[實用新型]帶狹縫槽結構的高效軸向磁通永磁渦流聯軸器

有效

• 申請號: 201721877550.7
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN207638541U
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 王堅
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: H02K49/10
• 分類號: H02K49/10;H02K49/04
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張婧

本實用新型公開了一種帶狹縫槽結構的高效軸向磁通永磁渦流聯軸器，包括同一中心軸線設置的與動力源相連的導體轉子和與負載相連的永磁轉子，該永磁轉子與導體轉子之間相隔有空氣隙；所述導體轉子包括同一中心軸線設置的導體背鐵盤和靠近永磁轉子的復合結構導體盤，該復合結構導體盤包括一體結構的導體盤本體，該導體盤本體上周向均勻開設有狹縫槽、每一狹縫槽內填充有鐵磁楔子；所述永磁轉子包括永磁體背鐵盤和設于該永磁背鐵盤上的永磁體陣列。在相同的傳遞轉矩指標要求下，本實用新型帶狹縫槽結構的高效軸向磁通永磁渦流聯軸器中的渦流損耗遠低于傳統結構軸向磁通永磁渦流聯軸器，運行效率全面提高。

技術領域

本實用新型涉及聯軸器，尤其涉及一種帶狹縫槽結構的高效軸向磁通永磁渦流聯軸器。

背景技術

永磁渦流聯軸器具有不產生電磁諧波、減振效果好、總成本低、維護費用低、使用壽命長等優點，在諸多工業領域具有廣泛的應用前景。永磁渦流聯軸器將永磁轉子安裝在負載軸上，將導體轉子與電機軸連接。導體轉子隨電動機旋轉時，由于導體轉子與永磁轉子產生相對運動，從而生成渦流并產生切向電磁力即扭力，扭力由電機側通過氣隙傳遞給負載端，而改變永磁轉子和導體轉子之間的距離即氣隙的大小可以改變磁場的強度，可以實現對負載的無級調速，而渦流損耗是永磁渦流聯軸器的主要損耗。

對于永磁渦流聯軸器而言，電磁轉矩是個很關鍵的技術指標，電磁轉矩-轉差率/速度關系則是衡量永磁渦流聯軸器穩態性能的重要依據。給定轉差率/速度條件下的電磁轉矩越大，意味著給定負載轉矩條件下的渦流損耗和轉差率越小，因此永磁渦流聯軸器的高轉矩密度指標等同于高運行效率。

目前，已實現市場化的軸向磁通永磁渦流傳動/制動裝置采用的導體盤均為無槽結構的環狀盤，這種結構方案的弊端在于導體區磁密不高，因此轉矩密度相對較低。

另外在借鑒傳統電機鐵心開槽結構及齒槽比經驗值(0.5左右)基礎上，現有技術中存在一種技術方案，其導體盤采用輻條狀開槽結構，并指出導體盤槽內用實心鋼作為填充材料。但是，實際運行時槽內填充材料中也將產生渦流，且這部分渦流對電磁轉矩毫無貢獻，卻增加了渦流損耗。此外盡管此結構提高了導體區的磁密幅值，但由于對電磁轉矩有貢獻的有效導體渦流區大大縮小，導致該結構方案僅在高轉差率/速度條件下轉矩密度高于傳統結構。由于永磁渦流聯軸器通常工作于低轉差速度情況下，因此限制了這種技術方案的實際應用。

另一方面，目前永磁渦流聯軸器尤其是大功率設備正面臨著損耗大、溫升快和散熱困難的技術難題，迫切需要從源頭著手以緩解這些困境，因此在滿足給定轉矩指標要求前提下減少渦流損耗，對于永磁渦流傳動/制動技術的發展和應用極為重要。

實用新型內容

實用新型目的：本實用新型的目的是提供一種在任意轉差速度條件下可減少渦流損耗、提高設備效率的狹縫槽結構導體盤軸向磁通永磁渦流聯軸器。

技術方案：為實現以上目的，本實用新型公開了一種帶狹縫槽結構的高效軸向磁通永磁渦流聯軸器，包括同一中心軸線設置的與動力源相連的導體轉子和與負載相連的永磁轉子，該永磁轉子與導體轉子之間相隔有空氣隙；所述導體轉子包括同一中心軸線設置的導體背鐵盤和靠近永磁轉子的復合結構導體盤，該復合結構導體盤包括一體結構的導體盤本體，該導體盤本體上周向均勻開設有狹縫槽、每一狹縫槽內填充有鐵磁楔子；所述永磁轉子包括永磁體背鐵盤和設于該永磁背鐵盤上的永磁體陣列。

其中，所述狹縫槽為沿徑向方向開槽的貫穿直槽，所述狹縫槽的槽形為扇形、梯形或矩形中的一種或幾種。

優選的，所述導體盤本體上的狹縫槽與相鄰導條的平均寬度比值為0.01～0.2。

進一步，所述導體盤本體上的狹縫槽與相鄰導條的平均寬度比值為0.02～0.1。

優選的，所述鐵磁楔子是由高導磁率硅鋼片鐵心或涂有絕緣層的高導磁率實心電工純鐵制成，該鐵磁楔子的軸向厚度與導體盤本體的軸向厚度相同。