一種磁體偶極子對及基於磁體偶極子對的永磁耦合裝置的製作方法

2023-05-14 13:35:56

專利名稱：一種磁體偶極子對及基於磁體偶極子對的永磁耦合裝置的製作方法
一種磁體偶極子對及基於磁體偶極子對的永磁耦合裝置方法
技術領域：
本發明屬於動力傳動領域，具體涉及一種磁體偶極子對及基於磁體偶極子對的永磁率禹合裝置。
背景技術：
現有的永磁耦合裝置的基本原理都是利用導體轉子與永磁轉子之間的相對運動在導體轉子上感應出渦旋磁場，該渦旋磁場企圖阻礙永磁磁場的運動，從而被拖動。利用這種機理，將動力從動力側傳到負載側。第一類永磁調速器為盤狀，調節導體轉子與永磁轉子之間的距離，即調節氣隙大小，氣隙大，傳遞的扭矩小，負載轉速低，反之亦然。專利號為98802726. 7，授權公告號為CN1140042C，授權公告日為2004年2月25日的專利公開了一種可調節磁耦合器，為第一類永磁調速器。此外，2002年09月04日公開的中國專利公開第CN1367948A公開一種具有可調 節的氣隙的永久磁聯軸器，上述專利均指出在導體轉子背面需要加上鐵板。而第二類永磁調速器為筒狀。則是通過調節永磁轉子與導體轉子之間的磁場嚙合面積，實現將動力從動力側傳到負載側的傳遞，嚙合面積大，則傳遞的扭矩大，負載轉速高，反之亦然。中國專利號為200920256058. 7，授權公告號為CN201577019U，授權公告日為2010年09月08日的專利公開了一種永磁調速器，為第二類永磁調速器。它包括筒形導體轉子、筒形永磁轉子和調節器，筒形永磁轉子在筒形導體轉子內，並隨各自安裝的旋轉軸獨立轉動，調節器調節筒形永磁轉子與筒形導體轉子在軸線方向的相對位置，可以改變筒形導體轉子與筒形永磁轉子之間的作用面積，實現改變筒形導體轉子與筒形永磁轉子之間傳遞轉矩的大小。現有技術中，當導體轉子與永磁轉子相對運動時，在上述鐵板上會以很低的效率產生有用的渦電流，並且這個渦電流卻在鐵板上產生更多的熱耗，這不但有悖於設計的初衷，甚至在實施中為減少這些無效的熱耗需要付出更多的成本。上述專利存在的缺點是，都是對磁路的設計尚有不足，對磁能利用的效率較低，導致上述專利產品在相同體積下，可傳輸的功率較小；並且在導體轉子上設置有鐵磁材料，導致無效熱耗增加。上述第一類和第二類永磁調速器均設置了散熱體，卻沒有考慮減少或消除無效熱耗的產生。

發明內容本發明的目的是提供一種磁體偶極子對及基於磁體偶極子對的永磁耦合裝置，以解決上述技術問題。為了實現上述目的，本發明採用如下技術方案—種磁體偶極子對，包括平行設置的第一導磁板和第二導磁板；第一導磁板朝向第二導磁板的一面上固定有第一永磁體和第三永磁體，第二導磁板朝向第一導磁板的一面上固定有與第一永磁體和第三永磁體位置相對的第二永磁體和第四永磁體；第二永磁體和第四永磁體朝向第一導磁板的一端極性相反，第一永磁體與第二永磁體相對的一端極性相反,第三永磁體和第四永磁體相對的一端極性相反。
本發明進一步的改進在於第一導磁板和第二導磁板是平板、弧形板或V形板。本發明進一步的改進在於第一永磁體和第三永磁體平行設置，第二永磁體和第四永磁體平行設置。本發明進一步的改進在於第一導磁板安裝第一永磁體和第三永磁體的一側為平面、弧形面或V形面，另一側為任意形狀。本發明進一步的改進在於第二導磁板安裝第二永磁體和第四永磁體的一側為平面、弧形面或V形面，另一側為任意形狀。本發明進一步的改進在於第一永磁體、第二永磁體、第三永磁體和第四永磁體的大小基本相同。本發明進一步的改進在於第一永磁體與第二永磁體之間、第三永磁體和第四永磁體之間具有工作間隙。
本發明進一步的改進在於第一永磁體與第三永磁體之間、第二永磁體和第四永磁體之間具有磁力線隔離間隙。基於磁體偶極子對的永磁耦合裝置，包括若干磁體偶極子對、基體盤、外緊固圈和內緊固圈；若干磁體偶極子對環形均勻固定於基體盤上，相鄰的磁體偶極子對之間具有間隙；若干磁體偶極子對的第一導磁板和第二導磁板的一端均固定在基體盤上。本發明進一步的改進在於第一導磁板和第二導磁板的另一端分別固定於外緊固圈和內緊固圈上。本發明進一步的改進在於所述永磁耦合裝置還包括導體環，導體環一端插入磁體偶極子對的第一導磁板和第二導磁板之間的兩對永磁體之間的間隙內，另一端固定連接導體轉子法蘭。本發明進一步的改進在於基體盤包括基體盤底和設置於基體盤底上的外凸緣和內凸緣，基體盤底的中心設有主軸過孔，基體盤底上還設有散熱孔；第一導磁板緊靠外凸緣的內圈，第二導磁板緊靠內凸緣的外圈。相對於現有技術，本發明具有以下優點採用一種磁體偶極子對形成高效的閉合磁場；導體環僅由導體構成而不需要導磁襯板；本發明的導磁板不是全閉合的，形成一種磁體偶極子對的陣列組合；尤其在大規格產品中具有以下優點1、減小轉動慣量，2、減少材料用量，3、減少加工成本，4、有助於散熱，5、避免無效熱耗。

圖I是本發明永磁耦合裝置的結構示意圖；圖2是本發明磁體偶極子對的結構示意圖(導磁板為平板)；圖3是本發明磁體偶極子對的結構示意圖(導磁板為弧形板)並含導體環的局部；圖4為基體盤的示意圖；圖5為磁體轉子的示意圖；圖6為圖5的剖視圖。圖中1:導磁板,1-1:第一導磁板，1-2 :第二導磁板,2 :永磁體,2-1 :第一永磁體，2-2 :第二永磁體，2-3 :第三永磁體，2-4 :第四永磁體，3 :基體盤，3_1 :外凸緣；3_2 :內凸緣；3-3 :基體盤底；3-4 :散熱孔，3-5 :主軸過孔，4 :外緊固圈，5 :內緊固圈，6 :導體環，7 導體轉子法蘭。
具體實施方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發明進行詳細說明。請參閱圖2和圖3所示，本發明一種磁體偶極子對，包括導磁板I和永磁體2，導磁板I包括第一導磁板1-1和第二導磁板1-2,永磁體2包括第一永磁體2-1、第二永磁體2-2、第三永磁體2-3和第四永磁體2-4。第一導磁板1-1和第二導磁板1_2可以是平板、弧形板或V形板，第一導磁板1-1和第二導磁板1-2之間平行設置,第一永磁體2-1和第三永磁體2-3平行固定於第一導磁板1-1朝向第二導磁板1-2的一面上,且第一永磁體2-1和第三永磁體2-3朝向第二導磁板1-2的一端極性相反,第二永磁體2-2和第四永磁體2-4平行固定於第二導磁板1-2朝向第一導磁板1-1的一面上，第二永磁體2-2和第四永磁體2-4朝向第一導磁板1-1的一端極性相反，且第一永磁體2-1的位置與第二永磁體2-2的位置相對，第三永磁體2-3的位置與第四永磁體2-4的位置相對，第一永磁體2-1與第二永磁體2-2相對的一端極性相反，第三永磁體2-3和第四永磁體2-4相對的一端極性相反。第一永磁體2-1與第二永磁體2-2之間、第三永磁體2-3和第四永磁體2-4之間具有一定間隙，可以供導體環6伸入該間隙中。並且導體環的內外表面和磁體之間留有最好不大於5_的間隙，以便於安裝調整。第一導磁板1-1安裝第一永磁體2-1和第三永磁體2-3的一側為平面、弧形面或V形面，另一側為任意形狀。第二導磁板1-2安裝第二永磁體2-2和第四永磁體2-4的一側為平面、弧形面或V形面，另一側為任意形狀。第一永磁體與第三永磁體之間、第二永磁體和第四永磁體之間具有磁力線隔離間隙。請參閱圖I至圖6所示，本發明一種基於磁體偶極子對的永磁耦合裝置，包括多個磁體偶極子對、基體盤3、外緊固圈4、內緊固圈5、導體環6和導體轉子法蘭7。基體盤3包括基體盤底3-3和設置於基體盤底3-3上的外凸緣3_1和內凸緣3_2，基體盤底3-3的中心設有主軸過孔3-5，基體盤底3-3上還設有散熱孔3-4。
多個磁體偶極子對環形均勻固定於基體盤3上，相鄰的磁體偶極子對之間具有間隙，方便散熱和減小轉動慣量；多個磁體偶極子對的第一導磁板1-1和第二導磁板1-2的一端均固定在基體盤3上(通過螺釘、焊接、鉚接等方法固定)，位於外凸緣3-1和內凸緣3-2之間(第一導磁板1-1緊靠外凸緣3-1的內圈，第二導磁板1-2緊靠內凸緣3-2的外圈)，另一端分別固定於外緊固圈4和內緊固圈5上。導體環6 —端插入磁體偶極子對的第一導磁板1-1和第二導磁板1-2之間的兩對永磁體的間隙內，另一端固定連接導體轉子法蘭7。在每個磁體偶極子對中，相向的磁體之間可形成兩束垂直於磁體表面的磁力線，這些磁力線所在的區域，是一個邊緣效應很小的均勻磁場，當導體在其中通過時，便受到磁感應的阻力。用一組若干個磁體偶極子對組合成磁體轉子，用環形導體作為導體轉子，分別安裝在動力傳輸的主動軸和從動軸上，導體轉子置於所述的磁場內，便可實現永磁耦合傳輸動力。本實施例中，導體轉子與電機同軸連接,永磁轉子與負載同軸連接。當電機帶動導體轉子在裝有強力稀土磁鐵的永磁轉子中旋轉，即切割磁力線，因而在導體轉子中產生渦電流，進而感生出新的磁場，由於兩個磁場力的相互作用，便可拖動永磁轉子隨之轉動，從而可在電機與負載之間以的非接觸的方式實現扭矩傳遞。這種拖動始終存在一定的滑差，即負載獲得的轉速低於電機的轉速。當軸向調節導體環置於磁場中的部位的大小，也就是調節有效磁通的大小，即可實現調速。儘管以上對本發明的實施方案進行了詳細的描述，但本發明並 不局限於上述的具體實施方案。本領域的普通技術人員在本說明書的啟示下，在不脫離本發明權利要求所保護的範圍的情況下，還可以做出很多種的形式，這些均屬於本發明保護之列。
權利要求
1.一種磁體偶極子對，其特徵在於，包括平行設置的第一導磁板(1-1)和第二導磁板(1-2);第一導磁板(1-1)朝向第二導磁板(1-2)的一面上固定有第一永磁體(2-1)和第三永磁體(2-3),第二導磁板(1-2)朝向第一導磁板(1-1)的一面上固定有與第一永磁體(2-1)和第三永磁體(2-3)位置相對的第二永磁體(2-2)和第四永磁體(2-4);第二永磁體(2-2)和第四永磁體(2-4)朝向第一導磁板(1-1)的一端極性相反，第一永磁體(2-1)與第二永磁體(2-2 )相對的一端極性相反,第三永磁體(2-3 )和第四永磁體(2-4 )相對的一端極性相反。
2.根據權利要求I所述的一種磁體偶極子對，其特徵在於，第一導磁板(1-1)和第二導磁板(1-2)是平板、弧形板或V形板。
3.根據權利要求I所述的一種磁體偶極子對，其特徵在於，第一永磁體(2-1)和第三永磁體(2-3)平行設置，第二永磁體(2-2)和第四永磁體(2-4)平行設置。
4.根據權利要求I所述的一種磁體偶極子對，其特徵在於，第一導磁板(1-1)安裝第一永磁體(2-1)和第三永磁體(2-3)的一側為平面、弧形面或V形面，另一側為任意形狀。
5.根據權利要求I所述的一種磁體偶極子對，其特徵在於，第二導磁板(1-2)安裝第二永磁體(2-2)和第四永磁體(2-4)的一側為平面、弧形面或V形面，另一側為任意形狀。
6.根據權利要求I所述的一種磁體偶極子對，其特徵在於，第一永磁體(2-1)與第二永磁體(2-2 )之間、第三永磁體(2-3 )和第四永磁體(2-4 )之間具有間隙。
7.基於權利要求I至6中任一項所述的一種磁體偶極子對的永磁耦合裝置，其特徵在於，包括若干磁體偶極子對、基體盤(3)、外緊固圈(4)和內緊固圈(5);若干磁體偶極子對環形均勻固定於基體盤(3)上，相鄰的磁體偶極子對之間具有間隙；若干磁體偶極子對的第一導磁板(1-1)和第二導磁板(1-2)的一端均固定在基體盤(3)上。
8.根據權利要求7所述的永磁耦合裝置，其特徵在於，第一導磁板(1-1)和第二導磁板(1-2)的另一端分別固定於外緊固圈(4)和內緊固圈(5)上。
9.根據權利要求7所述的永磁耦合裝置，其特徵在於，所述永磁耦合裝置還包括導體環(6),導體環(6) —端插入磁體偶極子對的第一導磁板(1-1)和第二導磁板(1-2)之間的兩對永磁體之間的間隙內，另一端固定連接導體轉子法蘭(7 )。
10.根據權利要求7所述的永磁耦合裝置，其特徵在於，基體盤(3)包括基體盤底(3-3) 和設置於基體盤底(3-3)上的外凸緣(3-1)和內凸緣(3-2)，基體盤底(3-3)的中心設有主軸過孔(3-5)，基體盤底(3-3)上還設有散熱孔(3-4);第一導磁板(1-1)緊靠外凸緣(3-1)的內圈，第二導磁板(1-2)緊靠內凸緣(3-2)的外圈。
全文摘要
本發明公開一種磁體偶極子對及基於磁體偶極子對的永磁耦合裝置，磁體偶極子對包括平行設置的第一導磁板和第二導磁板；第一導磁板朝向第二導磁板的一面上固定有第一永磁體和第三永磁體，第二導磁板朝向第一導磁板的一面上固定有與第一永磁體和第三永磁體位置相對的第二永磁體和第四永磁體；第二永磁體和第四永磁體朝向第一導磁板的一端極性相反，第一永磁體與第二永磁體相對的一端極性相反，第三永磁體和第四永磁體相對的一端極性相反；永磁耦合裝置包括若干環形布置的磁體偶極子對，形成一種磁體偶極子對的陣列組合；尤其在大規格產品中具有以下優點1、減少轉動慣量，2、減少材料用量，3、減少加工成本，4、有助於散熱，5、避免無效熱耗。
文檔編號H02K49/04GK102832781SQ20121033034
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月7日 優先權日2012年9月7日
發明者馬小安 申請人:西安巨舟電子設備有限公司