[發明專利]繞組式永磁轉差離合器及應用

無效

• 申請號: 201410371448.4
• 申請日: 2014-07-30
• 公開（公告）號: CN104135136A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: 漆復興;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: H02K49/10
• 分類號: H02K49/10;H02K49/02
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

技術領域

本發明是一種無摩擦離合器的新結構，屬于離合器范疇，其工作過程中離合器沒有機械動作，通過電氣開關的通斷來控制離合器的接合與分離，并且在此基礎上還可實現超速保護、過載保護、軟起動、調速等功能，固定一端則又可成為一種無摩擦的制動器。

背景技術

離合器是一種可以通過各種操縱方式來實現主、從動部分在同軸線上傳遞運動和功率時具有接合或分離功能的裝置。傳統離合器按接合元件傳動的工作原理，可分為嵌合式離合器和摩擦式離合器，按實現離、合動作的過程可分為操縱式和自控式，按離合器的操縱方式又可分為機械式、氣壓式、液壓式和電磁式等，以上種種的傳統離合器，無不存在摩擦、磨損，或為實現離、合功能增加各種繁瑣的執行機構等缺點。一種電磁轉差離合器很好地解決了上面的種種問題，其離合器的接合與分離和本發明一樣，也是通過電氣開關的通斷來控制的，但電磁轉差離合器需要附加整流電路或直流電源，工作時需長期通以直流電流，效率低。另外，永磁離合器的研究在目前也取得了不少成果，例如：專利號為CN101030726A，也很好地解決了摩擦、磨損的問題，但其執行機構仍嫌繁瑣，不能做到離、合自如。專利號CN101707461A為一種無摩擦的渦流制動器，與本發明的離合器實現制動功能時有點類似，其渦流轉子為銅環加端環的結構，制動時能夠做到無磨損，但缺點是：當渦流轉子與永磁式定子間有相對運動時，其電磁制動力矩永遠存在不能斷開，當機構不需要制動時卻無法控制、消除制動力矩，也就是說它沒有離合器的分離功能。本發明機構很好地解決了以上種種問題，填補了此類離合器的空白。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：對傳統離合器的徹底革新，對現有電磁或磁力離合器的進一步改進，提供一種安裝、調試簡單，結構緊湊，操控自如，無摩擦、磨損，安全可靠的離合器產品，并且還增加了離合器的超速保護、過載保護、軟起動、調速等功能。

具體方案如下：

一種繞組式永磁轉差離合器，包括有同軸設置的永磁轉子和繞組轉子，永磁轉子與轉軸一聯接，繞組轉子與轉軸二聯接，永磁轉子和繞組轉子之間有氣隙，永磁轉子包括永磁體和固定永磁體的殼體；繞組轉子包括線圈繞組和疊片鐵芯或者卷繞式鐵芯，線圈繞組形成回路，通過電氣開關控制回路的接通與斷開；永磁轉子與繞組轉子的安裝滿足如下條件：線圈繞組回路閉合狀態下，且兩根轉軸旋轉方向一致、轉速不同時，實現轉矩傳遞，離合器處于結合狀態；線圈繞組回路斷開狀態下，離合器處于分離狀態。

永磁體N極、S極在殼體上交替排布；繞組線圈上纏繞一相繞組或者對稱連接的任意多相繞組；疊片鐵芯沿軸向開有若干個槽，線圈繞組嵌在槽內；槽是斜槽，斜槽度是一個齒槽寬度；疊片鐵芯或卷繞式鐵芯材料為電工硅鋼片，片間為絕緣結構；電氣開關直接固定在轉軸二上，用無線控制其通斷，或者轉軸二上安裝有集電環和與之配合的碳刷，線圈繞組通過集電環和碳刷與電氣開關相連接；轉軸二上還可以安裝一個離心開關或速度傳感器，實現超速保護功能；當然電氣開關還可以是一種限流開關，電氣開關還可外接可調電阻，電氣開關也可外接串級調速控制系統。

一種繞組式永磁轉差離合器的應用，固定永磁轉子或繞組轉子，永磁轉子與繞組轉子的安裝滿足如下條件:線圈繞組回路通電狀態下，繞組轉子轉軸或永磁轉子轉軸逐步制動。

本發明的離合器工作原理是：當永磁轉子和繞組轉子之間有相對運動時，即轉軸一和轉軸二之間轉速不同，存在轉速差所以稱為轉差離合器，則線圈繞組就會在永磁轉子產生的磁場中切割磁力線產生感應電動勢，當線圈繞組回路的電氣開關是處于聯通狀態時，則此時線圈繞組內就會產生感應電流，有電流的線圈繞組在永磁體產生的磁場中就會受到電磁力的作用從而實現轉矩的傳遞，此時相當于離合器處于接合狀態，這類似于繞線轉子異步電動機的工作原理，只不過繞線轉子異步電動機中的旋轉磁場是定子三相繞組通以三相對稱交流電流產生的，而本發明的永磁轉差離合器的旋轉磁場是通過驅動軸帶動繞組轉子或永磁轉子使兩者間發生相對運動而產生的。

當外接電氣開關處于斷開狀態時，線圈繞組內雖然有感應電勢但沒有感應電流，因而不會產生電磁轉矩，相當于離合器處于分離狀態。

創新點：

1.本發明采用電氣開關的通、斷來控制永磁轉差離合器的接合和分離，使得離合器的操控簡單、自如，可手工控制離合也可自動控制離合。

2.本發明的永磁轉差離合器沒有摩擦和磨損，還可兼具超速保護、過載保護等功能。

3.本發明的永磁轉差離合器外接可調電阻，例如：頻敏電阻或水電阻，可做到軟起動，且起動轉矩大，非常適合大轉動慣量負載的起動。