[發(fā)明專利]一種快速散熱和調速的筒式永磁調速器

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• 申請日: 2022-03-15
• 公開（公告）號: CN114915082A
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發(fā)明（設計）人: 秦毅;譚波;蒲華燕;羅均;吳飛;李明俊;何勇軍;李增光
• 申請（專利權）人: 重慶大學;重慶浦仁達科技有限公司;中國艦船研究設計中心
• 主分類號: H02K5/18
• 分類號: H02K5/18;H02K9/22;H02K9/06;H02K5/20;H02K1/278;H02K1/32
• 代理公司: 重慶縉云專利代理事務所(特殊普通合伙) 50237
• 代理人: 王翔

發(fā)明提供一種快速散熱和調速的筒式永磁調速器。該筒式永磁調速器使用時，弧形散熱片通過對流換熱將銅層的一部分熱量傳入外界，水流入軸向流道的流通通道內，在高速旋轉下被甩入氣隙中從而帶走一部分熱量。在調速時，錐形銅層的存在能將調節(jié)氣隙和耦合面積兩種方式結合，能快速調節(jié)到需要的轉速。本發(fā)明結構合理，設計巧妙，操作簡單，解決了現(xiàn)有技術中永磁調速器散熱效果差、調速慢的缺陷，能快速實現(xiàn)大量散熱和調速。

技術領域

本發(fā)明涉及永磁調速器技術領域，特別涉及一種快速散熱和調速的筒式永磁調速器。

背景技術

永磁調速器是一種基于永磁—渦流耦合原理的非接觸式機械傳動調速裝置。永磁調速器作為一種無機械接觸、節(jié)能環(huán)保、能適應惡劣環(huán)境的調速裝置，已在供水、發(fā)電等眾多行業(yè)逐漸體現(xiàn)出其應用優(yōu)勢。永磁調速器的核心器件為永磁體。但其磁特性受溫度影響，當工作溫度超過居里溫度，將出現(xiàn)退磁現(xiàn)象，導致永磁調速器功能衰退甚至失效。

然而，實際生產中，永磁調速器存在散熱效果差和調速慢的缺陷。目前永磁調速器的散熱方式主要有風冷和水冷兩種，其中水冷散熱結構復雜，成本低廉，散熱效果良好；而風冷型散熱方式為導體轉子外圍安裝普通的矩形散熱片，該散熱方式是通過導體筒的旋轉而帶動散熱片旋轉，從而降低導體筒的溫度。常見的永磁調速器分為盤式和筒式，盤式永磁調速器通過調節(jié)氣隙大小實現(xiàn)調速功能，氣隙越大，轉速越小；筒式永磁調速器通過調節(jié)耦合面積大小實現(xiàn)調速功能，耦合面積越大，轉速越大。

現(xiàn)有技術中具有采用常規(guī)的矩形肋片做散熱片的技術方案，結構簡單，但風噪聲較大，散熱溫度較少。現(xiàn)有技術中存在使用永磁磁鋼片的數(shù)量不同來實現(xiàn)調速，采用雙轉子結構使調速范圍變寬的技術方案。但這類技術方案調速較慢，不能實現(xiàn)大范圍調速。

因此，開發(fā)一種快速散熱和調速的筒式永磁調速器具有重大意義。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種快速散熱和調速的筒式永磁調速器，以解決現(xiàn)有技術中存在的問題。

為實現(xiàn)本發(fā)明目的而采用的技術方案是這樣的，一種快速散熱和調速的筒式永磁調速器，包括由外向內順次布置的導體轉子、銅層和內轉子。

所述導體轉子包括導磁圓筒本體和弧形散熱片。所述導磁圓筒本體的外壁上具有等距的若干個弧形散熱片。所述銅層整體為薄壁圓筒。所述銅層的壁面具有錐角。所述銅層的外壁緊密貼合并固定于導磁圓筒本體的內壁上。所述導體轉子和銅層構成導體轉子組件。

所述內轉子容置在銅層的內腔中。所述內轉子的徑向外周面上鑲嵌有若干徑向充磁的永磁體。所述內轉子的端面上設置有若干個軸向流道。所述軸向流道環(huán)繞軸線的周向間隔分布。所述內轉子的徑向外周面上布置有若干徑向離心流道。所述徑向離心流道與對應的軸向流道聯(lián)通。所述內轉子和永磁體構成永磁轉子組件。

所述永磁轉子組件與輸出軸固定連接，與負載相連。所述導體轉子組件與輸入軸固定連接，與電動機端相連。工作時，導體轉子組件轉動，銅層切割永磁體發(fā)出的磁感線產生渦流，渦流產生感應磁場，感應磁場與永磁體的源磁場發(fā)生耦合作用進而產生扭矩，使永磁轉子組件帶動負載轉動。

對筒式永磁調速器進行冷卻時，冷卻液注入軸向流道中，在離心力的作用下，冷卻液從徑向離心流道進入氣隙中。冷卻液熱交換后流出氣隙。弧形散熱片與空氣直接接觸，進行對流換熱。

對筒式永磁調速器進行調速時，永磁轉子組件沿軸向移動，調節(jié)永磁轉子相對于導體轉子組件間的氣隙的距離和耦合面積，改變負載軸上的輸出轉矩，從而調節(jié)負載轉速。

進一步，所述弧形散熱片采用不銹鋼材料制成。

進一步，所述軸向流道的截面形狀為梯形。所述徑向離心流道的截面形狀為橢圓形。

進一步，所述弧形散熱片焊接在導磁圓筒本體外壁上。

本發(fā)明的技術效果是毋庸置疑的：