一種永磁渦流柔性傳動調速裝置的製作方法
2023-04-30 18:12:01
專利名稱：一種永磁渦流柔性傳動調速裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及軟起動與調速傳動技術領域，尤其涉及一種永磁渦流柔性傳動調速裝置。
背景技術：
目前，工業中廣泛應用的聯軸機構多為剛性連接，如果兩軸沒有嚴格對中，則會產生振動和噪音，縮短設備壽命。永磁耦合器由氣隙實現了輸入軸與輸出軸的柔性連接，由於沒有機械連接，所以摩擦損耗很小。電機的起動過程會有很高的起動電流產生，尤其是負載較大的場合，為了避免起動過程中電流過大造成危險，和減少對傳動機構產生的衝擊，弓丨入軟起動技術，可以實現系統的平滑起動。此種軟起動器利用調節永磁結構氣隙的方式逐步減小永磁傳動結構的轉差率，可以將負載的轉矩慢慢加到動力輸入軸，使起動電機的起動電流不至於過高，電磁柔性連接又可大大減少對傳動機構的衝擊。目前的電磁軟起動器起動時間不可控，對要求比較高，或者工藝要求經常改變的場合，這種不可控就成為一種障礙。同時，這種永磁傳動結構調節氣隙改變轉差率的方式還可以實現系統的調速，這種調速方式快速直接、操作簡單，不涉及複雜的控制算法，實現也很方便。永磁耦合器、軟起動器以及永磁調速器原理與結構相似，但是功能單一，這就需要一種兼有以上三者功能，並且可以實現對軟起動的起動時間可控的系統。
發明內容
為克服現有技術的不足，本發明的目的是提供一種永磁渦流柔性傳動調速裝置，兼有耦合聯軸器，調速器以及軟起動器的功能，對軟起動過程的進行精確控制，以滿足對軟起動的起動時間有不同要求的場合。為實現上述目的，本發明通過以下技術方案實現一種永磁渦流柔性傳動調速裝置，包括同心設置的輸入軸及輸出軸、與輸入軸相連的導體轉子、與輸出軸相連的永磁轉子、受外界裝置調節的可控環，所述的永磁轉子主要由鐵芯、導槽嵌入的呈發射狀均布的八個永磁滑塊組成，永磁滑塊通過傘狀支架與可控環相連，可控環通過鋸齒沿輸出軸的軸向移動，對應永磁轉子上的永磁滑塊沿永磁轉子的徑向方向移動；所述的導體轉子由一對同軸的導電銅環組成。所述的永磁滑塊中固定有一個永磁體,相鄰的兩個永磁滑塊中的永磁體磁極相反。所述的鋸齒兩端設有限位楔。所述的外界裝置由伺服電機提供動力帶動可控環沿輸出軸的軸向移動。所述的永磁轉子的鐵芯呈圓形結構。與現有技術相比，本發明的有益效果是結構簡單、操作方便、適用於不同要求的場合，實現兼有永磁耦合聯軸器、軟起動器以及永磁調速器三者的功能。因為這種永磁渦流柔性傳動調速裝置的氣隙可以調節，所以可以對軟起動過程的進行精確控制，
圖1是本發明的剖視圖。圖2是本發明的導體轉子剖視圖。圖3是本發明的永磁轉子剖視圖。圖4是本發明的永磁轉子側視圖。圖中1-導體轉子2-永磁轉子3-永磁滑塊4-輸入軸5-輸出軸6-可控環7-傘狀支架8-導電銅環9-限位楔10-導槽11-外界裝置12-鋸齒。
具體實施例方式下面結合說明書附圖對本發明進行詳細地描述，但是應該指出本發明的實施不限於以下的實施方式。見圖1-圖4，一種永磁渦流柔性傳動調速裝置，包括同心設置的輸入軸4及輸出軸5、與輸入軸4相連的導體轉子1、與輸出軸5相連的永磁轉子3、受外界裝置11調節的可控環6，所述的永磁轉子2主要由鐵芯、導槽10嵌入的呈發射狀均布的八個永磁滑塊3組成，永磁滑塊3通過傘狀支架7與可控環6相連，可控環6通過鋸齒12沿輸出軸5的軸向移動，對應永磁轉子2上的永磁滑塊3沿永磁轉子2的徑向方向移動；所述的導體轉子I由一對同軸的導電銅環8組成。所述的永磁滑塊3永磁滑塊中固定有一個永磁體，相鄰的兩個永磁滑塊中的永磁體磁極相反。所述的鋸齒12兩端設有限位楔9。所述的外界裝置11 一端固定，另一端由伺服電機帶動旋轉，進而帶動可控環6沿輸出軸5的軸向移動。所述的永磁轉子2的鐵芯呈圓形結構。實施例導體轉子I有兩個導電銅環8，當輸入軸4與輸出軸5有相對運動時，如果永磁轉子2與導體轉子I的導電銅環8形成有效氣隙，則會在導電銅環8感生出旋轉渦流，渦流形成的磁極與永磁體間的耦合力，使輸入軸4的力矩傳遞到輸出軸5上，力的傳遞是實現聯軸器、軟起動及調速等的前提。在永磁轉子2的圓面內，發射狀分布的導槽10嵌有八個磁極交替均勻分布的永磁滑塊3，永磁滑塊3在導槽10內可以沿圓面徑向方向運動。傘狀支架7與八個永磁滑塊3相連，在輸出軸5上通過鋸齒12嚙合有可控環6，可控環6是傘狀支架7八個分支的收集端。由於傘狀支架7幾何數據已知，則可控環6的運動距離與八個永磁滑塊3的運動距離之間存在著固定的數量關係。外接裝置11作用於可控環6，達到調節可控環6在輸出軸5軸向運動，間接驅使八個永磁滑塊3在永磁轉子2徑向運動的目的。輸出軸5上的鋸齒12與可控環6嚙合，使可控環6與輸出軸5有時刻相同的轉速，而且可控環6可以沿軸向滑動。在鋸齒12的兩端有限位楔9，這樣可控環6不會因運動超限而使傘狀支架7或永磁滑塊3造成損傷。可控環6在最靠近永磁轉子2的位置時，永磁滑塊3在永磁轉子2圓面的最遠端；可控環6在最遠離永磁轉子2位置時,永磁滑塊3在永磁轉子2圓面的最近端。永磁滑塊3在圓內的活動範圍決定了氣隙的變化範圍，永磁滑塊3的運動改變氣隙的結果是可以使轉差率從最大到最小的變化。這樣，利用外接裝置11調節可控環6的位置就可以間接使永磁滑塊3進行徑向運動，進而改變轉差率，實現永磁耦合，軟起動及調速等功能。本發明的工作過程是初始狀態下，可控環6在距離永磁轉子2的最遠端，永磁滑塊3在永磁轉子2圓面內的最近端。此時，氣隙最大，轉差率為I。當輸入軸4帶動導體轉子I旋轉時，外界裝置11調節可控環6向永磁轉子2方向運動，永磁滑塊3向永磁轉子2圓面的徑向遠端運動，永磁滑塊3與導體轉子I上的導電銅環8相對面積變大，電磁氣隙變小，由電磁感應產生電磁力增大。可控環6繼續運動，電磁力大到可以驅動永磁轉子2時，永磁轉子2帶動輸出軸5跟著旋轉。可控環6繼續運動,氣隙變小,轉差率隨之變小,輸出軸5速度上升。直到可控環6運動到極限位置，此時永磁滑塊3位於永磁轉子2圓面內的最遠端，轉子之間的氣隙最小，轉差率最小，而輸出軸5達到速度最大值。起動過程完成。如果可控環6變化位置，永磁滑塊3的位置隨之改變，則氣隙和轉差率改變，實現了對速度的調節，這種調速方式，方便快捷。由於本發明的電磁連接結構，也決定了具有永磁耦合器的柔性連接等優勢。本發明結構簡單、操作方便、適用於不同要求的場合，實現兼有永磁耦合聯軸器、軟起動器以及永磁調速器三者的功能I在可控環固定在某一要求位置時，此時的氣隙和轉差率固定，完全可以實現柔性連接的聯軸器的作用。2在運轉過程中，根據需要，改變可控環的位置，則永磁滑塊的位置進行相應的改變，改變氣隙，進而改變轉差率，實現對輸出軸的速度控制，這就是永磁調速器的功能。3如果設定初始狀態為氣隙最大，此時轉差率為最大值，系統起動，輸入軸轉速快速上升，調節可控環，使永磁滑塊從永磁轉子沿徑向向圓外移動，氣隙隨之變小，轉差率隨之降低，電磁力隨之增大，輸出軸的負載轉矩逐步加到輸入軸上，直到永磁轉子到遠離圓心的最大位置，此時氣隙最小，電磁力達到最大，負載轉矩完全加到輸入軸上，最後，系統實現了平滑起動。改變可控環移動速度，可以改變氣隙從最大到最小的過渡時間，進而改變負載轉矩從0到完全加到輸入軸上的時間，這就是可控轉差率的軟起動器，並且對軟起動過程的氣隙可以進行精確控制，以滿足對軟起動的起動時間有不同要求的場合。
權利要求
1.一種永磁渦流柔性傳動調速裝置，其特徵在於，包括同心設置的輸入軸及輸出軸、與輸入軸相連的導體轉子、與輸出軸相連的永磁轉子、受外界裝置調節的可控環，所述的永磁轉子主要由鐵芯、導槽嵌入的呈發射狀均布的八個永磁滑塊組成，永磁滑塊通過傘狀支架與可控環相連，可控環通過鋸齒沿輸出軸的軸向移動，對應永磁轉子上的永磁滑塊沿永磁轉子的徑向方向移動；所述的導體轉子由一對同軸的導電銅環組成。
2.根據權利要求1所述的一種永磁渦流柔性傳動調速裝置，其特徵在於，所述的永磁滑塊中固定有一個永磁體，相鄰的兩個永磁滑塊中的永磁體磁極相反。
3.根據權利要求1所述的一種永磁渦流柔性傳動調速裝置，其特徵在於，所述的鋸齒兩端設有限位楔。
4.根據權利要求1所述的一種永磁渦流柔性傳動調速裝置，其特徵在於，外界裝置由伺服電機提供動力帶動可控環沿輸出軸的軸向移動。
5.根據權利要求1所述的一種永磁渦流柔性傳動調速裝置，其特徵在於，所述的永磁轉子的鐵芯呈圓形結構。
全文摘要
本發明涉及一種永磁渦流柔性傳動調速裝置，包括同心設置的輸入軸及輸出軸、與輸入軸相連的導體轉子、與輸出軸相連的永磁轉子、受外界裝置調節的可控環，所述的永磁轉子主要由鐵芯、導槽嵌入的呈發射狀均布的八個永磁滑塊組成，永磁滑塊通過傘狀支架與可控環相連，可控環通過鋸齒沿輸出軸的軸向移動，對應永磁轉子上的永磁滑塊沿永磁轉子的徑向方向移動；所述的導體轉子由兩對導電銅環組成；所述的外界裝置由伺服電機提供動力，帶動可控環沿輸出軸的軸向移動。本發明的優點是結構簡單、操作方便、適用於不同要求的場合，實現兼有永磁耦合聯軸器、軟起動器以及永磁調速器三者的功能。
文檔編號H02K51/00GK103023273SQ201210563299
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月21日 優先權日2012年12月21日
發明者王大志, 馬忠威, 張海信, 張偉, 馬驍馳, 吳金玲 申請人:鞍山欽元節能設備製造有限公司