CN106452001A - 一种永磁调速器 - Google Patents

Abstract

一种永磁调速器，包括：主传动轴、空心转差轴、导体转子组、磁盘转子组、输入法兰盘和输出法兰盘；空心转差轴套设于所述主传动轴上，导体转子组安装于主传动轴上，磁盘转子组安装于空心转差轴上，且，导体转子组、主传动轴、磁盘转子组和空心转差轴同轴，且导体转子组与磁盘转子组之间设有可调节的磁隙；主传动轴带动导体转子组转动，导体转子组通过磁力带动磁盘转子组转动，磁盘转子组带动空心转差轴转动。由于通过将主传动轴和空心转差轴共轴布置，使永磁调速器的结构紧凑、安装尺寸小且可靠性高。与传统的永磁调速器相比，其安装尺寸可缩短40％～50％，进一步，避免了因支撑主轴挠度过大导致的磁隙不均匀问题。

Description

一种永磁调速器

技术领域

本发明涉及永磁传动技术领域，具体涉及一种永磁调速器。

背景技术

永磁调速器是一种新兴的调速传动***，通过改变导体转子与永磁转子之间的间隙进而改变导体盘上产生的感应磁场大小并最终改变可传递转矩的大小来实现改变***转速输出的设备。

目前，公知的液冷永磁调速器存在安装距离过长，以及由于轴的悬臂结构使得输入端与输出端两根支撑主轴挠度过大从而导致的磁隙不均等问题。

发明专利一种可调节磁耦合器(公开号CN1140042C)公开了一种通过带槽摇臂和凸轮推杆滚珠实现调速的永磁耦合器。其结构复杂、体积大。对于轴向窜动大的***不能应用，该可调节磁耦合器两边气隙的均匀程度要求很高，如果两边气隙不均匀将产生轴向附加载荷，影响传动***轴承的寿命，对于轴向窜动量大的***，甚至会引起永磁转子与导体转子相碰，引起致命伤害，整个内转子总成安装于负载端，使得负载端的受力恶化。调节范围小，在最大气隙时负载不能完全脱开，推拉机构需要很大的拉力才能实现气隙变化。

实用新型专利新型永磁调速器(公开号CN203708077U)公开了一种调速部分坦克团齿轮齿条结构的耦合器，其结构复杂，整个内转子总成安装于负载端，负载端的受力也较差，由于不是同轴传动结构可能导致磁隙不均。

发明专利可调节磁耦合器(公开号CN1248354A)公开了一种通过调节导体转子与永磁铁之间气隙控制负载转速的永砂耦合器，这种耦合器调节装置的凸轮槽暴露在外表面，容易由于灰尘而堵塞，需要经常清理并加注润滑油，同时，整个内转子总成安装于负载端，使得负载端的受力恶化。

实用新型专利一种轴向永磁同步耦合联轴器(公开号CN201854168U)公开了一种利用齿轮齿条结构调速永磁体与导体转子气隙的耦合器，整个内转子总成同样安装于负载端，负载端的受力也较差。

发明内容

由于现有的永磁调速器存在安装尺寸过长，以及由于传统设计中输入轴和输出轴不共轴的悬臂结构使得两根支撑主轴结构复杂、挠度大，以及由于挠度大而造成的磁隙不均匀等问题。本申请提供一种永磁调速器传动机构，包括：主传动轴、空心转差轴、导体转子组、磁盘转子组、输入法兰盘和输出法兰盘；

空心转差轴通过一对轴承支撑并套设于主传动轴上，导体转子组通过法兰连接于主传动轴上，磁盘转子组安装于空心转差轴上，且，导体转子组、主传动轴、磁盘转子组和空心转差轴共轴布置，且导体转子组与磁盘转子组之间设有可调节的磁隙；

输入法兰盘与主传动轴连接，输出法兰盘与空心转差轴连接；

主传动轴带动导体转子组转动，导体转子组通过磁力带动磁盘转子组转运，磁盘转子组带动空心转差轴转动。

一种实施例中，导体转子组包括两个导体转子盘，且两个导体转子盘由若干个均匀且具有预设间隔分布的气隙板连接成整体，磁盘转子组位于气隙板连接成的整体内部。

一种实施例中，磁盘转子组包括设有永磁体的第一内转子盘和第二内转子盘，第一内转子盘与第二内转子盘中间设有中间盘；

中间盘通过平键安装于空心转差轴上，第一内转子盘和第二内转子盘位于两个导体转子盘内侧，并分别与导体转子盘保持间距形成磁隙。

一种实施例中，还包括传动装置，传动装置包括内调速套、外调速套和连接套；

连接套为法兰套筒结构，连接套的套筒部分通过耐磨环连接于空心转差轴上，且可在空心转差轴上滑动，连接套的法兰部分与第二内转子盘固定连接；

内调速套为法兰套筒结构，内调速套的套筒部分通过轴承支撑于所述空心转差轴上；

外调速套剖面呈台阶状，外调速套的下台阶边沿通过轴承支撑于连接套上，外调速套的上台阶边沿通过耐磨环连接于内调速套上，且外调速套沿所外内调速套轴向滑动。

一种实施例中，还包括用于调节第一内转子盘及第二内转子盘的位置以调节气隙的调节装置，调节装置还包括传扭销、齿条和齿轮；

齿轮设于中间盘上，第一转子盘和第二转子盘的相对面上均固定有传扭销和齿条，传扭销的另一端分别穿过设于中间盘上的通孔，齿条的另一端分别与齿轮啮合。

一种实施例中，内调节套上设有螺旋槽，外调节套的上台阶边沿下方设有滑块，滑块可沿螺旋槽滑动。

一种实施例中，还包括箱体，主传动轴、空心转差轴、导体转子组、磁盘转子组和传动装置设于箱体内。

依据上述实施例的永磁调速器，由于通过将主传动轴和空心转差轴共轴布置设计，使永磁调速器的结构紧凑、安装尺寸小且可靠性高，与传统的永磁调速器相比，其安装尺寸可缩短40％～50％，进一步，避免了因支撑主轴挠度过大导致的磁隙不均匀问题。

附图说明

图1为本申请的永磁调速器结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

本例提供一种永磁调速器，其结构图如图1所示，包括箱体1、主传动轴2、空心转差轴3、导体转子组4和磁盘转子组5，其中，主传动轴2、空心转差轴3、导体转子组4和磁盘转子组5设置于箱体1内。

为了减少永磁调速器的安装尺寸，本例将空心转差轴3通过一对轴承支撑并套设于主传动轴2上，导体转子组4安装于主传动轴2上，磁盘转子组5安装于空心转差轴3上，且，导体转子组4、主传动轴2、磁盘转子组5和空心转差轴3共轴布置，且导体转子组4与磁盘转子组5之间设有可调节的磁隙。

进一步，导体转子组4包括两个导体转子盘41，且两个导体转子盘41由若干个均匀且具有预设间隔分布的气隙板42连接成整体，磁盘转子组5位于气隙板42连接成的整体内部。

进一步，磁盘转子组5包括设有永磁体的第一内转子盘51和第二内转子盘52，第一内转子盘51与第二内转子盘52中间设有中间盘53；中间盘53通过平键安装于空心转差轴3上，第一内转子盘51和第二内转子盘52位于两个导体转子盘41内侧，每个导体转子盘41与第一内转子盘51及第二内转子盘52相对且同轴，第一内转子盘51与第二内转子盘52并分别与导体转子盘41形成可调节的气隙。

本例还包括传动装置6，传动装置6包括连接套61、内调速套62和外调速套63；连接套61为法兰套筒结构，连接套61的套筒部分可滑动套设于空心转差轴3上，具体的，连接套61的套筒部分通过耐磨环连接于空心转差轴3上，连接套61的法兰部分通过法兰面与第二内转子盘52固定连接；内调速套62也为法兰套筒结构，内调速套62的套筒部分通过轴承支撑于空心转差轴3上，内调速套62的法兰部分通过法兰面采用螺栓固定于箱体1上；外调速套63剖面呈台阶状，外调速套63的下台阶边沿通过轴承支撑于连接套61上，如，外调速套63通过球面滚子轴承支撑于连接套61，外调速套63的上台阶边沿通过耐磨环连接于内调速套62上，且外调速套63沿内调速套62轴向滑动，其中，内调速套62上设有螺旋槽，外调速套63的上台阶边沿下方设有相应的滑块，外调速套63由一连杆总成驱动旋转，当外调速套63旋转时，滑块可沿螺旋槽滑动。

具体的，两个导体转子盘41分别通过螺栓固定于主传动轴2的输入端，空心转差轴3呈台阶状，空心转差轴3的下台阶边沿通过轴承支撑于主传动轴2上，空心转差轴3的上台阶边沿也通过轴承支撑于主传动轴2上，其中，空心转差轴3的下台阶边沿靠近主传动轴2的前端，而空心转差轴3的上台阶边沿靠近主传动轴2的末端。

进一步，本例还包括用于调节第一内转子盘51及第二内转子盘52的位置以调节气隙的调节装置7，调节装置7还包括传扭销、齿条和齿轮；齿轮设于中间盘53上，第一转子盘51和第二转子盘52的相对面上均固定有传扭销和齿条，传扭销的另一端分别穿过设于中间盘53上的通孔，齿条的另一端分别与齿轮啮合，传扭销用于限制第一转子盘51相对第二转子盘52同时运动时的运动方向，第一转子盘51和第二转子盘52以中间盘53为中心，可以沿着轴线方向移动。

本例还包括主传动轴安装部10，主传动轴安装部10包括轴承11和输入轴承座12，输入轴承座12通过螺栓固定于箱体1上，主传动轴2通过轴承11支撑于输入轴承座12上。

为了减少输入端和负载端轴的受力，本例还包括输入法兰盘8和输出法兰盘9；输入法兰盘8通过传扭销与主传动轴2连接；输出法兰盘9通过传扭销与空心转差轴3连接。

本例的永磁调速器的工作过程如下：

电动机通过输入端法兰型弹性联轴器13将扭矩传递给输入法兰盘8，输入法兰盘8通过传扭销14将扭矩传递给主传动轴2，主传动轴2从而带动固定于其上的导体转子组4转动，导体转子组通过磁力带动第一转子盘51及第二转子盘52转动，第一转子盘51及第二转子盘52通过传扭销向中间盘53传递扭矩，中间盘53通过平键将扭矩传递给空心转差轴3，空心转差轴3通过传扭销14向输出法兰盘9传递扭矩，输出法兰盘9通过传扭销向输出端法兰型弹性联轴器15传递扭矩从而带动负载转动。

在转动的过程中可以调节第一转子盘51、第二转子盘52分别与导体转子盘41之间的气隙，具体是：通过外部的连杆总成驱动外调速套63旋转，由于内调速套62固定在箱体1上，外调速套63沿空心转差轴3轴向运动，固定于外调速套63上的滑块沿着内调速套62上的螺旋槽运动，将旋转运动转化为轴向运动，进而通过轴承带动连接套61进行轴向运动，从而使得第二转子盘52的轴向相对位置发生变化。此时，第二转子盘52上的齿条相对齿轮运动，而齿轮的转动又驱动固定在第一转子盘51上的齿条运动。在调节装置7的传扭销、齿条、齿轮的作用下，由于中间盘53固定，则第一转子盘51与第二转子盘52同时发送位移大小相同，方向相反的轴向运动，从而同时调整第一转子盘51与对应的导体转子盘41以及第二转子盘52与对应的导体转子盘41之间的气隙，随着气隙的改变，磁场强度发生改变，所传递的扭矩发生改变，从而得到负载所需要的转速，由于作为执行机构的连杆总成的开度可以平滑调节，故第一转子盘51、第二转子盘52分别与导体转子盘41之间的气隙也能实现平滑调节，也即负载转速可以实现无极调速。

本例的永磁调速器，由于将空心转差轴3通过一对轴承支撑于主传动轴2上，实现输出轴和输入轴同轴围合设计，使其结构紧凑、安装尺寸小且可靠性高，与传统的永磁调速器相比，其安装尺寸可缩短40％～50％，进一步，避免了因支撑主轴挠度过大导致的磁隙不均匀问题，该调速器还可以在电机转速固定的情况下，可以通过改变第一转子盘51、第二转子盘52分别与导体转子盘41之间的气隙来调节输出转速，提高了***的稳定性。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (7)

1.一种永磁调速器，其特征在于，包括：主传动轴、空心转差轴、导体转子组、磁盘转子组、输入法兰盘和输出法兰盘；

所述空心转差轴通过一对轴承支撑并套设于所述主传动轴上，所述导体转子组通过法兰连接于所述主传动轴上，所述磁盘转子组安装于所述空心转差轴上，且，所述导体转子组、主传动轴、磁盘转子组和空心转差轴共轴布置，，且所述导体转子组与磁盘转子组之间设有可调节的磁隙；

所述输入法兰盘与所述主传动轴连接，所述输出法兰盘与所述空心转差轴连接；

所述主传动轴带动所述导体转子组转动，所述导体转子组通过磁力带动所述磁盘转子组转动，所述磁盘转子组带动所述空心转差轴转动。

2.如权利要求1所述的永磁调速器，其特征在于，所述导体转子组包括两个导体转子盘，且所述两个导体转子盘由若干个均匀且具有预设间隔分布的气隙板连接成整体，所述磁盘转子组位于所述气隙板连接成的整体内部。

3.如权利要求2所述的永磁调速器，其特征在于，所述磁盘转子组包括设有永磁体的第一内转子盘和第二内转子盘，第一内转子盘与第二内转子盘中间设有中间盘；

所述中间盘通过平键安装于所述空心转差轴上，所述第一内转子盘和第二内转子盘位于所述两个导体转子盘内侧，并分别与导体转子盘保持间距形成磁隙。

4.如权利要求3所述的永磁调速器，其特征在于，还包括传动装置，所述传动装置包括连接套、内调速套和外调速套；

所述连接套为法兰套筒结构，所述连接套的套筒部分通过耐磨环连接于所述空心转差轴上，且可在空心转差轴上滑动，所述连接套的法兰部分与所述第二内转子盘固定连接；

所述内调速套为法兰套筒结构，所述内调速套的套筒部分通过轴承支撑于所述空心转差轴上；

所述外调速套剖面呈台阶状，所述外调速套的下台阶边沿通过轴承支撑于所述连接套上，所述外调速套的上台阶边沿通过耐磨环连接于所述内调速套上，且所述外调速套沿所述内调速套轴向滑动。

5.如权利要求4所述的永磁调速器，其特征在于，还包括用于调节所述第一内转子盘及第二内转子盘的位置以调节所述气隙的调节装置，所述调节装置还包括传扭销、齿条和齿轮；

所述齿轮设于所述中间盘上，所述第一转子盘和第二转子盘的相对面上均固定有所述传扭销和齿条，所述传扭销的另一端分别穿过设于所述中间盘上的通孔，所述齿条的另一端分别与所述齿轮啮合。

6.如权利要求5所述的永磁调速器，其特征在于，所述内调速套设有螺旋槽，所述外调速套的上台阶边沿下方设有滑块，所述滑块可沿所述螺旋槽滑动。

7.如权利要求6所述的永磁调速器，其特征在于，还包括箱体，所述主传动轴、空心转差轴、导体转子组、磁盘转子组和传动装置设于所述箱体内。