選型時盡可能的增大電機容量，這既增加了一次成本投入，又造成了電機大馬拉小車現象，降低了效率和增加電力損耗，浪費大量能源。

永磁渦流傳動裝置可以隔離電動機和從動軸，減少高頻振動和噪聲，通過永磁渦流調速，降低了負載擾動對電機工作點的不良影響，大大提高整個系統的運行效率，并且具有工作壽命長，不存在諧波污染的優點。并且永磁傳動器可以起到軟啟動的作用，增強電動機帶負載啟動的能力。

永磁渦流傳動的一般結構是：在內轉子內側或外轉子外側以表貼或內嵌的方式布置磁極相間的永磁體，稱為永磁轉子；相應地，與永磁體相對的是導體轉子。永磁轉子與導體轉子同軸安置，均可以自由獨立旋轉。

永磁渦流傳動的工作原理是：當電機驅動軸帶動導體轉子旋轉時，由于永磁轉子和導體轉子間存在著相對運動，根據電磁感應定律，磁力線切割導體轉子上導條，在導條上產生動生電勢，在動生電勢激勵下產生渦流，同時電流產生的感生磁場與永磁體磁場相互作用，牽引永磁轉子運動。由能量的雙向流動，永磁體轉子也可以作為驅動軸，導體轉子作為從動軸，調速方式相同。

專利ZL200710134483.4提出通過調整永磁轉子與導體轉子間的氣隙長度來調節氣隙磁場強度，對耦合力矩的大小進行控制，達到負載調速的目的，并提出了相應的裝置——氣隙調節器。但實際應用中，由于氣隙長度本來就不大，范圍僅在幾毫米到幾厘米之間，永磁轉子和導體轉子之間的吸引力非常大，調整氣隙長度要克服的磁力很大，不僅該機構難于實現，而且氣隙調整的精度和平滑度得不到保證。另外還可以采用調整永磁轉子與導體轉子間的嚙合長度來調節耦合力矩大小，從而實現負載調速，但隨著永磁轉子嚙合面積減小，部分永磁體將直接暴露在外，它會吸引周圍的金屬碎片、空氣中的磁性塵埃、機床工具等，這些雜物被吸引到永磁轉子表面甚至進入工作氣隙內，將嚴重影響調速器的正常工作。

本發明采用既不改變工作氣隙長度也不改變永磁轉子嚙合面積的辦法，通過對永磁渦流調速器的巧妙設計，對氣隙磁場強度靈活調整，達到軸傳遞力矩和速度無級調整目的。

發明內容：

技術問題：本發明需要解決的技術問題是提供一種傳遞功率大，輸出轉矩調節范圍大，單位體積出力多，并且能夠實時調整工況（包括轉矩轉速和輸出功率）的可調磁永磁渦流調速器。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明提供了一種可調磁永磁渦流調速器，該可調磁永磁渦流調速器包括減速馬達、電刷、傘齒輪機構、負載軸、滑環、右軸承、凸輪轉子、永磁轉子右端蓋、右端環、永磁轉子、永磁轉子左端蓋、下導磁環、左端蓋、左軸承、驅動軸、上導磁環、左端環、導條、驅動端鐵心；

其中，所述減速馬達安裝于凸輪轉子的軸伸端，減速馬達的輸出軸與傘齒輪機構連接，電刷與滑環滑動接觸并保持電氣相連，通過電刷和滑環提供了減速馬達所需的工作電源，傘齒輪機構的一端與負載軸固定連接；

所述的凸輪轉子內側與左軸承、右軸承連接，通過左軸承、右軸承使得凸輪轉子與負載軸之間相對運動；凸輪轉子外側具有橢圓狀表面并與下導磁環、上導磁環滑動接觸，下導磁環、上導磁環外圍為環狀永磁轉子，永磁轉子的兩側面分別與永磁轉子的右端蓋和永磁轉子的左端蓋連接，永磁轉子的左端蓋與負載軸剛性連接，圍繞永磁轉子的外側為環狀驅動端鐵心，驅動端鐵心和永磁轉子之間通過氣隙實現磁場耦合，在驅動端鐵心面向氣隙開有多個沿圓周均勻分布的槽孔并在每個槽孔中置有導條，導條的兩端分別由左端環和右端環短接，形成一個籠型結構導體；

所述的驅動端鐵心左側與左端蓋連接，左端蓋與驅動軸剛性連接；所述的電機驅動軸、左端環、右端環、左端蓋、驅動端鐵心和導條形成調速器的驅動部分，減速馬達、電刷、傘齒輪機構、負載軸、滑環、右軸承、凸輪轉子、永磁轉子右端蓋、永磁轉子、永磁轉子左端蓋、下導磁環、左軸承、上導磁環組成從動部分。

優選的，上導磁環和下導磁環被限制為沿徑向上下移動，上導磁環和下導磁環兩端通過彈簧組合成一體。