CN104883030A - 一种新型旋转凸极调节磁通的永磁调速器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型旋转凸极调节磁通的永磁调速器，包括驱动轴和从动轴，驱动轴固定设置有筒形导体转子，筒形导体转子形成的腔室内设置有一端固定在从动轴的永磁转子，且永磁转子和筒形导体转子之间存在径向间隙，永磁转子另一端的下部设置有与从动轴一起旋转的棘轮套和可在棘轮套上相对转动的凸极导磁磁轭，永磁转子内等间距设置有多个切向式永磁磁钢。避免了传统的筒形永磁调速器靠调节永磁转子与筒形导体转子在轴线方向的相对位置来调节永磁转子和导体转子耦合面积的有效部分所占空间较大的问题，不需要额外的轴向空间，也不需要额外复杂的气缸等调节机构，使得整个调速器的结构更加紧凑、合理，相同体积下的传递转矩得到大幅提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种驱动调速装置，具体说涉及一种利用电磁感应的涡电流进行转矩传递的调速装置。
背景技术
在大型采矿、石油化工、电力及冶金等行业中，由于节能环保的需要，永磁调速装置的应用越来越广发。永磁调速装置能适应各种恶劣环境，包括电网电压波动大、谐波严重、易燃易爆、潮湿、粉尘等场所，可在线调节负载的转速，以满足***实际运行需要，实现调速节能，节能率10%~65%。
现有的永磁调速器主要有筒形永磁调速器和盘式永磁调速器，筒形调速器靠调节筒形永磁转子与筒形导体转子在轴线方向的相对位置，以改变永磁转子和导体转子耦合的有效部分，进而调节转矩，这就需要的较大的轴向空间以利于永磁转子和导体转子之间进行相对轴向的移动；而盘式永磁调速器通过调节盘形永磁转子和导体转子之间的气隙来进行转矩的调节，进而实现对负载的调速。也需要较大的轴向空间已进行气隙的调节，同时调节气隙时还需要克服较大的永磁吸力的作用。这样在一些空间受限的地方难以应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种新型旋转凸极调节磁通的永磁调速器，避免了传统的筒形永磁调速器靠调节永磁转子与筒形导体转子在轴线方向的相对位置来调节永磁转子和导体转子耦合面积的有效部分所占空间较大的问题，不需要额外的轴向空间，也不需要额外复杂的气缸等调节机构，使得整个调速器的结构更加紧凑、合理，相同体积下的传递转矩得到大幅提高。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种新型旋转凸极调节磁通的永磁调速器，包括：筒形导体转子以及设置在所述筒形导体转子（内周的永磁转子，其特征在于，所述永磁转子的内圈和外圈分别设有能够相对旋转的凸极导磁磁轭和若干个切向式永磁磁钢，所述凸极导磁磁轭外周环绕的排布有若干个凸极部分，所述切向式永磁磁钢与所述凸极部分逐一对应的环绕排布在所述永磁转子上。
本发明的一个较佳实施例，所述筒形导体转子连接驱动轴，所述永磁转子连接从动轴，所述驱动轴与所述从动轴同轴设置。
本发明的一个较佳实施例，所述从动轴上套设有棘轮套，所述棘轮套与从动轴靠键连接在一起，凸极导磁磁轭由棘轮套带动与从动轴一起旋转，所述凸极导磁磁轭可在棘轮套上相对旋转。
本发明的一个较佳实施例，所述永磁转子和筒形导体转子之间存在径向间隙。
本发明的一个较佳实施例，所述筒形导体转子的内表面设置有铜导体层。
本发明的一个较佳实施例，所述每个切向式永磁磁钢靠近所述凸极导磁磁轭的一端端面上设置有切向永磁体槽。
本发明的一个较佳实施例，所述切向式永磁磁钢固定设置在所述切向永磁体槽内。
本发明的一个较佳实施例，所述筒形导体转子通过销钉固定在所述驱动轴上。
本发明的一个较佳实施例，若干个所述切向式永磁磁钢等间距环绕分布在所述筒形导体转子上，若干个所述凸极部分等间距环绕分布在所述凸极导磁磁轭上。
本发明的有益效果是：通过旋转凸极导磁磁轭，来调节气隙的有效磁场强度，进而实现永磁调速器传递的转矩和转速的调节，所需的轴向空间较传统筒形永磁调速器大大缩小，而且，仅需要旋转凸极导磁磁轭就能进行气隙磁通的调节，且所需的作用力很小，不需要像传统永磁调速器靠移动整个永磁转子进行磁通的调节。解决了传统筒形永磁调速器轴向空间占用较大且调节机构复杂的问题。结构更加简单、紧凑，磁通更加易于调节。在保持同样的外型的尺寸下，能传递更高的扭矩，能实现可重复的、可调整的、可控制的输出扭矩和转速，实现调速节能的目的。
附图说明
图1是本发明永磁调速器的轴向剖面图；
图2是本发明永磁调速器的永磁转子调整到漏磁通最小位置时的径向剖面图；
图3是本发明永磁转子在调整到漏磁通最小位置时的结构示意图；
图4是本发明永磁转子在调整到漏磁通最大位置时的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。
如图1所示，一种新型旋转凸极调节磁通的永磁调速器，包括驱动轴1-1和从动轴1-2，所述驱动轴1-1固定设置有筒形导体转子3，所述筒形导体转子3形成的腔室内设置有一端固定在所述从动轴1-2的永磁转子5，且所述永磁转子5和筒形导体转子3之间存在径向间隙，所述永磁转子5另一端的下部设置有与从动轴1-2一起旋转的棘轮套8和可在棘轮套上相对转动的的凸极导磁磁轭7，所述永磁转子5内等间距设置有多个切向式永磁磁钢6,采用切向式永磁磁钢具有聚磁效果，通过调节凸极导磁磁轭7与永磁转子5的相对位置，也即使凸极导磁磁轭7与棘轮套8相对旋转一定角度，便可调节供给气隙的有效磁场强度，实现转矩和速度的调节。
如图2所示，当凸极导磁磁轭7的凸极部分10正好位于永磁转子铁芯5的永磁磁钢6的下部时，此时，经由凸极导磁磁轭7的漏磁通很小，几乎全部的永磁磁通都通过气隙到达导体转子铁芯3，此时的磁通走向如图3所示，传递的转矩最大。
图4为本发明实施例的永磁调速器漏磁通最大位置时磁路及其走向示意图，即当旋转凸极导磁磁轭7时，由于凸极的存在，使得永磁转子铁芯5的漏磁通有所增大，进而减小了气隙有效磁通，当旋转凸极导磁磁轭7使得其凸极正好位于永磁转子铁芯5的磁极中央时，由于凸极与永磁转子铁芯5之间的气隙要小于永磁转子铁芯5与导体转子3之间的气隙，根据磁阻最小原理，几乎全部的永磁磁通均经凸极导磁磁轭7闭合，供给气隙的有效磁通最小，此时传递的转矩几乎为零。
筒形导体转子3的内表面设置有铜导体层4。当电机带动驱动轴1-1旋转时，导体转子3上的铜导体层4切割永磁转子铁芯5中永磁磁钢6的磁力线，在铜导体层上产生涡电流，进而形成感应磁场。该感应磁场和永磁磁场相互作用产生耦合力，进行转矩的传递。当然用铝也可，不过铜的导电性比铝好，多数用铜。
每个切向式永磁磁钢6均位于永磁转子内置的切向永磁体槽9内。靠近凸极导磁磁轭7的一端端面上设置有切向永磁体槽9。永磁体槽9的作用：一是用来固定永磁磁钢6，二是用来设置隔磁桥的，即限制磁通经过上部或下部的隔磁桥进行漏磁，在保证永磁转子铁芯5机械强度的基础上，隔磁桥的尺寸越小越好。
筒形导体转子3通过销钉2固定在驱动轴1-1上。
永磁转子5的内圈和外圈分别设有能够相对旋转的凸极导磁磁轭7和若干个切向式永磁磁钢6，凸极导磁磁轭7外周环绕的排布有若干个凸极部分10，切向式永磁磁钢6与凸极部分10逐一对应的环绕排布在永磁转子5上。
筒形导体转子3连接驱动轴1-1，永磁转子5连接从动轴1-2，驱动轴1-1与从动轴1-2同轴设置。
从动轴1-2上套设有棘轮套8，棘轮套8与从动轴1-2靠键连接在一起，凸极导磁磁轭7由棘轮套8带动与从动轴1-2一起旋转，凸极导磁磁轭7可在棘轮套8上相对旋转。在永磁调速器正常工作运转时，棘轮套8将从动轴1-2和凸极导磁磁轭7锁紧在一起，此时凸极部分10和切向式永磁磁钢6之间不会发生相对旋转；当需要调整转矩时，需受到反转外力并能够自由旋转，此时凸极部分10和切向式永磁磁钢6之间能够相对旋转，以便调整漏磁通的大小，进而调整转矩。
永磁转子5和筒形导体转子3之间存在径向间隙。
筒形导体转子3的内表面设置有铜导体层4。
每个切向式永磁磁钢6靠近凸极导磁磁轭7的一端端面上设置有切向永磁体槽9。
切向式永磁磁钢6固定设置在切向永磁体槽9内。
筒形导体转子3通过销钉2固定在驱动轴1-1上。
若干个所述切向式永磁磁钢6等间距环绕分布在所述筒形导体转子3上，若干个所述凸极部分10等间距环绕分布在所述凸极导磁磁轭7上。
综上所述，本发明提供了一种新型旋转凸极调节磁通的永磁调速器，避免了传统的筒形永磁调速器靠调节永磁转子与筒形导体转子在轴线方向的相对位置来调节永磁转子和导体转子耦合面积的有效部分所占空间较大的问题，不需要额外的轴向空间，也不需要额外复杂的气缸等调节机构，使得整个调速器的结构更加紧凑、合理，相同体积下的传递转矩得到大幅提高。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界。
Claims (9)
1.一种新型旋转凸极调节磁通的永磁调速器，包括：筒形导体转子（3）以及设置在所述筒形导体转子（3）内周的永磁转子（5），其特征在于，所述永磁转子（5）的内圈和外圈分别设有能够相对旋转的凸极导磁磁轭（7）和若干个切向式永磁磁钢（6），所述凸极导磁磁轭（7）外周环绕的排布有若干个凸极部分（10），所述切向式永磁磁钢（6）与所述凸极部分（10）逐一对应的环绕排布在所述永磁转子（5）上。
2. 根据权利要求1所述的新型旋转凸极调节磁通的永磁调速器，其特征在于：所述筒形导体转子（3）连接驱动轴（1-1），所述永磁转子（5）连接从动轴（1-2），所述驱动轴（1-1）与所述从动轴（1-2）同轴设置。
3.根据权利要求2所述的新型旋转凸极调节磁通的永磁调速器，其特征在于：所述从动轴（1-2）上套设有棘轮套（8），所述棘轮套（8）与从动轴（1-2）靠键连接在一起，凸极导磁磁轭（7）由棘轮套（8）带动与从动轴（1-2）一起旋转，所述凸极导磁磁轭（7）可在棘轮套（8）上相对旋转。
4.根据权利要求1所述的新型旋转凸极调节磁通的永磁调速器，其特征在于：所述永磁转子（5）和筒形导体转子（3）之间存在径向间隙。
5.根据权利要求1所述的新型旋转凸极调节磁通的永磁调速器，其特征在于：所述筒形导体转子（3）的内表面设置有铜导体层（4）。
6.根据权利要求1所述的新型旋转凸极调节磁通的永磁调速器，其特征在于：所述每个切向式永磁磁钢（6）靠近所述凸极导磁磁轭（7）的一端端面上设置有切向永磁体槽（9）。
7. 根据权利要求6所述的新型旋转凸极调节磁通的永磁调速器，其特征在于：所述切向式永磁磁钢（6）固定设置在所述切向永磁体槽（9）内。
8.根据权利要求2所述的新型旋转凸极调节磁通的永磁调速器，其特征在于：所述筒形导体转子（3）通过销钉（2）固定在所述驱动轴（1-1）上。
9.根据权利要求1所述的新型旋转凸极调节磁通的永磁调速器，其特征在于：若干个所述切向式永磁磁钢（6）等间距环绕分布在所述筒形导体转子（3）上，若干个所述凸极部分（10）等间距环绕分布在所述凸极导磁磁轭（7）上。
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