[發明專利]一種線圈靜止型電磁渦流調速器

有效

• 申請號: 201610154193.5
• 申請日: 2016-03-17
• 公開（公告）號: CN105790543B
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 葉樂志;李德勝;梅欣鑫
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: H02K51/00
• 分類號: H02K51/00;H02K49/04
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司11203
• 代理人: 沈波

技術領域

本發明涉及一種渦流調速裝置，屬于工業電機調速節能領域。

背景技術

調速器是機械傳動系統中經常被使用的部件，其廣泛運用于石油化工、船舶、航空航天、鋼鐵工業等領域。傳統的調速器固定方式多為剛性連接，對電機軸與負載端軸的對中性要求很高，而且隨著設備所在環境變化，連接部位會產生振動，從而加速磨損、縮短調速器的壽命并產生噪聲，對生產環境產生不利的影響；同時，傳統調速器很難在有毒、易燃、易爆等極端環境下運行。為了進一步提高調速器可靠性，需要改善電機主軸與負載軸之間的剛性接觸關系，使得電機與負載之間的振動影響弱化，因此，電渦流調速器應運而生。

電渦流調速器是通過導磁轉子與永磁轉子之間的氣隙實現由電機到負載的轉矩傳輸裝置，它可以實現電機和負載之間無機械連接的傳動方式，其工作原理是：當兩者之間相對運動時，導磁轉子切割磁力線，在導體中產生渦電流，渦電流進而產生反感磁場，反感磁場與永磁轉子產生的磁場交互作用，從而實現兩者之間的扭矩傳遞。電機的起動過程會有很高的起動電流產生，尤其是負載較大場合，為避免起動過程中電流過大造成危險和減少對傳動機構產生的沖擊，引入軟起動技術，以期實現系統的平滑起動。電渦流調速器是一款既環保又節能的產品，應用范圍越來越大，其廣泛應用于動力與負載轉軸間的柔性連接。

目前的電渦流調速器多為永磁電渦流調速器，靠的是永磁體產生的磁場穿過氣隙把主動軸、從動軸耦合在一起，通過調節氣隙大小來實現調速。這種永磁電渦流調速器具有如下缺點：

(1)大功率難以散熱、永磁體高溫失磁。用永磁體實現調速不可避免會出現退磁現象，比如永磁體的溫度升高到一定值時就會使得永磁體的磁性減少，影響了永磁電渦流調速器的正常運行，因此，永磁電渦流調速器只能適用于小功率范圍，不能滿足大功率的需要。

(2)氣隙調節機構易損壞。目前的永磁電渦流調速器都有兩個永磁盤，為了實現調速，需要調節永磁盤和銅盤之間的氣隙大小，則要在兩個永磁盤之間安裝聯動裝置，這樣必須增大永磁盤的直徑才能給聯動裝置留出空間，由于經常在旋轉的情況下工作，因此氣隙調節機構非常容易損壞。

(3)傳動力矩非線性改變。由于永磁電渦流調速器靠的是調節永磁盤和銅盤之間的氣隙大小來達到調速的目的，氣隙大小的改變并不能使傳動力矩呈線性改變。

發明內容

針對以上存在的技術問題，本發明的目的在于提供一種高效節能的線圈靜止型電磁渦流調速器，該電磁渦流調速器的可靠性高、易調節，其自帶發電裝置，滿足節能的要求，該裝置用電磁鐵代替永磁體，不會出現退磁現象，并且可以在氣隙固定的情況下實現調速。

本發明采用如下技術方案為一種線圈靜止型電磁渦流調速器，該調速器主要由以下部分組成：

電機輸入軸、溫度傳感器、控制電機、定子支架、外轉子、隔磁圈、磁回路、內轉子、勵磁線圈、定子、發電機矽鋼片、花鍵軸、發電機電樞、發電機永磁體、負載輸出軸、速度傳感器、負載、拖動電機；外轉子分為外轉子A和外轉子B。

所述外轉子A為鐵磁材質，外轉子B為銅材質。

所述外轉子與負載輸出軸連接，外轉子有內外兩層，外轉子的外層是由鐵磁材質制成，外轉子的內層是由銅材質制成。所述內轉子與電機輸入軸連接，內轉子采用雙凸極齒構造，兩個凸極之間有隔磁圈，隔磁圈與內轉子之間通過螺栓連接在一起，其目的是避免兩個凸極之間形成磁路。所述定子與定子支架通過螺栓連接在一起，所述定子支架與地面固定。所述勵磁線圈環形繞制在定子凹槽里面。所述發電機電樞是繞制在發電機矽鋼片上。所述發電機矽鋼片固定在定子的花鍵軸上，發電機矽鋼片可以跟隨花鍵軸一起軸向移動，通過改變永磁體和電樞相交面積來調節發電功率，從而改變勵磁線圈中的電流大小，磁通量跟隨改變，最終傳動力矩隨之改變。所述發電機永磁體嵌套在內轉子內壁上。所述定子、勵磁線圈均為靜止部件；所述控制電機固定在定子支架上。

該電磁調速裝置傳遞力矩的原理如下：