CN201159677Y - 一种水冷永磁涡流测功机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种水冷永磁涡流测功机，属于动力机械测试设备。主要包括有转子和定子，转子由转子盘(2)、铝套(3)和柱状钕铁硼永久磁铁(4)组成。定子由定子盘(5)、密封垫(6)、冷却盖(7)、导向轴(10)、移动盘(12)和电机(13)组成，并且可以轴向移动。通过改变定子盘(5)和转子盘(2)之间的空气间隙，可调节制动力矩大小。定子盘(5)内为封闭螺旋水槽结构，使循环的冷却水路可以充分进行热量交换。本实用新型结构简单、控制精确、运行稳定，并且节约铜资源、基本无电能消耗。封闭式水循环冷却***冷却效果明显，基本不产生噪音，特别适用于对噪音要求高的场合。
Description
技术领域
本实用新型属于动力机械测试设备，具体为一种水冷永磁涡流测功机。
背景技术
测功机是一种动力设备的检测装置，作为变速箱、减速机、电动机、发动机、汽车等动力机械设备的负载装置，用于测试它们的功率等动力参数。测功机主要分为电涡流测功机、水力测功机、电力测功机等。电涡流测功机通过变化磁场感应的电涡流，产生反向制动力矩，并将制动力矩作用到测试动力机的输出轴上，可测得动力机的功率。电涡流测功机响应时间短、便于控制、应用广泛。但是电涡流测功机的励磁线圈消耗大量铜资源以及电能；体积、重量较大；连续使用时发热量大；不容易保持制动力的稳定性和持久性。
由于涡流损耗会产生大量的焦尔热，因此需要考虑电涡流测功机工作时的散热问题。电涡流测功机多采用风冷式和水冷式散热。其中风冷式散热测功机，励磁线圈固定于定子上，转子带有散热叶片和风道，起到散热的作用，但在高速旋转时会产生很大的噪声；水冷式散热测功机，设有循环的冷却水路，并且要防止水的泄漏，结构比较复杂。
实用新型内容
本实用新型是一种结构简单、易于加工安装、运行安全可靠、节能、低噪音、操作维护方便的永磁式涡流测功机，它能根据测试需要提供可连续调节的负载。
本实用新型是利用永久磁铁代替励磁线圈产生磁场，其作用原理与电涡流测功机基本相同：通过磁性金属材料切割高能永久磁铁的磁场，在金属表面产生电涡流，从而产生制动力矩。本实用新型不需要外接励磁电流，永久磁铁安置于转子上，转子部分不发热，故不必特别考虑散热构造。电涡流在定子上产生的热量可以通过其内部布置的冷却水路排出。
为了实现上述目的本实用新型采取如下技术方案。一种水冷永磁涡流测功机，包括有转子和定子，其中，所述的定子为由定子盘5、密封垫6、冷却盖7、导向轴10、移动盘12和电机13机身组成的一整体可移动式结构，导向轴10穿过支座11的导向孔，其两端分别与定子盘5和移动盘12固定连接，电机13机身固定连接在移动盘12的外侧，电机13输出轴与支座11连接，支座11固定于地面。所述的转子包括有转子盘2、铝套3和柱状钕铁硼永久磁铁4组成，柱状钕铁硼永久磁铁4外表面套有铝套3并沿转子的周向均匀嵌入在转子盘2的右端面内，且每个柱状钕铁硼永久磁铁4的磁极为同向布置。
所述的定子盘5在远离转子盘2的端面内设置有螺旋状水槽16，在冷却盖7圆环平面里侧设有入水接头9，外侧设置有出水接头8。
本实用新型的工作原理和过程是：工作时，动力机输出轴通过法兰盘与本实用新型的中心轴相联接，带动中心轴、转子盘等随之转动。嵌有永久磁铁的转子盘相对定子盘非接触转动，定子盘切割永久磁铁磁力线，并在其表面产生电涡流，涡流磁场产生与转子盘旋转方向相反的转矩，从而产生制动力矩。所有永久磁铁采用相同极向布置，每个永久磁铁通过定子盘、空气间隙、转子盘与自身形成磁回路，有效磁力线较多、利用效率高。定子盘和转子盘之间的空气间隙越小，产生制动力矩越大。通过控制器定量控制电机进给量，精确控制定子盘和转子盘之间的空气间隙大小，通过扭矩传感器和检测电路，可获得制动力矩的数值。机械能通过变化磁场产生的电涡流，形成涡流损耗，转化为热能。定子盘表面将产生很高的温度，热量从定子盘外表面传导到内部循环水路，循环水路带走大部分的热量。定子盘内水槽呈单排螺旋状，无死角，水路在一定水压下从冷却盖圆环平面里侧进入，顺畅流经全部水槽，充分进行热量交换，最后从冷却盖外侧流出，带走热量。调节水压，可以改变热交换的速度。
本实用新型的主要优点是：
(1)永久磁铁代替励磁线圈，制动力稳定持久、节约铜资源、基本无电能消耗。永久磁铁采用相同极向布置，磁力线分布合理、利用效率高
(2)永久磁铁代替励磁线圈安装在转子盘上，不需要电刷、外接电源等电路结构，并且转子部分不需水冷，使结构大幅度简化。转子盘结构简单、表面平滑、无突出物，故高速旋转时噪音小，稳定可靠。
(3)电机控制的移动式定子盘结构简单紧凑，能承受较大的扭转力矩和轴向磁吸力。操作简单方便、控制精确。
(4)封闭式水循环冷却***冷却效果明显，基本不产生噪音，特别适用于对噪音要求高的场合。
附图说明
图1是本实用新型剖面结构示意图
图2是本实用新型转子盘永久磁铁布局示意图
图3是本实用新型定子盘螺旋水槽结构示意图
图中：1、中心轴，2、转子盘，3、铝套，4、柱状钕铁硼永磁体，5、移动式定子盘，6、密封垫，7、冷却盖，8、出水接头，9、入水接头，10、导向轴，11、支座，12、移动盘，13、电机，14、控制器，15、磁力线，16、水槽，17、入水口，18、出水口
具体实施方式
参见附图1～3，本实用新型主要由带有螺旋水槽16结构的定子盘5及其平移机构、嵌有永久磁铁4的转子盘2、中心轴1及轴系零件、支座11组成。
具体可按如下步骤实施：
(1)见附图1，定子盘5、冷却盖7、密封垫6、入水接头9、出水接头8先进行密封装配。并与导向轴10、移动盘12在支座11上固定，保证定子盘5工作面与中心轴1垂直。将电机13机身固定在移动盘12外侧，电机13输出轴与支座11联接，并且电机13输出轴与支座11无相对移动。
电机13与控制器14相连接。
(2)柱状钕铁硼永久磁铁4外套铝套3嵌入转子盘2内，所有永久磁铁极向一致，端面与转子盘2工作面齐平，沿圆周向方向均匀布置，见附图2。转子盘2与中心轴1通过平键联接。
(3)工作时，中心轴1与动力机输出轴联接，带动转子盘2转动，通过控制电机13，可以控制定子盘5、导向轴10、移动盘12、电机13机身整体结构在支座11上轴向移动，从而控制定子盘5和转子盘2之间的空气间隙。电机13的控制器14可以设置空气间隙为某一范围内的数值，快速、精确的进行控制。由于空气间隙的变化，制动力矩将随之改变，通过扭矩传感器，可测得制动力矩的数值。
(4)本实施例的定子盘在远离转子的端面内设置螺旋状水槽16，且其水路流向由里至外。定子盘5水循环冷却***在动力输入前开始工作，冷却盖7里侧入水接头9进入一定压力的常温水，流经螺旋水槽16，吸收热量，外侧出水接头8排出热水。日常用供水***水压即可满足要求。
本实用新型可用于齿轮箱、变速箱、分动箱等多种设备。
Claims (2)
1、一种水冷永磁涡流测功机，包括有转子和定子，其中，所述的定子为由定子盘(5)、密封垫(6)、冷却盖(7)、导向轴(10)、移动盘(12)和电机(13)机身组成的一整体可移动式结构，导向轴(10)穿过支座(11)的导向孔，其两端分别与定子盘(5)和移动盘(12)固定连接，电机(13)机身固定连接在移动盘(12)的外侧，电机(13)输出轴与支座(11)连接，支座(11)固定于地面；其特征在于：所述的转子包括有转子盘(2)、铝套(3)和柱状钕铁硼永久磁铁(4)组成，柱状钕铁硼永久磁铁(4)外表面套有铝套(3)并沿转子的周向均匀嵌入在转子盘(2)的右端面内，且每个柱状钕铁硼永久磁铁(4)的磁极为同向布置。
2、根据权利要求1所述的一种水冷永磁涡流测功机，其特征在于：所述的定子盘(5)在远离转子盘(2)的端面内设置有螺旋状水槽(16)，在冷却盖(7)圆环平面里侧设有入水接头(9)，外侧设置有出水接头(8)。
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