[發明專利]一種混合勵磁式渦流調速器

有效

• 申請號: 201610460863.6
• 申請日: 2016-06-22
• 公開（公告）號: CN107528445B
• 公開（公告）日: 2020-01-24
• 發明（設計）人: 葉樂志;梅欣鑫
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: H02K49/04
• 分類號: H02K49/04;H02K49/10
• 代理公司: 11203 北京思海天達知識產權代理有限公司
• 代理人: 沈波

本發明公開了一種混合勵磁式渦流調速器，屬于工業電機調速節能領域。該調速器包括電機輸入軸、負載輸出軸、控制電機、支架、外轉子、內轉子、第一磁回路、第二磁回路、勵磁線圈、調速器永磁體、發電機矽鋼片、花鍵軸、發電機電樞、發電機永磁體、發電機永磁體支架。當需要調節傳動力矩大小時，控制部分的執行器帶動花鍵軸、發電機永磁體支架、發電機永磁體軸向滑動，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。本發明優化了外轉子外表面風冷效果而且解決了散熱的問題，其不會產生噪聲污染、運動可靠性更高，同時不需要提供額外的電流，滿足節能的要求。

技術領域

本發明涉及一種渦流調速裝置，尤其涉及一種混合勵磁式渦流調速器，屬于工業電機調速節能領域。

背景技術

渦流調速裝置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。未來調速器的發展理念是綠色環保、節約能源、可控化，然而常見的調速裝置存在很多缺點，比如變頻器結構復雜、需要大的安裝空間、對環境要求高、并且會制造諧波污染電網；串級調速工作原理是改變電機轉子渦流，需要對電機進行改造，安裝精度要求較高、維修困難、成本高；而閥門工作原理是阻塞流量，既不節能也不能過載保護。

渦流調速器是利用渦流傳動原理，磁體和導體之間實現無接觸傳動，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，由楞次定律可知，渦電流感應出的磁場與永磁轉子產生的磁場進行耦合作用，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。

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。

目前的渦流調速器多為永磁渦流調速器，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，影響了永磁渦流調速器的正常運行，因此，永磁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。目前的永磁渦流調速器均設有兩個永磁盤，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。

專利CN201610154193.5公開了一種線圈靜止型電磁渦流調速器，該結構采用電磁鐵代替永磁體，并利用自勵式發電機供電，避開了永磁渦流調速器的以上缺點，且具備節能特點，但是仍有以下不足之處：

風冷式渦流調速器利用旋轉的翅片或風道散熱，產生渦流的導體一般聯結在高速的電機輸出端，利于散熱，而該結構的導體只能聯結在負載輸入端，調速時，導體會在低速時運轉，散熱能力下降，導體盤(筒)溫度上升，從而導致調速器性能下降。

發明內容

針對以上存在的技術問題，本發明提供了一種永磁和電磁混合勵磁式渦流調速器，利用永磁渦流提供一定比例的力矩，通過電磁渦流調節負載轉速，避免了導體盤(筒)只能聯結在負載輸入端的問題，提升了散熱效率；無需外接電源，且具有節能環保的優點；傳動力矩通過靜止的發電裝置永磁勵磁部分調節，結構簡單可靠；普通筒式永磁渦流調速器在調速時，需要軸向移動永磁體，會占用更多的軸向空間，與普通筒式永磁渦流調速器相比較，本發明能有效縮短設備的軸向距離。