專利名稱：一種高效的傳動(dòng)軸永磁耦合裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機(jī)拖動(dòng)、負(fù)載調(diào)速系統(tǒng)領(lǐng)域，特別是一種高效的傳動(dòng)軸永磁耦合裝置。
背景技術(shù)：
目前，節(jié)能降耗已成為全社會(huì)關(guān)注的重點(diǎn)和科學(xué)發(fā)展的目標(biāo)。電機(jī)系統(tǒng)用電量約 占全球用電量的60%，其中風(fēng)機(jī)、泵類、壓縮機(jī)和空調(diào)制冷機(jī)的用電量分別占全球用電量的 10.4%、20.9%、9.4%和6%。電機(jī)系統(tǒng)量大、面廣，節(jié)電潛力巨大。從國(guó)內(nèi)來(lái)講，現(xiàn)有各類 電機(jī)系統(tǒng)總裝機(jī)容量約4. 2億千瓦，運(yùn)行效率比國(guó)外先進(jìn)水平低10—20個(gè)百分點(diǎn)，相當(dāng)于 每年浪費(fèi)電能約1500億千瓦時(shí)。電動(dòng)機(jī)及被拖動(dòng)設(shè)備效率低，電動(dòng)機(jī)、風(fēng)機(jī)、泵等設(shè)備陳舊 落后，效率比國(guó)外先進(jìn)水平低2—5個(gè)百分點(diǎn)；系統(tǒng)匹配不合理，“大馬拉小車”現(xiàn)象嚴(yán)重， 設(shè)備長(zhǎng)期低負(fù)荷運(yùn)行；系統(tǒng)調(diào)節(jié)方式落后，大部分風(fēng)機(jī)、泵類采用機(jī)械節(jié)流方式調(diào)節(jié)，效率 比調(diào)速方式約低30%以上。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)與應(yīng)用中，為了保證負(fù)荷最大時(shí)風(fēng)機(jī)或水泵系統(tǒng)滿足輸出要求， 通常需要按系統(tǒng)的最大輸出能力配備風(fēng)機(jī)水泵系統(tǒng)，而真正實(shí)用中，絕大多數(shù)情況下并非 需要系統(tǒng)在滿負(fù)荷下使用?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)氣隙實(shí)現(xiàn)流量和/或壓力的連續(xù)控制，取代原系 統(tǒng)中控制流量和/或壓力的閥門，在電機(jī)轉(zhuǎn)速不變的情況下，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)或水泵的轉(zhuǎn)速，符合 離心負(fù)載的比例定律。當(dāng)輸出流量和/或壓力減少時(shí)，電機(jī)功率急劇下降，減少了能源需 求，從而大大地節(jié)約了能源。因此，電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)領(lǐng)域里，動(dòng)力傳輸耦合、調(diào)速及節(jié)能技術(shù)是 一個(gè)永久的研究和開(kāi)發(fā)課題。目前常用的幾種傳統(tǒng)調(diào)速方式的技術(shù)現(xiàn)狀串級(jí)調(diào)速技術(shù)，可以回收轉(zhuǎn)差功率，但它不適合于鼠籠型異步電機(jī)，必須更換電 機(jī)；不能實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，啟動(dòng)過(guò)程非常復(fù)雜；啟動(dòng)電流大；調(diào)速范圍有限；響應(yīng)慢，不易實(shí)現(xiàn)閉 環(huán)控制；功率因數(shù)和效率低，并隨轉(zhuǎn)速的調(diào)低急劇下降；很難實(shí)現(xiàn)同PLC、DCS等控制系統(tǒng)的 配合，對(duì)提高裝置的整體自動(dòng)化程度和實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制無(wú)益；同時(shí)因控制裝置比較復(fù)雜、諧波 污染大對(duì)電網(wǎng)有較大干擾；進(jìn)一步限制了它的使用，屬落后技術(shù)。電磁轉(zhuǎn)差離臺(tái)器調(diào)速技 術(shù)，通過(guò)對(duì)電磁離合器勵(lì)磁電流的控制實(shí)現(xiàn)對(duì)其磁極的速度調(diào)節(jié)，這種系統(tǒng)一般也采用轉(zhuǎn) 速閉環(huán)控制。這種調(diào)速系統(tǒng)全部轉(zhuǎn)差功率都被消耗掉，用增加轉(zhuǎn)差功率的消耗來(lái)?yè)Q取轉(zhuǎn)速 的降低，轉(zhuǎn)差率增大，轉(zhuǎn)差功率也增大，以發(fā)熱形式消耗在轉(zhuǎn)子電路里，使得系統(tǒng)效率也隨 之降低，這類調(diào)速系統(tǒng)存在著調(diào)速范圍愈寬，轉(zhuǎn)差功率愈大，系統(tǒng)效率愈低的問(wèn)題，相配的 控制裝置也較為復(fù)雜，故不值得提倡。液力耦合器調(diào)速技術(shù)，屬低效調(diào)速方式，調(diào)速范圍有限，高速丟轉(zhuǎn)約5% —10%, 低速轉(zhuǎn)差損耗大，最高可達(dá)額定功率的30%以上，精度低、線性度差、響應(yīng)慢，啟動(dòng)電流大， 裝置大，不適合改造；容易漏液、維護(hù)復(fù)雜、費(fèi)用大，不能滿足提高裝置整體自動(dòng)化水平的需要。變頻調(diào)速技術(shù)，是目前應(yīng)用比較普遍和相對(duì)先進(jìn)的技術(shù)，采用電力電子技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以有效根據(jù)實(shí)際工況來(lái)自動(dòng)控制，可以實(shí)現(xiàn)一定的節(jié)能效果。 但是變頻設(shè)備易產(chǎn)生諧波，大功率變頻器對(duì)電網(wǎng)的諧波污染非常大；它對(duì)空間環(huán)境要求也 比較“嬌貴”，需要空調(diào)環(huán)境；高壓環(huán)境下故障率高，安全性差，變頻調(diào)速系統(tǒng)需要專業(yè)人員 維護(hù)，而且易損備件時(shí)常需要更換，維護(hù)費(fèi)用高，調(diào)速范圍小，特別是在其低速運(yùn)行時(shí)對(duì)電 機(jī)損害大，需要配備相應(yīng)的變頻電機(jī)，對(duì)于常用的6000V以上高壓和50千瓦一10000千瓦 型號(hào)的變頻器來(lái)說(shuō)，其價(jià)格昂貴，且擁有者總成本非常大。永磁耦合及調(diào)速技術(shù)，永磁耦合扭矩傳輸或驅(qū)動(dòng)及調(diào)速是目前最為先進(jìn)的、正在 進(jìn)一步大力研究和開(kāi)發(fā)的電機(jī)拖動(dòng)和調(diào)速技術(shù)。主要優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在①節(jié)能，可無(wú)級(jí)調(diào)整轉(zhuǎn) 速，調(diào)速范圍在0—98% ；②結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；③可靠性高，容易安裝，不怕惡劣環(huán)境，壽命長(zhǎng)達(dá)25 年以上；④軟啟動(dòng)，電機(jī)完全在空載下啟動(dòng)，大幅降低啟動(dòng)電流；⑤不怕堵轉(zhuǎn)，不怕脈沖型 負(fù)載，保護(hù)電機(jī)，機(jī)械密封；⑥容忍軸偏心，具有負(fù)載隔離，減低振動(dòng)、噪聲；⑦延長(zhǎng)設(shè)備壽 命，增長(zhǎng)故障周期，減少維護(hù)需求；⑧無(wú)諧波危害，不傷害電機(jī)，不影響電網(wǎng)安全；⑨無(wú)電磁 波干擾；⑩擁有者總成本比較低。公知的永磁耦合扭矩傳輸或驅(qū)動(dòng)機(jī)理是，參見(jiàn)美國(guó)專利NO. 5477094，導(dǎo)體轉(zhuǎn)子盤 與永磁轉(zhuǎn)子盤有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體轉(zhuǎn)子盤在永磁轉(zhuǎn)子盤產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)里旋轉(zhuǎn)切割磁力線 時(shí)，會(huì)形成感應(yīng)渦流，該渦流電流反過(guò)來(lái)產(chǎn)生反向感應(yīng)磁場(chǎng)，該感應(yīng)磁場(chǎng)與永磁轉(zhuǎn)子盤產(chǎn)生 的磁場(chǎng)相互作用，使導(dǎo)體轉(zhuǎn)子盤和永磁體轉(zhuǎn)子盤之間產(chǎn)生磁扭矩，阻止導(dǎo)體轉(zhuǎn)子盤與永磁 轉(zhuǎn)子盤的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這樣導(dǎo)體轉(zhuǎn)子盤與永磁轉(zhuǎn)子盤之間就構(gòu)建了一個(gè)磁扭矩的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)， 一個(gè)轉(zhuǎn)子盤帶動(dòng)另一個(gè)轉(zhuǎn)子盤同向旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)負(fù)載做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。根據(jù)該工作機(jī)理，在電 機(jī)軸與其對(duì)應(yīng)的負(fù)載軸之間設(shè)置永磁耦合扭矩傳輸或驅(qū)動(dòng)裝置，電機(jī)(或負(fù)載)軸上設(shè)置 銅導(dǎo)體轉(zhuǎn)子盤，負(fù)載(或電機(jī))軸上對(duì)應(yīng)設(shè)置永磁轉(zhuǎn)子盤，由于電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)銅導(dǎo)體轉(zhuǎn) 子盤在永磁轉(zhuǎn)子盤所產(chǎn)生的強(qiáng)磁場(chǎng)中切割磁力線，因而在銅導(dǎo)體轉(zhuǎn)子盤中產(chǎn)生渦流電流， 該渦流電流反過(guò)來(lái)在銅導(dǎo)體轉(zhuǎn)子盤周圍產(chǎn)生反感磁場(chǎng)，阻止銅導(dǎo)體轉(zhuǎn)子盤與永磁轉(zhuǎn)子盤的 相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了電機(jī)與負(fù)載之間的扭矩傳輸或驅(qū)動(dòng)。目前市場(chǎng)上有關(guān)永磁耦合扭矩 傳輸或驅(qū)動(dòng)及調(diào)速器產(chǎn)品都是依據(jù)該工作機(jī)理和技術(shù)方案設(shè)計(jì)制造的，例如美國(guó)麥格納驅(qū) 動(dòng)公司的相關(guān)系列產(chǎn)品，也是目前全球市場(chǎng)上最新推出的、唯一的一種永磁耦合及調(diào)速器 產(chǎn)品，受到市場(chǎng)的認(rèn)可和歡迎；但是，由于其永磁耦合扭矩傳輸或驅(qū)動(dòng)的機(jī)理和導(dǎo)體轉(zhuǎn)子盤 結(jié)構(gòu)方面的原因，在導(dǎo)體轉(zhuǎn)子盤和永磁轉(zhuǎn)子盤的尺寸、氣隙間距、軸轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速差確定的同 等條件下，單位體積所能提供的磁轉(zhuǎn)矩傳輸功率還比較小，永磁耦合扭矩傳輸或驅(qū)動(dòng)效率 也比較低、發(fā)熱量較大，致使超大功率的永磁耦合及調(diào)速裝置的設(shè)計(jì)制造受到成本和技術(shù) 的限制。由于金屬導(dǎo)體盤上的大量散熱，致使在其上必須設(shè)置復(fù)雜的大體積的散熱器，為了 提高永磁耦合扭矩傳輸或驅(qū)動(dòng)裝置的單位體積傳輸功率容量，相關(guān)的散熱技術(shù)也成了設(shè)計(jì) 生產(chǎn)永磁耦合系列產(chǎn)品的一項(xiàng)技術(shù)瓶頸。據(jù)調(diào)查，采用目前公知技術(shù)方案的永磁耦合或調(diào) 速器產(chǎn)品，在750轉(zhuǎn)/分條件下，風(fēng)冷型永磁耦合或調(diào)速器的功率最大只能做到130千瓦左 右，在1500轉(zhuǎn)/分條件下，風(fēng)冷型永磁耦合或調(diào)速器的功率最大只能做到300千瓦左右，其 推廣應(yīng)用受到很大局限。本發(fā)明的目的，是設(shè)計(jì)一種高效的傳動(dòng)軸永磁耦合裝置，提出一種新的永磁耦合 扭矩傳輸或驅(qū)動(dòng)工作機(jī)理及其相關(guān)技術(shù)方案，完善和克服目前永磁耦合及調(diào)速器產(chǎn)品的上 述不足、缺陷以及相關(guān)技術(shù)瓶頸的限制，可大大提高永磁耦合及調(diào)速器產(chǎn)品的單位體積所
7能提供的扭矩傳輸或驅(qū)動(dòng)功率，并大大提高磁扭矩傳輸或驅(qū)動(dòng)效率、降低發(fā)熱量，有效解決 目前永磁耦合及調(diào)速器產(chǎn)品在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程中存在的多方面技術(shù)問(wèn)題，為設(shè)計(jì)更先進(jìn)、 更大功率的永磁耦合及調(diào)速器產(chǎn)品提供重要的、核心的技術(shù)支撐和技術(shù)方案；在全世界都 在努力節(jié)能減排、倡導(dǎo)科學(xué)發(fā)展的背景下，迫切要求對(duì)永磁耦合扭矩傳輸或驅(qū)動(dòng)機(jī)理及其 技術(shù)方案進(jìn)行革新地構(gòu)思和重新設(shè)計(jì)，以解決上述問(wèn)題，適應(yīng)電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)領(lǐng)域?qū)ο冗M(jìn)的 動(dòng)力耦合傳輸及調(diào)速技術(shù)的急需。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在上述永磁耦合扭矩傳輸或驅(qū)動(dòng)工作機(jī)理中存在以下問(wèn)題導(dǎo)體 轉(zhuǎn)子盤上所產(chǎn)生的感應(yīng)渦流，因沒(méi)有設(shè)定的流向及導(dǎo)體盤內(nèi)部微觀金屬結(jié)構(gòu)的雜亂性，它 們必然是紊亂的、不一致的和沒(méi)有邊際的，事實(shí)情況也是如此；同樣，由于感應(yīng)渦流所產(chǎn)生 的磁場(chǎng)也沒(méi)有設(shè)定的磁通路徑，在磁耦合過(guò)程中就會(huì)有一部分相鄰且方向相反的或雜亂的 感應(yīng)渦流所產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)相互抵消了，而且由于沒(méi)有設(shè)定的磁通路徑還導(dǎo)致感應(yīng)磁通量 的密度分散，致使大量感應(yīng)電能和磁能耗散在導(dǎo)體盤上或沒(méi)能充分利用，使得導(dǎo)體轉(zhuǎn)子盤 發(fā)熱并導(dǎo)致一系列較為嚴(yán)重的后果，比如溫度升高，導(dǎo)體電阻率增大，感應(yīng)渦流減小，磁扭 矩也跟著減小，磁扭矩傳輸或驅(qū)動(dòng)效率不高；溫度升高，永磁體的退磁效應(yīng)也會(huì)加速，導(dǎo)致 永磁耦合及調(diào)速器的工作壽命也減少，近而還得采取更先進(jìn)的散熱措施進(jìn)行散熱，進(jìn)一步 做大磁耦合器功率的難度加大，產(chǎn)品成本居高不下。這些在很大程度上限制了永磁耦合技 術(shù)產(chǎn)品的發(fā)展和推廣應(yīng)用，為克服永磁耦合器上述工作機(jī)理及其結(jié)構(gòu)方面存在的問(wèn)題，本 發(fā)明構(gòu)建一種全新的永磁耦合結(jié)構(gòu)和技術(shù)方案根據(jù)電磁學(xué)和電機(jī)學(xué)原理當(dāng)電樞繞組在永磁體組構(gòu)建并產(chǎn)生的永磁氣隙磁場(chǎng)中 旋轉(zhuǎn)或二者之間存在轉(zhuǎn)差率，電樞繞組因切割永磁氣隙磁場(chǎng)而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的 方向按右手定則確定，電樞繞組線圈的兩個(gè)有效邊同時(shí)分別切割磁場(chǎng)方向相反的磁場(chǎng)，電 樞繞組線圈兩端的電動(dòng)勢(shì)是兩個(gè)有效邊中所有串聯(lián)導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的總和，當(dāng)電樞繞組線 圈的首端與末端形成閉合環(huán)路時(shí)，在電樞繞組線圈旋轉(zhuǎn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的作用下，電樞繞組線 圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的方向與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向相同，這就是永磁發(fā)電機(jī)的工作 原理；另一方面，據(jù)左手定則，載流電樞繞組在原永磁氣隙磁場(chǎng)中受到作用力，該作用力的 方向據(jù)左手定則確定，方向與電樞繞組旋轉(zhuǎn)的方向相反，形成與轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的作用力矩; 也可以用電磁扭矩理論說(shuō)明，即電樞繞組中的感應(yīng)電流產(chǎn)生一個(gè)與原氣隙磁場(chǎng)相反的感應(yīng) 磁場(chǎng)，兩個(gè)磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，達(dá)到電樞繞組與永磁體組之間相互傳輸電磁扭矩 的目的。本發(fā)明人構(gòu)建這樣一種電磁扭矩傳輸結(jié)構(gòu)電樞繞組嵌入圓盤形轉(zhuǎn)子盤一側(cè)環(huán)形 圓周上設(shè)置的徑向電樞槽里，同時(shí)每個(gè)電樞線圈首端和末端相短接、形成自身閉合的短接 回路，以便“發(fā)電”并在電樞線圈中產(chǎn)生電流，制作成電樞繞組轉(zhuǎn)子盤；相對(duì)應(yīng)地，把一組永 磁體中的永磁體以N、S極性交錯(cuò)地、均勻分布地設(shè)置在圓盤形轉(zhuǎn)子盤的環(huán)形圓周上，形成 軸向交錯(cuò)永磁磁場(chǎng)，制作成永磁轉(zhuǎn)子盤；電樞繞組轉(zhuǎn)子盤的電樞繞組一側(cè)和永磁轉(zhuǎn)子盤的 永磁體一側(cè)以面對(duì)面地、同軸地、間隔氣隙地分別安裝于主動(dòng)軸(輸入軸)和負(fù)載軸(輸出 軸)上，當(dāng)主動(dòng)軸帶動(dòng)其中一個(gè)轉(zhuǎn)子盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，據(jù)上述可知它們一起就構(gòu)成了一個(gè)永磁耦 合電磁扭矩傳輸或驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)。電樞繞組轉(zhuǎn)子盤與永磁轉(zhuǎn)子盤之間的氣隙間距的大小，決定著它們之間能傳輸電磁扭矩的小大，在主動(dòng)盤轉(zhuǎn)速不變、其它條件相同的情況下，該氣隙間 距越大，傳輸?shù)碾姶排ぞ卦叫?；該氣隙間距越小，傳輸?shù)碾姶排ぞ卦酱?。也就是說(shuō)，調(diào)節(jié)氣隙 間距可達(dá)到調(diào)節(jié)傳輸電磁扭矩，近而達(dá)到調(diào)節(jié)負(fù)載轉(zhuǎn)速的目的，而且無(wú)論哪個(gè)轉(zhuǎn)子盤作為 主動(dòng)盤還是作為被動(dòng)盤，它們均可進(jìn)行磁耦合電磁扭矩傳輸或驅(qū)動(dòng)。設(shè)置或調(diào)節(jié)電樞繞組 轉(zhuǎn)子盤與永磁轉(zhuǎn)子盤之間的氣息間距實(shí)現(xiàn)負(fù)載軟啟動(dòng)、堵轉(zhuǎn)自卸負(fù)載、調(diào)節(jié)傳輸扭矩的大 小或調(diào)速目的。綜上所述，本發(fā)明的核心是提出了一種全新的圓盤型高效的傳動(dòng)軸永磁耦合扭矩 傳輸或驅(qū)動(dòng)工作機(jī)理，并應(yīng)用此工作機(jī)理構(gòu)建一種高效的傳動(dòng)軸永磁耦合裝置及其相關(guān)主 要組件或部件結(jié)構(gòu)的技術(shù)方案，本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下一種高效的傳動(dòng)軸永磁耦合裝置，其特征在于，它由至少一副電樞繞組轉(zhuǎn)子盤和 與其相適配的電樞繞組盤聯(lián)軸機(jī)構(gòu)、至少一副永磁轉(zhuǎn)子盤和與其相適配的永磁盤聯(lián)軸機(jī)構(gòu) 以及對(duì)應(yīng)的輸入聯(lián)軸器和輸出聯(lián)軸器構(gòu)成，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤由至少一組電樞繞組和用于裝 配電樞繞組的電樞繞組安裝盤組成，電樞繞組嵌入或裝配在電樞繞組安裝盤一側(cè)設(shè)置的電 樞槽里，永磁轉(zhuǎn)子盤由一組至少兩個(gè)永磁體和裝配永磁體的永磁體安裝盤組成，永磁體分 別以N、S極性交錯(cuò)地、均勻分布地鑲嵌或裝配在永磁體安裝盤的圓周上，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤 置有電樞繞組的一側(cè)面對(duì)于永磁轉(zhuǎn)子盤置有永磁體的一側(cè)、以同一軸中心線形成電磁耦合 安裝，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤與永磁轉(zhuǎn)子盤之間設(shè)置有氣隙間距，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤通過(guò)相適配的 電樞繞組盤聯(lián)軸機(jī)構(gòu)與對(duì)應(yīng)的輸入聯(lián)軸器或輸出聯(lián)軸器相聯(lián)接，永磁轉(zhuǎn)子盤通過(guò)相適配的 永磁盤聯(lián)軸機(jī)構(gòu)與對(duì)應(yīng)的輸出聯(lián)軸器或輸入聯(lián)軸器相聯(lián)接。如上所述的一種高效的傳動(dòng)軸永磁耦合裝置，其特征在于，永磁體呈矩形、扇形或 梯形的切塊狀或切柱狀，用來(lái)承載和安裝永磁體組的永磁體安裝盤采用鐵軛導(dǎo)磁材料制 作，永磁體安裝盤的圓周環(huán)上均勻分布地鑲嵌或帖裝永磁體，永磁體分別以N、S極性交錯(cuò) 地排列，形成軸向交錯(cuò)永磁磁場(chǎng)。如上所述的一種高效的傳動(dòng)軸永磁耦合裝置，其特征在于，單個(gè)電樞繞組的形狀 與永磁體的截面形狀對(duì)應(yīng)，呈矩形、扇形或梯形，它有以下五種供選擇的結(jié)構(gòu)方案，其一是 多匝型電樞繞組，每個(gè)多匝型電樞繞組至少有兩匝絕緣良導(dǎo)體繞制并且首端和末端短接， 其二是匝與匝獨(dú)立絕緣型電樞繞組，每個(gè)匝與匝獨(dú)立絕緣型電樞繞組至少有兩匝相互獨(dú)立 絕緣的、每匝是閉環(huán)短路的、大小形狀相同的線圈構(gòu)成并扎成一束，其三是多芯型電樞繞 組，多芯型電樞繞組是用多股或多芯良導(dǎo)線制成的單圈閉環(huán)短路線圈，其四是鍋箅式電樞 繞組，它由嵌在電樞槽里的金屬導(dǎo)條組成，金屬導(dǎo)條的兩端分別與外圓環(huán)和內(nèi)圓環(huán)聯(lián)成一 體，形成自身閉合的短接的一體化電樞繞組，其形狀看似在鍋里蒸饃用的圓形鍋箅子，其五 是超導(dǎo)電樞繞組，它與上述四種電樞繞組的區(qū)別是采用超導(dǎo)金屬線材或超導(dǎo)復(fù)合導(dǎo)體材料 制作而成，電樞繞組安裝盤由高導(dǎo)磁、鐵軛或鐵芯材料加工而成，其一側(cè)凸出一個(gè)與永磁轉(zhuǎn) 子盤相適配的圓環(huán)，圓環(huán)上設(shè)置均勻分布的徑向電樞槽，電樞槽中至少設(shè)置一層電樞繞組， 電樞繞組的個(gè)數(shù)和形狀與電樞槽的數(shù)量和槽形相互適配，電樞槽與永磁轉(zhuǎn)子盤上永磁體的 數(shù)量和尺寸相適配。如上所述的一種高效的傳動(dòng)軸永磁耦合裝置，其特征在于，它至少設(shè)置有一組永 磁耦合轉(zhuǎn)子組件，每組永磁耦合轉(zhuǎn)子組件由一個(gè)電樞繞組轉(zhuǎn)子盤和一個(gè)相耦合的永磁轉(zhuǎn)子 盤構(gòu)成，設(shè)置有兩組及兩組以上的永磁耦合轉(zhuǎn)子組件時(shí)，永磁耦合轉(zhuǎn)子組件的布置有三種選擇方案，方案之一是按“電樞繞組轉(zhuǎn)子盤一永磁轉(zhuǎn)子盤、永磁轉(zhuǎn)子盤一電樞繞組轉(zhuǎn)子 盤”之順序背靠背地布置，方案之二是按“電樞繞組轉(zhuǎn)子盤一永磁轉(zhuǎn)子盤、電樞繞組轉(zhuǎn)子 盤一永磁轉(zhuǎn)子盤”之順序依次地布置，方案之三是“電樞繞組轉(zhuǎn)子盤一永磁轉(zhuǎn)子盤、永 磁轉(zhuǎn)子盤一電樞繞組轉(zhuǎn)子盤、電樞繞組轉(zhuǎn)子盤一永磁轉(zhuǎn)子盤、電樞繞組轉(zhuǎn)子盤一永磁 轉(zhuǎn)子盤”之混合方式布置，相鄰的并以“背靠背”布置的兩個(gè)永磁轉(zhuǎn)子盤能合并成一體化兩 面耦合的永磁轉(zhuǎn)子盤。 如上所述的一種高效的傳動(dòng)軸永磁耦合裝置，其特征在于，用于電樞繞組轉(zhuǎn)子盤 與對(duì)應(yīng)的輸入聯(lián)軸器或輸出聯(lián)軸器之間相聯(lián)接的電樞繞組盤聯(lián)軸機(jī)構(gòu)有三種結(jié)構(gòu)方案供 選擇，其一是筒形或鼠籠形結(jié)構(gòu)，輸入聯(lián)軸器或輸出聯(lián)軸器設(shè)置在筒形或鼠籠形結(jié)構(gòu)一端 的中軸位置，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤設(shè)置在筒形或鼠籠形結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，每個(gè)電樞繞組轉(zhuǎn)子盤的外 緣圓環(huán)部安裝在筒形或鼠籠形結(jié)構(gòu)的相適配的筒壁或機(jī)籠壁上，其二是在前一種方案的基 礎(chǔ)上，每個(gè)電樞繞組轉(zhuǎn)子盤增加一個(gè)與其相適配的起到傳輸扭矩和支撐電樞繞組轉(zhuǎn)子盤的 電樞繞組支撐盤，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤之沒(méi)有布設(shè)電樞槽的一側(cè)貼裝固定到其電樞繞組支撐盤 上，再一起安裝在筒形或鼠籠形結(jié)構(gòu)的相適配的筒壁或籠壁上，其三是電樞繞組轉(zhuǎn)子盤之 沒(méi)有布設(shè)電樞槽的一側(cè)貼裝固定到其電樞繞組支撐盤的一側(cè)上，輸入聯(lián)軸器或輸出聯(lián)軸器 設(shè)置在電樞繞組支撐盤的另一側(cè)，用于永磁轉(zhuǎn)子盤與對(duì)應(yīng)的輸出聯(lián)軸器或輸入聯(lián)軸器之間 相聯(lián)接的永磁盤聯(lián)軸機(jī)構(gòu)有五種結(jié)構(gòu)方案供對(duì)應(yīng)適配選擇，第一是中心短軸結(jié)構(gòu)，電樞繞 組轉(zhuǎn)子盤設(shè)置有中心圓孔呈圓環(huán)盤狀，在永磁耦合裝置的內(nèi)部中軸位置設(shè)置一個(gè)貫通的中 心短軸，輸出聯(lián)軸器或輸入聯(lián)軸器設(shè)置在中心短軸的外端部，永磁轉(zhuǎn)子盤設(shè)置有軸孔呈圓 環(huán)盤形狀，永磁轉(zhuǎn)子盤緊固裝配在中心短軸上，并與和其相耦合的電樞繞組轉(zhuǎn)子盤進(jìn)行適 配地氣隙電磁耦合安裝，永磁轉(zhuǎn)子盤與中心短軸之間成為相互扭矩傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)，第二是非 圓形中心短軸結(jié)構(gòu)，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤設(shè)置有中心圓孔呈圓環(huán)盤狀，在永磁耦合裝置的內(nèi)部 中軸位置設(shè)置一個(gè)貫通的非圓形中心短軸，輸出聯(lián)軸器或輸入聯(lián)軸器設(shè)置在非圓形中心短 軸的外端部，永磁轉(zhuǎn)子盤中心設(shè)置有與非圓形中心短軸相適配的非圓軸孔，非圓軸孔中設(shè) 置相適配的非圓形中心短軸軸套，永磁轉(zhuǎn)子盤以軸向滑動(dòng)地裝配在非圓形中心短軸上，永 磁轉(zhuǎn)子盤與非圓形中心短軸之間成為相互扭矩傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)，每個(gè)永磁轉(zhuǎn)子盤與和其相耦合 的電樞繞組轉(zhuǎn)子盤進(jìn)行適配地氣隙電磁耦合安裝，在非圓中心短軸上、對(duì)應(yīng)永磁轉(zhuǎn)子盤的 最大和最小氣隙間距位置處相適配地設(shè)置用于對(duì)永磁轉(zhuǎn)子盤調(diào)節(jié)位置并對(duì)其鎖緊定位的 永磁轉(zhuǎn)子盤限位機(jī)構(gòu)，第三是中心短軸和扭矩傳輸滑杠結(jié)構(gòu)，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤設(shè)置有中心 圓孔呈圓環(huán)盤狀，在永磁耦合裝置的內(nèi)部中軸位置設(shè)置一個(gè)貫通的中心短軸，輸出聯(lián)軸器 或輸入聯(lián)軸器設(shè)置在中心短軸的外端部，中心短軸的適當(dāng)位置固定有至少一個(gè)中心轉(zhuǎn)盤， 中心轉(zhuǎn)盤的圓周上均勻分布緊固地安裝至少兩個(gè)軸向貫穿所有永磁轉(zhuǎn)子盤的扭矩傳輸滑 杠，永磁轉(zhuǎn)子盤上設(shè)置有中心圓孔和對(duì)應(yīng)扭矩傳輸滑杠并用于通過(guò)扭矩傳輸滑杠安裝的滑 杠圓孔，滑杠圓孔中設(shè)置有軸套，永磁轉(zhuǎn)子盤通過(guò)其上的滑杠圓孔軸套安裝到扭矩傳輸滑 杠上，永磁轉(zhuǎn)子盤、扭矩傳輸滑杠、中心轉(zhuǎn)盤和中心短軸之間形成扭矩傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，每個(gè)永磁 轉(zhuǎn)子盤與和其相耦合的電樞繞組轉(zhuǎn)子盤進(jìn)行適配地氣隙電磁耦合安裝，在扭矩傳輸滑杠 上、對(duì)應(yīng)永磁轉(zhuǎn)子盤的最大和最小氣隙間距位置處相適配地設(shè)置用于對(duì)永磁轉(zhuǎn)子盤調(diào)節(jié)位 置并對(duì)其鎖緊定位的永磁轉(zhuǎn)子盤限位機(jī)構(gòu)，第四是上述三種方案中的中心短軸或非圓形中 心短軸是空心的，第五是直接聯(lián)接結(jié)構(gòu)，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤呈盤狀或設(shè)置有中心圓孔呈圓環(huán)盤狀，永磁轉(zhuǎn)子盤呈盤狀或設(shè)置有中心軸孔呈圓環(huán)盤形狀，永磁轉(zhuǎn)子盤直接或通過(guò)相適配 的輸出聯(lián)軸器或輸入聯(lián)軸器安裝到負(fù)載軸或主動(dòng)軸上。如上所述的一種高效的傳動(dòng)軸永磁耦合裝置，其特征在于，用于永磁轉(zhuǎn)子盤與對(duì) 應(yīng)的輸入聯(lián)軸器或輸出聯(lián)軸器之間相聯(lián)接的永磁盤聯(lián)軸機(jī)構(gòu)有三種結(jié)構(gòu)方案供選擇，其 一是筒形或鼠籠形結(jié)構(gòu)，輸入聯(lián)軸器或輸出聯(lián)軸器設(shè)置在筒形或鼠籠形結(jié)構(gòu)一端的中軸位 置，永磁轉(zhuǎn)子盤設(shè)置在筒形或鼠籠形結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，每個(gè)永磁轉(zhuǎn)子盤的外緣圓環(huán)部安裝在筒 形或鼠籠形結(jié)構(gòu)的相適配的筒壁或機(jī)籠壁上，其二是在前一種方案的基礎(chǔ)上，每個(gè)永磁轉(zhuǎn) 子盤增加一個(gè)與其相適配的起到傳輸扭矩和支撐永磁轉(zhuǎn)子盤的永磁支撐盤，永磁轉(zhuǎn)子盤之 布設(shè)永磁體的另一側(cè)貼裝固定到其永磁支撐盤上，再一起安裝在筒形或鼠籠形結(jié)構(gòu)的相適 配的筒壁或籠壁上，其三是永磁轉(zhuǎn)子盤之布設(shè)永磁體的另一側(cè)貼裝固定到其永磁支撐盤的 一側(cè)上，輸入聯(lián)軸器或輸出聯(lián)軸器設(shè)置在永磁支撐盤的另一側(cè)，用于電樞繞組轉(zhuǎn)子盤與對(duì) 應(yīng)的輸出聯(lián)軸器或輸入聯(lián)軸器之間相聯(lián)接的電樞繞組盤聯(lián)軸機(jī)構(gòu)有五種結(jié)構(gòu)方案供對(duì)應(yīng) 適配選擇，第一是中心短軸結(jié)構(gòu)，永磁轉(zhuǎn)子盤設(shè)置有中心圓孔呈圓環(huán)盤狀，在永磁耦合裝置 的內(nèi)部中軸位置設(shè)置一個(gè)貫通的中心短軸，輸出聯(lián)軸器或輸入聯(lián)軸器設(shè)置在中心短軸的外 端部，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤設(shè)置有軸孔呈圓環(huán)盤形狀，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤緊固裝配在中心短軸上， 并與和其相耦合的永磁轉(zhuǎn)子盤進(jìn)行適配地氣隙電磁耦合安裝，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤與中心短軸 之間成為相互扭矩傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)，第二是非圓形中心短軸結(jié)構(gòu)，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤中心設(shè)置與 非圓形中心短軸相適配的非圓軸孔，在永磁耦合裝置的內(nèi)部中軸位置設(shè)置一個(gè)貫通的非圓 形中心短軸，輸出聯(lián)軸器或輸入聯(lián)軸器設(shè)置在非圓形中心短軸的外端部，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤 中心設(shè)置有與非圓形中心短軸相適配的非圓軸孔，非圓軸孔中設(shè)置有相適配的非圓形中心 短軸軸套，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤以軸向滑動(dòng)地裝配在非圓形中心短軸上，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤與非 圓形中心短軸之間成為相互扭矩傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)，每個(gè)電樞繞組轉(zhuǎn)子盤與和其相耦合的永磁轉(zhuǎn) 子盤進(jìn)行適配地氣隙電磁耦合安裝，在非圓中心短軸上、對(duì)應(yīng)電樞繞組轉(zhuǎn)子盤的最大和最 小氣隙間距位置處相適配地設(shè)置用于對(duì)電樞繞組轉(zhuǎn)子盤調(diào)節(jié)位置并對(duì)其鎖緊定位的電樞 繞組轉(zhuǎn)子盤限位機(jī)構(gòu)，第三是中心短軸和扭矩傳輸滑杠結(jié)構(gòu)，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤設(shè)置有中心 圓孔呈圓環(huán)盤狀，在永磁耦合裝置的內(nèi)部中軸位置設(shè)置一個(gè)貫通的中心短軸，輸出聯(lián)軸器 或輸入聯(lián)軸器設(shè)置在中心短軸的外端部，中心短軸的適當(dāng)位置固定有至少一個(gè)中心轉(zhuǎn)盤， 中心轉(zhuǎn)盤的圓周上均勻分布緊固地安裝至少兩個(gè)軸向貫穿所有電樞繞組轉(zhuǎn)子盤的扭矩傳 輸滑杠，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤上設(shè)置有中心圓孔和對(duì)應(yīng)扭矩傳輸滑杠并用于通過(guò)扭矩傳輸滑杠 安裝的滑杠圓孔，滑杠圓孔中設(shè)置有軸套，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤通過(guò)其上的滑杠圓孔軸套安裝 到扭矩傳輸滑杠上，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤、扭矩傳輸滑杠、中心轉(zhuǎn)盤和中心短軸之間形成扭矩傳 動(dòng)結(jié)構(gòu)，每個(gè)電樞繞組轉(zhuǎn)子盤與和其相耦合的永磁轉(zhuǎn)子盤進(jìn)行適配地氣隙電磁耦合安裝， 在扭矩傳輸滑杠上、對(duì)應(yīng)電樞繞組轉(zhuǎn)子盤的最大和最小氣隙間距位置處相適配地設(shè)置用于 對(duì)電樞繞組轉(zhuǎn)子盤調(diào)節(jié)位置并對(duì)其鎖緊定位的永磁轉(zhuǎn)子盤限位機(jī)構(gòu)，第四是上述三種方案 中的中心短軸或非圓形中心短軸是空心的，第五是直接聯(lián)接結(jié)構(gòu)，永磁轉(zhuǎn)子盤呈盤狀或設(shè) 置有中心圓孔呈環(huán)盤狀，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤呈盤狀或設(shè)置有中心軸孔呈環(huán)盤形狀，電樞繞組 轉(zhuǎn)子盤直接或通過(guò)相適配的輸出聯(lián)軸器或輸入聯(lián)軸器安裝到負(fù)載軸或主動(dòng)軸上。如上所述的一種高效的傳動(dòng)軸永磁耦合裝置，其特征在于，在本裝置中設(shè)置有兩 組及兩組以上永磁耦合組件，把設(shè)置在非圓中心短軸或扭矩傳輸滑杠上的永磁轉(zhuǎn)子盤限位機(jī)構(gòu)以設(shè)定的位置固定住或鎖緊安裝，在裝置外部的筒形結(jié)構(gòu)的筒壁或鼠籠形結(jié)構(gòu)的籠壁 上、至少一對(duì)電樞繞組轉(zhuǎn)子盤之間設(shè)置一組壁式氣隙間距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。如上所述的一種高效的傳動(dòng)軸永磁耦合裝置，其特征在于，在本裝置中設(shè)置有兩 組及兩組以上永磁耦合組件，把設(shè)置在非圓中心短軸或扭矩傳輸滑杠上的電樞繞組限位 機(jī)構(gòu)以設(shè)定的位置固定住或鎖緊安裝，在裝置外部的筒形結(jié)構(gòu)的筒壁或鼠籠形結(jié)構(gòu)的籠壁 上、至少一對(duì)永磁轉(zhuǎn)子盤之間設(shè)置一組壁式氣隙間距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。如上所述的一種高效的傳動(dòng)軸永磁耦合裝置，其特征在于，所述的電樞繞組轉(zhuǎn)子 盤上、或其沒(méi)有放置電樞繞組的一側(cè)、和/或其支撐盤及本裝置中其它發(fā)熱部件上安裝、固 定或配裝相適合的散熱器、散熱片或組合式綜合技術(shù)散熱組件，組合式綜合技術(shù)散熱組件 是采用三種風(fēng)冷技術(shù)部件、旋轉(zhuǎn)熱導(dǎo)管技術(shù)組件和水冷技術(shù)系統(tǒng)之中至少其中兩種技術(shù)結(jié) 構(gòu)的有機(jī)融合組件，在對(duì)應(yīng)于散熱器或散熱片的散熱通風(fēng)通道部件上設(shè)置通風(fēng)口、風(fēng)孔或 散熱介質(zhì)路徑。如上所述的一種高效的傳動(dòng)軸永磁耦合裝置，其特征在于，所述的一種高效的傳 動(dòng)軸永磁耦合裝置，其特征在于，本裝置的外部設(shè)置有防塵罩或設(shè)置具有安全防護(hù)和防止 磁場(chǎng)泄露的機(jī)籠或機(jī)殼，它們與本裝置最外部的、只與電樞繞組轉(zhuǎn)子盤和永磁轉(zhuǎn)子盤其中 之一種相聯(lián)接的組件相聯(lián)接，或者與適配的散熱組件或散熱系統(tǒng)融合為一體式結(jié)構(gòu)，或者 把機(jī)籠、機(jī)殼或防塵罩設(shè)置或融合在另外給本裝置、電機(jī)或負(fù)載設(shè)置的支架或支座上，支架 或支座為臥式結(jié)構(gòu)或者立式結(jié)構(gòu)。上述技術(shù)方案中，一個(gè)電樞繞組轉(zhuǎn)子盤和一個(gè)永磁轉(zhuǎn)子盤以氣隙隔離地耦合構(gòu)成 一組永磁耦合轉(zhuǎn)子組件，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤和永磁轉(zhuǎn)子盤分別安裝在輸入軸(主動(dòng)軸)或輸 出軸(負(fù)載軸、被動(dòng)軸)上，并且永磁轉(zhuǎn)子盤的永磁體一側(cè)面對(duì)于電樞繞組轉(zhuǎn)子盤的電樞繞 組一側(cè)，以氣隙隔離地、成對(duì)地、同一軸中心線地電磁耦合安裝；傳動(dòng)軸永磁耦合裝置中設(shè) 置有兩組及兩組以上的永磁耦合轉(zhuǎn)子組件時(shí)，永磁耦合轉(zhuǎn)子組件的布置有三種選擇方案， 方案之一是按“電樞繞組轉(zhuǎn)子盤一永磁轉(zhuǎn)子盤、永磁轉(zhuǎn)子盤一電樞繞組轉(zhuǎn)子盤”之順序 背靠背地布置；方案之二是按“電樞繞組轉(zhuǎn)子盤一永磁轉(zhuǎn)子盤、電樞繞組轉(zhuǎn)子盤一永磁 轉(zhuǎn)子盤、電樞繞組轉(zhuǎn)子盤一永磁轉(zhuǎn)子盤”之順序依次地布置；方案之三是“電樞繞組轉(zhuǎn)子 盤一永磁轉(zhuǎn)子盤、永磁轉(zhuǎn)子盤一電樞繞組轉(zhuǎn)子盤、電樞繞組轉(zhuǎn)子盤一永磁轉(zhuǎn)子盤、電 樞繞組轉(zhuǎn)子盤一永磁轉(zhuǎn)子盤”之混合方式布置，它是混合使用前兩種方案的一種布置方 案。不管采用哪種布置方案，也不管技術(shù)方案中包含幾組永磁耦合轉(zhuǎn)子組件，其中所有的電 樞繞組轉(zhuǎn)子盤通過(guò)相適配的電樞繞組盤聯(lián)軸機(jī)構(gòu)與對(duì)應(yīng)的輸入聯(lián)軸器或輸出聯(lián)軸器相聯(lián) 接，所有的永磁轉(zhuǎn)子盤通過(guò)相適配的永磁盤聯(lián)軸機(jī)構(gòu)與對(duì)應(yīng)的輸出聯(lián)軸器或輸入聯(lián)軸器相 聯(lián)接。上述技術(shù)方案中，永磁轉(zhuǎn)子盤的制作材料及其結(jié)構(gòu)技術(shù)方案永磁轉(zhuǎn)子盤由永磁 體安裝盤和一組永磁體構(gòu)成，永磁體安裝盤除了起與電機(jī)中的鐵軛導(dǎo)磁作用一樣之外，還 用來(lái)承載和安裝永磁體組，它所采用的材質(zhì)除了可選用(低碳鋼、鋼片型材等)之外還可 采用更高檔的導(dǎo)磁材料(鐵氧體、玻莫合金、非晶磁芯材料、微晶磁芯材料等)，永磁體呈矩 形、扇形或梯形的切塊狀或切柱狀，永磁體安裝盤一側(cè)的圓周環(huán)上均勻分布地鑲嵌或帖裝 永磁體，永磁體分別以N、S極性交錯(cuò)地排列，形成軸向交錯(cuò)永磁磁場(chǎng)，制作成平板圓盤形或 圓環(huán)盤形永磁轉(zhuǎn)子盤。
上述技術(shù)方案中，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤由電樞繞組及其與之相適配的電樞繞組安裝盤 構(gòu)成，電樞繞組安裝盤除起到等同于電機(jī)中的電樞鐵芯、磁芯或鐵軛的作用之外，還用來(lái)承 載和安裝電樞繞組；電樞繞組安裝盤的用材除了可選用(低碳鋼、鋼片型材等)之外還可 采用更高檔的導(dǎo)磁材料(鐵氧體、玻莫合金、非晶磁芯材料、微晶磁芯材料等)，其上面設(shè)置 的電樞槽數(shù)、電樞槽形，均可依據(jù)與電機(jī)中的鐵芯、磁芯或鐵軛以及電樞槽的相關(guān)公知成熟 技術(shù)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)；電樞繞組采用的材料可以更高檔，如采用更優(yōu)良的導(dǎo)體材料，結(jié)構(gòu)及其 制作方法與公知的制作電機(jī)電樞繞組相關(guān)的成熟技術(shù)方案、方法和工藝相同或類似，只不 過(guò)這里的電樞繞組相當(dāng)于電機(jī)中的發(fā)電電樞繞組同時(shí)又兼做電動(dòng)機(jī)的電樞繞組，在電機(jī)中 定轉(zhuǎn)子是筒形或柱形的、磁扭矩傳輸?shù)臍庀洞艌?chǎng)的方向是徑向磁場(chǎng)耦合的，而本發(fā)明里的 轉(zhuǎn)子是平板圓盤形的，磁扭矩傳輸?shù)臍庀洞艌?chǎng)的方向是軸向磁場(chǎng)耦合的。本案電樞繞組和 電樞繞組轉(zhuǎn)子盤的設(shè)計(jì)就是把電機(jī)中的對(duì)應(yīng)成熟技術(shù)方案變成或轉(zhuǎn)換成適合平板圓盤形 或圓環(huán)盤形轉(zhuǎn)子及軸向磁場(chǎng)耦合的型制而已。電樞繞組安裝盤由高導(dǎo)磁、鐵軛或鐵芯材料 加工而成，其一側(cè)凸出一個(gè)與永磁轉(zhuǎn)子盤相適配的圓環(huán)，圓環(huán)上設(shè)置均勻分布的徑向電樞 槽，電樞槽中至少設(shè)置一層電樞繞組，電樞繞組的個(gè)數(shù)和形狀與電樞槽的數(shù)量和槽形相互 適配，電樞槽與永磁轉(zhuǎn)子盤上永磁體的數(shù)量和尺寸相適配，并遵循電機(jī)的“定轉(zhuǎn)子槽數(shù)選擇 及其配合原則”和“磁通路徑構(gòu)建原則”。電樞繞組有以下幾種推薦技術(shù)方案，以便選擇①多匝型電樞繞組結(jié)構(gòu)，每個(gè)多匝電樞繞組至少有兩匝絕緣良導(dǎo)體(比如漆包銅 線或銀線、電磁線)繞制，呈矩形、扇形或梯形，并且首端和末端短接；多匝電樞繞組的特點(diǎn) 是，當(dāng)電樞繞組首尾斷開(kāi)時(shí)，兩端的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是各匝線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之和，電樞繞組首 尾短接，其中的感應(yīng)電流較同型單匝時(shí)的電流大，相應(yīng)產(chǎn)生的耦合磁扭矩也就較大。②匝與匝獨(dú)立絕緣型電樞繞組結(jié)構(gòu)，匝與匝獨(dú)立絕緣電樞繞組至少有兩匝相互獨(dú) 立絕緣的、每匝是閉環(huán)短路的、大小形狀相同的線圈構(gòu)成，并扎成一束，呈矩形、扇形或梯 形；匝與匝獨(dú)立絕緣電樞繞組的特點(diǎn)是，由于電樞繞組所產(chǎn)生的磁扭矩是其每個(gè)獨(dú)立線圈 的總和，其中有一匝線圈斷路或短路時(shí)，不會(huì)引發(fā)整組線圈徹底損壞而不能夠不能夠工作， 可靠性較高。③多芯電樞繞組結(jié)構(gòu)，多芯電樞繞組是用多股或多芯良導(dǎo)線制成的，是一種橫截 面積較大的、單圈閉環(huán)短路的矩形、扇形或梯形電樞繞組，當(dāng)然也可以采用橫截面積相當(dāng)?shù)?獨(dú)體閉環(huán)短路的矩形、扇形或梯形制作成電樞繞組，只不過(guò)由于導(dǎo)體的集膚效應(yīng)，相同橫截 面積的導(dǎo)體，其表面積越大，導(dǎo)電性越好、電阻率越低、發(fā)熱量越少。④鍋箅式電樞繞組結(jié)構(gòu)及其制作方法，鍋箅式電樞繞組的結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、效率高，是 本發(fā)明重點(diǎn)推薦的電樞繞組技術(shù)方案，它由嵌在電樞槽里的金屬條組成，兩端分別與外圓 環(huán)和內(nèi)圓環(huán)聯(lián)成一體形成自身閉合的短接的回路。鍋箅式電樞繞組有三種制作方法，一種 制作方法是將一個(gè)金屬導(dǎo)體圓環(huán)盤(一般為銅質(zhì)或鋁質(zhì))以徑向、圓周均勻分布地切槽，形 成有內(nèi)圓環(huán)、外圓環(huán)、徑向?qū)w條組成的鍋箅子，其徑向?qū)w條的兩端分別與外圓環(huán)和內(nèi)圓 環(huán)連成一體化的、形成自身閉合的短接的回路，其形似一個(gè)在鍋里蒸饃用的箅子，故且叫做 鍋箅式電樞繞組，除了把鍋箅式電樞繞組嵌入電樞槽里制作電樞繞組轉(zhuǎn)子盤之外，另外也 可在切槽中鑲嵌或填充高導(dǎo)磁材料(硅鋼片、鐵氧體、玻莫合金、非晶磁芯材料、微晶磁芯 材料等)，電樞繞組安裝盤上不用再設(shè)置電樞槽，而直接把切槽中鑲嵌或填充高導(dǎo)磁材料的 鍋箅式電樞繞組固定到電樞繞組安裝盤上制作成電樞繞組轉(zhuǎn)子盤；另一種制作方法是把嵌在電樞槽里的金屬條(銅導(dǎo)體條或鋁導(dǎo)體條)的兩端，分別與外圓環(huán)和內(nèi)圓環(huán)聯(lián)成一體形 成自身閉合的短接的回路；第三種方法是采用金屬液鑄成上述形狀的鍋箅式電樞繞組。當(dāng) 然一體化電樞繞組也可以采用更為優(yōu)良的導(dǎo)體材料、超導(dǎo)合金材料或超導(dǎo)復(fù)合導(dǎo)體材料制 成，或采用貼鍍工藝、澆鑄工藝制作而成，以最大限度地提高電樞繞組的導(dǎo)電性能并控制成 本不至于太高。鍋箅式電樞繞組的工作機(jī)理類似于電機(jī)學(xué)中的鼠籠式電樞繞組的工作機(jī) 理。⑤混合電樞繞組，混合電樞繞組是上述各種型制的電樞繞組的制作方法的混合利 用、取長(zhǎng)補(bǔ)短或交錯(cuò)布置的結(jié)構(gòu)方案，而且上述各種單組電樞繞組不但可以在電樞繞組盤 上依次平整地?cái)R置于相鄰的線槽里，電樞繞組與電樞繞組之間也可交叉地間隔線槽地?cái)R置 于不相鄰的線槽里，其條件是確保每組電樞繞組里的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是相加，而不是相互抵消 的，并且在同一線圈槽里的電流方向一致，只要符合電機(jī)的“近槽配合原則”、“定轉(zhuǎn)子槽數(shù) 選擇及其配合原則”、“槽形設(shè)計(jì)及配合原則”、“磁通路徑構(gòu)建原則”及“閉合線圈發(fā)電原理” 就可以，以期達(dá)到永磁耦合轉(zhuǎn)子組件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案多樣性、較佳的傳動(dòng)效率和良好的設(shè) 備性價(jià)比，而不至于導(dǎo)致由于采用了混合電樞繞組型永磁耦合轉(zhuǎn)子組件技術(shù)方案和電樞繞 組在線槽里的擱置或擺放方式的不同，使本發(fā)明的專利約束力下降。上述各型電樞繞組既 可以在同一層的電樞繞組層中混合使用也可以分層混合使用⑥超導(dǎo)電樞繞組型，超導(dǎo)電樞繞組的型制或結(jié)構(gòu)可以是上述的多匝電樞繞組、匝 與匝獨(dú)立絕緣電樞繞組、多芯電樞繞組、鍋箅式電樞繞組或混合電樞繞組，只不過(guò)用來(lái)制 作電樞繞組的材料采用的是更為優(yōu)良的導(dǎo)體材料、超導(dǎo)金屬線材或超導(dǎo)復(fù)合導(dǎo)體材料(如 鈮、鈮合金或鈮包銅超導(dǎo)線材等)，或者采用貼、鍍工藝(貼銀、貼鈮、鍍銀或鍍鈮等)、或采 用精密成形澆鑄工藝制作而成，可以大大減少線圈的電阻，增大了電流的同時(shí)減低發(fā)熱量， 在大大提高了扭矩傳輸或驅(qū)動(dòng)功率的同時(shí)，控制產(chǎn)品的成本不至于因大量采用貴金屬或超 導(dǎo)材料而太高，更有利于高性能產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)；這里的電樞繞組安裝盤的材料和結(jié)構(gòu)與上述 多匝電樞繞組型永磁耦合轉(zhuǎn)子組件中的電樞繞組安裝盤一樣。在不調(diào)節(jié)氣隙間距的情況下，為了提高本發(fā)明技術(shù)方案的負(fù)載軟啟動(dòng)及負(fù)載堵轉(zhuǎn) 自卸載性能，在永磁耦合轉(zhuǎn)子盤的結(jié)構(gòu)方面，有以下兩種電樞槽及電樞繞組布設(shè)結(jié)構(gòu)方面 的技術(shù)方案供選擇采用其一是采用電樞深槽式結(jié)構(gòu)，它的特點(diǎn)是電樞繞組安裝盤上的電 樞槽深而窄，相應(yīng)嵌入其中的電樞繞組導(dǎo)條的截面積也高而狹；其二是采用雙層電樞繞組 式結(jié)構(gòu)，它的特點(diǎn)是電樞繞組安裝盤上裝配兩層電樞繞組，其上臨近永磁轉(zhuǎn)子盤的外層電 樞繞組的橫截面積較小，并用電阻系數(shù)較大的材料制成(黃銅或鋁青銅等)，故外層的電樞 導(dǎo)條電阻較大，內(nèi)層電樞繞組的橫截面積較大，并用電阻系數(shù)較小的材料制成(紫銅、超導(dǎo) 導(dǎo)體材料等)，故內(nèi)層的電樞導(dǎo)條電阻較小。它們的工作機(jī)理與公知的《電機(jī)學(xué)》中的相關(guān) 工作機(jī)理完全相同。上述技術(shù)方案中，由于電樞繞組轉(zhuǎn)子盤在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的生熱量比永磁轉(zhuǎn)子盤大得 多，推薦盡量把電樞繞組轉(zhuǎn)子盤設(shè)置在更有利于散熱處理的位置；或者把與電樞繞組轉(zhuǎn)子 盤相連的部件、機(jī)構(gòu)或組件設(shè)置在永磁耦合裝置的外部，既作為電樞繞組盤聯(lián)軸機(jī)構(gòu)的一 部分構(gòu)件，也同時(shí)作為機(jī)籠組件、散熱組件的一部分使用，或者把導(dǎo)體/電樞繞組盤更有利 于散熱處理的位置；把與永磁轉(zhuǎn)子盤相連的部件、機(jī)構(gòu)或組件設(shè)置在永磁耦合裝置的中部， 當(dāng)然也不排斥與上述相反的及其它布置方案。用于電樞繞組轉(zhuǎn)子盤與對(duì)應(yīng)的輸入聯(lián)軸器或輸出聯(lián)軸器之間相聯(lián)接的電樞繞組盤聯(lián)軸機(jī)構(gòu)有三種結(jié)構(gòu)方案供選擇，其一是筒形或鼠籠 形結(jié)構(gòu)，輸入聯(lián)軸器或輸出聯(lián)軸器設(shè)置在筒形或鼠籠形結(jié)構(gòu)一端的中軸位置，電樞繞組轉(zhuǎn) 子盤設(shè)置在筒形或鼠籠形結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，每個(gè)電樞繞組轉(zhuǎn)子盤的外緣圓環(huán)部安裝在筒形或鼠 籠形結(jié)構(gòu)的相適配的筒壁或籠壁上，其二是在前一種方案的基礎(chǔ)上，每個(gè)電樞繞組轉(zhuǎn)子盤 增加一個(gè)與其相適配的起到傳輸扭矩和支撐電樞繞組轉(zhuǎn)子盤的電樞繞組支撐盤，電樞繞組 轉(zhuǎn)子盤之沒(méi)有布設(shè)電樞槽的一側(cè)貼裝固定到其電樞繞組支撐盤上，再一起安裝在筒形或鼠 籠形結(jié)構(gòu)的相適配的筒壁或籠壁上，其三是電樞繞組轉(zhuǎn)子盤之沒(méi)有布設(shè)電樞槽的一側(cè)貼裝 固定到其電樞繞組支撐盤的一側(cè)上，輸入聯(lián)軸器或輸出聯(lián)軸器設(shè)置在電樞繞組支撐盤的另 一側(cè)。用于永磁轉(zhuǎn)子盤與對(duì)應(yīng)的輸出聯(lián)軸器或輸入聯(lián)軸器之間相聯(lián)接的永磁盤聯(lián)軸機(jī)構(gòu)有 五種結(jié)構(gòu)方案供對(duì)應(yīng)適配選擇，第一是中心短軸結(jié)構(gòu)，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤設(shè)置有中心圓孔呈 圓環(huán)盤狀，在永磁耦合裝置的內(nèi)部中軸位置設(shè)置一個(gè)貫通的中心短軸，輸入聯(lián)軸器或輸出 聯(lián)軸器設(shè)置在中心短軸的外端部，永磁轉(zhuǎn)子盤設(shè)置有軸孔呈圓環(huán)盤形狀，永磁轉(zhuǎn)子盤緊固 裝配在中心短軸上，并與和其相耦合的電樞繞組轉(zhuǎn)子盤進(jìn)行適配地氣隙電磁耦合安裝，永 磁轉(zhuǎn)子盤與中心短軸之間成為相互扭矩傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)，第二是非圓形中心短軸結(jié)構(gòu)，電樞繞 組轉(zhuǎn)子盤設(shè)置有中心圓孔呈圓環(huán)盤狀，在永磁耦合裝置的內(nèi)部中軸位置設(shè)置一個(gè)貫通的非 圓形中心短軸，它可以是如四方形軸、六方形軸、八方形軸或花形軸，以及其它對(duì)稱的有邊、 有棱或轉(zhuǎn)子盤可在其上滑動(dòng)并能相互傳動(dòng)的幾何形狀之傳動(dòng)軸等，輸入聯(lián)軸器或輸出聯(lián)軸 器設(shè)置在非圓形中心短軸的外端部，永磁轉(zhuǎn)子盤中心設(shè)置有與非圓形中心短軸相適配的非 圓軸孔，非圓軸孔中設(shè)置相適配的非圓形中心短軸軸套，永磁轉(zhuǎn)子盤以軸向滑動(dòng)地裝配在 非圓形中心短軸上，永磁轉(zhuǎn)子盤與非圓形中心短軸之間成為相互扭矩傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)，每個(gè)永 磁轉(zhuǎn)子盤與和其相耦合的電樞繞組轉(zhuǎn)子盤進(jìn)行適配地氣隙電磁耦合安裝；第三是中心短 軸和扭矩傳輸滑杠結(jié)構(gòu)，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤設(shè)置有中心圓孔呈圓環(huán)盤狀，在永磁耦合裝置的 內(nèi)部中軸位置設(shè)置一個(gè)貫通的中心短軸，輸入聯(lián)軸器或輸出聯(lián)軸器設(shè)置在中心短軸的外端 部，中心短軸的適當(dāng)位置固定有至少一個(gè)中心轉(zhuǎn)盤，中心轉(zhuǎn)盤的圓周上均勻分布緊固地安 裝至少兩個(gè)軸向貫穿所有中心轉(zhuǎn)盤的扭矩傳輸滑杠，永磁轉(zhuǎn)子盤上設(shè)置有中心圓孔和對(duì)應(yīng) 扭矩傳輸滑杠并用于通過(guò)扭矩傳輸滑杠安裝的滑杠圓孔，滑杠圓孔中設(shè)置有軸套，永磁轉(zhuǎn) 子盤通過(guò)其上的滑杠圓孔軸套安裝到扭矩傳輸滑杠上，永磁轉(zhuǎn)子盤、扭矩傳輸滑杠、中心轉(zhuǎn) 盤和中心短軸之間形成扭矩傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，每個(gè)永磁轉(zhuǎn)子盤與和其相耦合的電樞繞組轉(zhuǎn)子盤進(jìn) 行適配地氣隙電磁耦合安裝；第四是上述三種方案中的中心短軸或非圓形中心短軸是空心 的，第五是直接聯(lián)接結(jié)構(gòu)，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤呈盤狀或設(shè)置有中心圓孔呈環(huán)盤狀，永磁轉(zhuǎn)子盤 呈盤狀或設(shè)置有中心軸孔呈環(huán)盤形狀，永磁轉(zhuǎn)子盤直接(軸鍵、鍵槽或花鍵聯(lián)接)或通過(guò)相 適配的輸入聯(lián)軸器或輸出聯(lián)軸器安裝到主動(dòng)軸或負(fù)載軸上。當(dāng)然，非圓形中心短軸也可做 成兩節(jié)不同形狀的軸，左邊段較長(zhǎng)，軸邊長(zhǎng)或軸徑可小一些，右邊段較短(可圓可方，邊長(zhǎng) 或軸徑大一些還可起到轉(zhuǎn)子盤的限位作用)與聯(lián)軸器相適配。上述電樞繞組盤聯(lián)軸機(jī)構(gòu)的 結(jié)構(gòu)和永磁盤聯(lián)軸機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，可以針對(duì)電樞繞組轉(zhuǎn)子盤和永磁轉(zhuǎn)子盤進(jìn)行對(duì)應(yīng)地適配地 相互對(duì)調(diào)置換，形成倒換設(shè)置的結(jié)構(gòu)方案，使永磁耦合裝置的總體結(jié)構(gòu)技術(shù)方案多樣性，以 體現(xiàn)本發(fā)明的設(shè)計(jì)思想，這里不再贅述。 上述技術(shù)方案中，在扭矩傳輸滑杠或非圓中心短軸上、對(duì)應(yīng)永磁轉(zhuǎn)子盤或電樞繞 組裝置盤的最大和最小氣隙間距位置處相適配地設(shè)置用于調(diào)節(jié)位置和鎖緊定位的限位機(jī)構(gòu)(限位銷/鍵組件、限位環(huán)/盤組件或限位螺母組件等)，調(diào)節(jié)相應(yīng)限位機(jī)構(gòu)的位置可達(dá) 到調(diào)節(jié)和限制輸出軸(負(fù)載軸)轉(zhuǎn)速的目的，同時(shí)也可起到永磁耦合組件之間的隔離作用， 以免轉(zhuǎn)子盤之間碰撞或相互影響。另一方面，對(duì)于設(shè)置有兩組及兩組以上永磁耦合組件的 情況，還可把設(shè)置在非圓中心短軸或扭矩傳輸滑杠上的永磁轉(zhuǎn)子盤限位機(jī)構(gòu)或電樞繞組限 位機(jī)構(gòu)以設(shè)定的位置固定住或鎖緊安裝，在裝置外部的筒形結(jié)構(gòu)的筒壁或鼠籠形結(jié)構(gòu)的籠 壁上、每組永磁耦合組件的電樞繞組轉(zhuǎn)子盤和永磁轉(zhuǎn)子盤之間設(shè)置一組壁式氣隙間距調(diào)節(jié) 機(jī)構(gòu)(比如螺母一螺桿機(jī)構(gòu)、兩端反向絲桿、電線桿拉線器式機(jī)構(gòu)等)，縮短、伸長(zhǎng)或固定每 組永磁耦合組件中的永磁轉(zhuǎn)子盤與電樞繞組之間的距離，從而也可實(shí)現(xiàn)對(duì)氣隙間距的調(diào)節(jié) 和固定，達(dá)到調(diào)節(jié)和限制輸出軸轉(zhuǎn)速的目的。上述技術(shù)方案中，在電樞繞組轉(zhuǎn)子盤上、或其沒(méi)有放置電樞繞組的一側(cè)、和/或其 支撐盤及本發(fā)明裝置中其它發(fā)熱部件上安裝、固定或配裝相適合的散熱器、散熱片或組合 式綜合技術(shù)散熱組件。組合式綜合技術(shù)散熱組件可以是風(fēng)冷技術(shù)部件、旋轉(zhuǎn)熱導(dǎo)管技術(shù)組 件和水冷技術(shù)系統(tǒng)中至少其中兩種技術(shù)結(jié)構(gòu)的有機(jī)融合組件，形狀和結(jié)構(gòu)應(yīng)與電樞繞組轉(zhuǎn) 子盤一致、適配于電樞繞組轉(zhuǎn)子盤或本裝置的系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)，并在對(duì)應(yīng)于散熱器或散熱片 散熱通風(fēng)通道部件上設(shè)置通風(fēng)口、風(fēng)孔或散熱介質(zhì)路徑；本發(fā)明裝置中其它發(fā)熱部件是指 轉(zhuǎn)子盤支撐盤、空心中心短軸、軸承、永磁轉(zhuǎn)子盤等部件，可以利用把旋轉(zhuǎn)熱導(dǎo)管埋入、鑲 嵌、粘貼或其它熱量引出方式引出熱量到合適的位置進(jìn)行散熱處理，以提高散熱效率，提高 本發(fā)明裝置單位體積的扭矩傳輸或驅(qū)動(dòng)功率。其中熱導(dǎo)管散熱技術(shù)作為一種被動(dòng)式的散熱 系統(tǒng)，既不耗電也不產(chǎn)生噪音，散熱效果也比普通風(fēng)扇的主動(dòng)散熱技術(shù)要強(qiáng)很多，在許多方 面已得到成功應(yīng)用。上述技術(shù)方案中，所述的一種高效的傳動(dòng)軸永磁耦合裝置，它的外部可根據(jù)需要 設(shè)置防塵罩或設(shè)置具有安全防護(hù)和防止磁場(chǎng)泄露的機(jī)籠或機(jī)殼，它們與本裝置最外部的、 只與電樞繞組轉(zhuǎn)子盤和永磁轉(zhuǎn)子盤其中之一種相聯(lián)接的組件相聯(lián)接，或者與散熱組件或散 熱系統(tǒng)融合為一體式結(jié)構(gòu)，或者把機(jī)籠、機(jī)殼或防塵罩設(shè)置或融合在另外給本裝置、電機(jī)或 負(fù)載設(shè)置的支架或支座上，支架或支座可以是臥式結(jié)構(gòu)也可以是立式結(jié)構(gòu)。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，依據(jù)上述技術(shù)方案，在保持永磁耦合及調(diào)速技術(shù)所具有的 前述十多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)的前提下，克服和解決目前公知技術(shù)中存在的不足、缺陷和問(wèn)題，設(shè)計(jì)成為 一種高效的傳動(dòng)軸永磁耦合裝置，它必將為永磁耦合及調(diào)速裝置的系列產(chǎn)品帶來(lái)巨大的、 飛躍式的技術(shù)進(jìn)步。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的工作原理及結(jié)構(gòu)示意剖視圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的電樞繞組轉(zhuǎn)子盤結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例1的永磁轉(zhuǎn)子盤結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明實(shí)施例2的工作原理及結(jié)構(gòu)示意剖視圖。圖5為本發(fā)明實(shí)施例2的電樞繞組轉(zhuǎn)子盤結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本發(fā)明實(shí)施例2的永磁轉(zhuǎn)子盤結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為本發(fā)明實(shí)施例3的工作原理及結(jié)構(gòu)示意剖視圖。圖8為本發(fā)明實(shí)施例3的鍋箅式電樞繞組結(jié)構(gòu)示意圖。
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圖9為本發(fā)明實(shí)施例3的鍋箅式電樞繞組轉(zhuǎn)子盤結(jié)構(gòu)示意圖。圖10為本發(fā)明實(shí)施例3的永磁轉(zhuǎn)子盤結(jié)構(gòu)示意圖。圖11為本發(fā)明實(shí)施例4的工作原理及結(jié)構(gòu)示意剖視圖。圖12為本發(fā)明實(shí)施例4的電樞繞組轉(zhuǎn)子盤結(jié)構(gòu)示意圖。圖13為本發(fā)明實(shí)施例5的工作原理及結(jié)構(gòu)示意剖視14為本發(fā)明實(shí)施例5的電樞繞組轉(zhuǎn)子盤結(jié)構(gòu)示意圖。。圖15為本發(fā)明實(shí)施例5的永磁轉(zhuǎn)子盤結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1如圖1、圖2和圖3所示為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，有兩組永磁耦合組件以“背靠背” 地布置，它由兩副電樞繞組轉(zhuǎn)子盤(1和2、11和22)和與其相適配的電樞繞組盤聯(lián)軸機(jī)構(gòu) (6、7、43、8和9)、兩副相鄰的永磁轉(zhuǎn)子盤“背靠背”設(shè)置并合并成兩面耦合的永磁轉(zhuǎn)子盤(4 和5)和與其相適配的永磁盤聯(lián)軸機(jī)構(gòu)(39、40)以及對(duì)應(yīng)的輸入聯(lián)軸器(34、35)和輸出聯(lián) 軸器(31、32)構(gòu)成，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤由24個(gè)電樞繞組(2)和用于裝配電樞繞組的電樞繞 組安裝盤(1)組成，電樞繞組為扇形多匝型電樞繞組，圖2中每個(gè)電樞繞組⑵有三匝，首 端和末端短路閉合，電樞繞組安裝盤(1)上設(shè)置有圓心孔(41)、24個(gè)電樞槽(45)和安裝 孔(43)，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤(10)呈圓環(huán)盤狀，電樞繞組(2)嵌入在電樞繞組安裝盤(1) 一側(cè) 設(shè)置的電樞槽(45)里，永磁轉(zhuǎn)子盤由一組20個(gè)永磁體(5)和一個(gè)裝配永磁體的永磁體安 裝盤(4)組成，永磁體安裝盤(4)呈圓環(huán)盤狀，其上圓周上設(shè)有20個(gè)扇形通孔(15)，永磁 體(5)呈扇形切柱狀，永磁體(5)分別以N、S極性交錯(cuò)地、均勻分布地裝配在永磁體安裝 盤(4)圓周上的適配孔(15)中，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤(10)置有電樞繞組(2)的一側(cè)面對(duì)于永 磁轉(zhuǎn)子盤(20)置有永磁體(5)的一側(cè)、以同一軸中心線形成電磁耦合安裝，電樞繞組轉(zhuǎn)子 盤(10)與永磁轉(zhuǎn)子盤(20)之間設(shè)置有氣隙間距(12)，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤(10、11)通過(guò)螺栓 (6)、兩頭帶螺孔的機(jī)籠梁(7)、電樞繞組轉(zhuǎn)子盤(11)和其支撐盤(33)上的安裝孔(43)、螺 栓(8)和機(jī)籠端壁(9)與對(duì)應(yīng)的輸入聯(lián)軸器(34、35)相聯(lián)接，永磁轉(zhuǎn)子盤(20)通過(guò)螺栓 (39)和永磁轉(zhuǎn)子盤(20)上的安裝螺孔(40)與對(duì)應(yīng)的輸出聯(lián)軸器(31、32)相聯(lián)接；同時(shí)，電 樞繞組盤聯(lián)軸機(jī)構(gòu)(6、7、43、8和9)本身還構(gòu)成為了一個(gè)鼠籠形結(jié)構(gòu)的機(jī)籠，其中螺栓(6)、 兩頭帶螺孔的機(jī)籠梁(7)和螺栓(8) —起看作機(jī)籠壁，電樞繞組安裝盤(1)相適配地設(shè)置 了電樞繞組支撐盤(3、33)，電樞繞組支撐盤(3、33)與電樞繞組盤聯(lián)軸機(jī)構(gòu)(6、7、43、8和 9) 一起除了構(gòu)建一個(gè)剛性安裝結(jié)構(gòu)和聯(lián)軸旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)外，還具有給電樞轉(zhuǎn)子盤散熱的作用， 特別是電樞繞組支撐盤(3、33)采用鋁材并在其上設(shè)置凸出的筋條形或風(fēng)葉形結(jié)構(gòu)時(shí)更凸 顯其散熱性能，在機(jī)籠端壁(9)上設(shè)置散熱風(fēng)孔(36)；電樞繞組盤聯(lián)軸機(jī)構(gòu)(6、7、43、8和 9)中螺栓(6)、兩頭帶螺孔的機(jī)籠梁(7)和螺栓(8)還構(gòu)成了一組可以用來(lái)調(diào)節(jié)氣隙間距 (12)可調(diào)氣隙間距機(jī)構(gòu)(6、8)。本實(shí)例的工作原理當(dāng)輸入軸(38)帶動(dòng)機(jī)籠(6、7、8和9)旋轉(zhuǎn)時(shí)，其上安裝的電 樞繞組安裝盤(1、11)上的電樞繞組(2、22)在永磁體(5)組構(gòu)建并產(chǎn)生的永磁氣隙磁場(chǎng) (12)中旋轉(zhuǎn)，電樞繞組(2、22)因切割永磁氣隙磁場(chǎng)而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向按右 手定則確定，電樞繞組(2、22)的兩個(gè)有效邊同時(shí)分別切割磁場(chǎng)方向相反的磁場(chǎng)，電樞繞組(2,22)中的電動(dòng)勢(shì)是兩個(gè)有效邊中所有串聯(lián)導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的總和，對(duì)于閉合環(huán)路電樞繞 組(2、22)來(lái)說(shuō)，在該感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的作用下，電樞繞組(2、22)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的 方向與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向相同，此時(shí)，電樞繞組就變成了載流電樞繞組；另一方面，據(jù)左手 定則，載流電樞繞組在原永磁氣隙磁場(chǎng)中受到作用力，該作用力的方向據(jù)左手定則確定，方 向與電樞繞組旋轉(zhuǎn)的方向相反，形成與轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的作用力矩；也可以用電磁扭矩理論 說(shuō)明，即電樞繞組中的感應(yīng)電流產(chǎn)生一個(gè)與原氣隙磁場(chǎng)相反的感應(yīng)磁場(chǎng)，兩個(gè)磁場(chǎng)相互作 用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。因此，在電磁轉(zhuǎn)矩的作用下，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤(10)帶動(dòng)永磁轉(zhuǎn)子盤(20) 一起轉(zhuǎn)動(dòng)，再帶動(dòng)輸出軸(37)轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出軸(37)帶動(dòng)負(fù)載工作。氣隙間距(12)的大小成 反比地決定著電磁轉(zhuǎn)矩大小，由于輸出力矩與負(fù)載之間成正比關(guān)系，從而達(dá)到傳動(dòng)軸之間 耦合或調(diào)節(jié)傳輸扭矩和驅(qū)動(dòng)負(fù)載的目的。因此調(diào)節(jié)螺栓(6、8)可達(dá)到分別調(diào)節(jié)每個(gè)永磁耦 合組件中轉(zhuǎn)子盤之間的氣隙間距(12)的目的，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)整負(fù)載轉(zhuǎn)速的目標(biāo)。需要指出的是，本實(shí)例中的兩組永磁耦合組件可以形成合力，兩副電樞繞組轉(zhuǎn)子 盤(10)與輸入軸相聯(lián)接，合二為一的一副永磁轉(zhuǎn)子盤(20)與輸出軸相聯(lián)接，不難看出，兩 組永磁耦合組件的驅(qū)動(dòng)功率是一組永磁耦合組件的兩倍，可以想象包含更多組、不同布置 結(jié)構(gòu)，采用不同結(jié)構(gòu)方式的技術(shù)方案，將為實(shí)現(xiàn)前述發(fā)明目的提供技術(shù)支撐。實(shí)施例2如圖4、圖5和圖6所示，本實(shí)例設(shè)置有兩組永磁耦合組件，按“電樞繞組轉(zhuǎn)子盤 一永磁轉(zhuǎn)子盤、永磁轉(zhuǎn)子盤一電樞繞組轉(zhuǎn)子盤”之背靠背地布設(shè)，采用中心短軸和扭矩傳 輸滑杠結(jié)構(gòu)，它由兩副電樞繞組轉(zhuǎn)子盤(101和102，111和122)和與其相適配的電樞繞組 盤聯(lián)軸機(jī)構(gòu)(106、107、143、108和109)、兩副永磁轉(zhuǎn)子盤(104和105)和與其相適配的永 磁盤聯(lián)軸機(jī)構(gòu)(149、147、148、150、151和152)以及對(duì)應(yīng)的輸入聯(lián)軸器(134,135)和輸出 聯(lián)軸器(153、132)構(gòu)成，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤由24個(gè)電樞繞組(102)和用于裝配電樞繞組的 電樞繞組安裝盤(101)組成，電樞繞組為扇形匝與匝獨(dú)立絕緣型電樞繞組，圖5中每個(gè)電 樞繞組(102)有相互獨(dú)立絕緣的兩匝，每匝的首端和末端短路閉合，電樞繞組安裝盤(101) 上設(shè)置有圓心孔(141)、24個(gè)電樞槽(145)和安裝螺孔(143)，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤(110)呈圓 環(huán)盤狀，電樞繞組(102)嵌入在電樞繞組安裝盤(101) —側(cè)設(shè)置的電樞槽(145)里，永磁 轉(zhuǎn)子盤由一組20個(gè)永磁體(5)和一個(gè)裝配永磁體的永磁體安裝盤(104)組成，永磁體安 裝盤(104)上設(shè)置有中心圓孔呈圓環(huán)盤狀，其上圓周上設(shè)有圓環(huán)凹臺(tái)(116)，永磁體(105) 呈扇形切塊狀，永磁體(5)分別以N、S極性交錯(cuò)地、均勻分布地鑲嵌或貼裝在永磁體安裝 盤(104)圓環(huán)凹臺(tái)(116)上，在裝置的內(nèi)部中軸位置設(shè)置一個(gè)貫通的中心短軸(152)，輸 出聯(lián)軸器(153、132)設(shè)置在中心短軸的外端部，中心短軸(152)的內(nèi)端部固定有一個(gè)中心 轉(zhuǎn)盤(150)，中心轉(zhuǎn)盤(150)的圓周上均勻分布緊固地安裝至少兩個(gè)軸向的扭矩傳輸滑杠 (147)，扭矩傳輸滑杠(147)兩端設(shè)有螺絲，永磁安裝盤(104)上對(duì)應(yīng)扭矩傳輸滑杠(147) 的滑杠圓孔及軸套(149)，永磁轉(zhuǎn)子盤(104和105)通過(guò)其上的滑杠圓孔軸套(149)安裝到 扭矩傳輸滑杠(147)上，永磁轉(zhuǎn)子盤(104和105)、扭矩傳輸滑杠(147)、中心轉(zhuǎn)盤(150)和 中心短軸(152)之間構(gòu)建了一個(gè)機(jī)械聯(lián)接的扭矩傳輸機(jī)構(gòu)，永磁轉(zhuǎn)子盤(104、105)與電樞 繞組轉(zhuǎn)子盤(101、102)以適配地氣隙電磁耦合安裝，在扭矩傳輸滑杠(147)上、對(duì)應(yīng)永磁轉(zhuǎn) 子盤的最小氣隙間距位置處相適配地設(shè)置用于對(duì)永磁轉(zhuǎn)子盤調(diào)節(jié)位置并對(duì)其鎖緊定位的 永磁轉(zhuǎn)子盤限位機(jī)構(gòu)(148)，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤(110、111)通過(guò)螺栓(106)、兩頭帶螺孔的機(jī)殼本體(107)、電樞繞組轉(zhuǎn)子盤(111)上的安裝孔(143)、螺栓(108)和機(jī)籠端壁(109)與 對(duì)應(yīng)的輸入聯(lián)軸器(134、135)相聯(lián)接；永磁轉(zhuǎn)子盤(120)通過(guò)滑杠孔及軸套(149)、扭矩傳 輸滑杠(147)、永磁轉(zhuǎn)子盤限位螺母(148)、中心轉(zhuǎn)盤(150)、螺栓(151)和中心短軸(152) 與對(duì)應(yīng)的輸出聯(lián)軸器(153、132)相聯(lián)接。同時(shí)，電樞繞組盤聯(lián)軸機(jī)構(gòu)(106、107、143、108和 109)同實(shí)施例1 一樣構(gòu)成為了一個(gè)筒形結(jié)構(gòu)的機(jī)殼，其中螺栓(106)、兩頭帶螺孔的機(jī)殼本 體(107)和螺栓(108) —起看作筒壁，電樞繞組安裝盤(101)相適配地設(shè)置了風(fēng)冷散熱器 (146)，在的筒形機(jī)殼端板(109)上設(shè)置散熱風(fēng)孔(136)，機(jī)殼本體(107)上也設(shè)有散熱孔 (117)。本實(shí)例的工作原理本實(shí)施例的工作原理與實(shí)施例1基本一致，所不同的是，這 里永磁轉(zhuǎn)子盤(120)通過(guò)滑杠孔及軸套(149)、扭矩傳輸滑杠(147)、永磁轉(zhuǎn)子盤限位螺母 (148)、中心轉(zhuǎn)盤(150)、螺栓(151)和中心短軸(152)構(gòu)建了一個(gè)機(jī)械聯(lián)接的扭矩傳輸機(jī) 構(gòu)，永磁轉(zhuǎn)子盤可以在扭矩傳輸滑杠上左右滑動(dòng)，它能左右滑動(dòng)功能就意味著氣息間距可 調(diào)節(jié)，這在電機(jī)軟啟動(dòng)、負(fù)載堵轉(zhuǎn)時(shí)自動(dòng)卸載和負(fù)載調(diào)速過(guò)程中有很重要的用途，同時(shí)永磁 轉(zhuǎn)子盤可帶動(dòng)中心轉(zhuǎn)盤和中心短軸轉(zhuǎn)動(dòng)；調(diào)節(jié)永磁轉(zhuǎn)子盤限位螺母(148)可達(dá)到分別調(diào)節(jié) 每個(gè)永磁耦合組件中轉(zhuǎn)子盤之間的最小氣隙間距(112)的目的，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)整負(fù)載最大轉(zhuǎn) 速的目的。實(shí)施例3如圖7、圖8、圖9和圖10所示，本實(shí)例設(shè)置有四組永磁耦合組件，按“電樞繞組轉(zhuǎn) 子盤一永磁轉(zhuǎn)子盤、永磁轉(zhuǎn)子盤一電樞繞組轉(zhuǎn)子盤、電樞繞組轉(zhuǎn)子盤一永磁轉(zhuǎn)子盤、 永磁轉(zhuǎn)子盤一電樞繞組轉(zhuǎn)子盤”之背靠背地布設(shè)，采用中心短軸和扭矩傳輸滑杠結(jié)構(gòu)，與 實(shí)施例2的不同之處有四點(diǎn)之一是裝置中增設(shè)了一倍的永磁耦合組件；之二增設(shè)了第二 中心轉(zhuǎn)盤(218)，第二中心轉(zhuǎn)盤(218)用鍵槽、花鍵或緊配合方式固定到中心短軸上的適當(dāng) 的位置，以便給扭矩傳輸滑杠(247)起支撐作用和傳輸扭矩；之三位于中部的兩個(gè)電樞繞 組安裝盤(260)背靠背地成為一體；之四是電樞繞組采用鍋箅式電樞繞組結(jié)構(gòu)，鍋箅式電 樞繞組(202)如圖8所示，每個(gè)電樞繞組安裝盤(201、211)上及電樞繞組安裝盤(260)兩 側(cè)上設(shè)置18個(gè)電樞槽(245)，永磁安裝盤(204)上設(shè)置15個(gè)永磁體(205)扇形切塊，符合 電機(jī)的“定轉(zhuǎn)子槽數(shù)選擇及其配合原則”，是否一定要根據(jù)電機(jī)的“定轉(zhuǎn)子槽數(shù)選擇及其配 合原則”來(lái)設(shè)計(jì)電樞槽數(shù)和永磁體的個(gè)數(shù)，不是絕對(duì)的，但符合“定轉(zhuǎn)子槽數(shù)選擇及其配合 原則”沒(méi)有錯(cuò)。本實(shí)施例的工作原理與實(shí)施例2的工作原理基本一致。實(shí)施例4如圖11和圖12所示，本實(shí)例設(shè)置有五組永磁耦合組件，按“電樞繞組轉(zhuǎn)子 盤一永磁轉(zhuǎn)子盤、電樞繞組轉(zhuǎn)子盤一永磁轉(zhuǎn)子盤、電樞繞組轉(zhuǎn)子盤一永磁轉(zhuǎn)子盤、電 樞繞組轉(zhuǎn)子盤一永磁轉(zhuǎn)子盤、電樞繞組轉(zhuǎn)子盤一永磁轉(zhuǎn)子盤”之依次順序地布設(shè)，采用 中心短軸和扭矩傳輸滑杠結(jié)構(gòu)，其它方面與實(shí)施例3的不同之處有兩個(gè)方面其一是裝置 中又多增設(shè)了一組的永磁耦合組件；其二是采用超導(dǎo)電樞繞組(302)，每個(gè)電樞繞組安裝 盤(301、311)上設(shè)置24個(gè)電樞槽(345)，永磁安裝盤(304)上設(shè)置20個(gè)永磁體扇形切塊 (未圖示，與圖6所示永磁轉(zhuǎn)子盤基本一致)，符合電機(jī)的“定轉(zhuǎn)子槽數(shù)選擇及其配合原則”。本實(shí)施例的工作原理與實(shí)施例2、3的工作原理基本一致。
實(shí)施例5如圖13、圖14和圖15所示，本實(shí)例與實(shí)施例2和3的不同之處有四個(gè)方面，其一是 它由三組永磁耦合組件以“電樞繞組轉(zhuǎn)子盤一永磁轉(zhuǎn)子盤、電樞繞組轉(zhuǎn)子盤一永磁轉(zhuǎn)子 盤、電樞繞組轉(zhuǎn)子盤一永磁轉(zhuǎn)子盤”之依次順序地布設(shè)；其二是采用超導(dǎo)電樞繞組(402)， 每個(gè)電樞繞組安裝盤(401、411)上設(shè)置24個(gè)電樞槽(345)，永磁安裝盤(404)上設(shè)置20 個(gè)永磁體(405)扇形切塊(圖15所示)；其三是在左邊第一電樞繞組安裝盤(411)的左側(cè) 安裝了普通鋁制葉片式散熱器(446)，另外的兩個(gè)電樞繞組轉(zhuǎn)子盤(410)左側(cè)嵌入或貼裝 了旋轉(zhuǎn)式熱管熱交換器(461)，旋轉(zhuǎn)式熱管熱交換器(461)的吸熱段(也叫蒸發(fā)端)設(shè)置 在發(fā)熱的電樞繞組轉(zhuǎn)子盤(410)上，通過(guò)熱管熱交換器(461)的輸運(yùn)段把熱量引到機(jī)殼本 體外側(cè)，熱管熱交換器(461)的冷凝段上再設(shè)置散熱片(462)，這里的旋轉(zhuǎn)式熱管熱交換器 (461)和散熱片(462)即成為了一種上述技術(shù)方案中所述的組合式綜合技術(shù)散熱組件，它 的散熱效率比較理想，一般情況下，同樣體積的旋轉(zhuǎn)式熱管熱交換器(461)，其散熱效率是 葉片式散熱器(446)散熱效率的7-10倍，而且安裝方便、不需要任何其它動(dòng)力，還可以把熱 管熱交換器的吸熱段設(shè)置到如空心中心短軸里，把中心傳動(dòng)軸上的熱量引到遠(yuǎn)端或軸的外 表面進(jìn)行散熱處理；第四個(gè)方面是，它采用非圓中心短軸結(jié)構(gòu)，即在本實(shí)施例裝置的內(nèi)部中 軸位置設(shè)置一個(gè)貫通的四方形中心短軸(452)結(jié)構(gòu)，并且四方形中心短軸(452)設(shè)有軸心 通孔(463)，通孔(463) —方面可提高軸的強(qiáng)度，另一方面為設(shè)置熱管散熱預(yù)留設(shè)計(jì)方案， 永磁轉(zhuǎn)子盤(420)中心設(shè)置有與四方形中心短軸(452)相適配的四方形軸孔及軸套(449)， 永磁轉(zhuǎn)子盤(420)以軸向滑動(dòng)地裝配在四方形中心短軸(452)上，永磁轉(zhuǎn)子盤(420)與四 方形中心短軸(452)之間成為相互扭矩傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)，每個(gè)永磁轉(zhuǎn)子盤(420)與和其相耦合 的電樞繞組轉(zhuǎn)子盤(410)進(jìn)行適配地氣隙電磁耦合安裝，在四方形中心短軸(452)上、對(duì)應(yīng) 永磁轉(zhuǎn)子盤的最大和最小氣隙間距位置處相適配地設(shè)置用于調(diào)節(jié)永磁轉(zhuǎn)子盤位置或?qū)τ?磁轉(zhuǎn)子盤進(jìn)行鎖緊定位的永磁轉(zhuǎn)子盤限位銷(448)。本實(shí)例的工作原理工作機(jī)理與實(shí)施例2、3和4基本一致，所不同的是，這里永磁 轉(zhuǎn)子盤(420)四方形孔及軸套(449)、永磁轉(zhuǎn)子盤限位銷(448)和四方形中心短軸(452)構(gòu) 建了一個(gè)機(jī)械聯(lián)接的扭矩傳輸機(jī)構(gòu)，永磁轉(zhuǎn)子盤可以在四方形中心短軸(452)上、對(duì)應(yīng)兩 個(gè)限位銷(448)限定的區(qū)段里左右滑動(dòng)，它能左右滑動(dòng)功能就意味著氣息間距可調(diào)節(jié)，這 在電機(jī)軟啟動(dòng)、負(fù)載堵轉(zhuǎn)時(shí)自動(dòng)卸載和負(fù)載調(diào)速過(guò)程中有很重要的用途，同時(shí)永磁轉(zhuǎn)子盤 可帶動(dòng)中心轉(zhuǎn)盤和中心短軸轉(zhuǎn)動(dòng)；分別調(diào)節(jié)永磁轉(zhuǎn)子盤限位銷(448)的位置可達(dá)到分別調(diào) 節(jié)每個(gè)永磁耦合組件中轉(zhuǎn)子盤之間的最大或最小氣隙間距(112)的目的，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)整負(fù) 載最大轉(zhuǎn)速的目的。上述實(shí)施例僅僅給出了本發(fā)明技術(shù)方案的幾個(gè)特例結(jié)構(gòu)的具體實(shí)施例，試圖說(shuō)明 本發(fā)明可以排列組合出很多種不同結(jié)構(gòu)的方案，還可構(gòu)建出很多個(gè)具體的、簡(jiǎn)單的或復(fù)雜 的產(chǎn)品技術(shù)方案實(shí)施例，比如實(shí)施例中只設(shè)置一組或兩組永磁耦合轉(zhuǎn)子組件的設(shè)計(jì)，加上 各種適配外殼、防塵罩或支架做成水平或立式安裝方式的應(yīng)用實(shí)施例；加上散熱組件，甚至 再增加上水冷系統(tǒng)等應(yīng)用實(shí)施例。本發(fā)明并不局限于所給出的實(shí)施例，但它們可起到舉一 反三、拋磚引玉的目的，可為具體的更多的產(chǎn)品系列型號(hào)的設(shè)計(jì)提供技術(shù)方案，只要其它的 任何未背離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)所作的改變、修飾、替代、組合及簡(jiǎn)化，都應(yīng)受到本發(fā)明 專利的權(quán)利約束和保護(hù)之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種高效的傳動(dòng)軸永磁耦合裝置，其特征在于，它由至少一副電樞繞組轉(zhuǎn)子盤和與其相適配的電樞繞組盤聯(lián)軸機(jī)構(gòu)、至少一副永磁轉(zhuǎn)子盤和與其相適配的永磁盤聯(lián)軸機(jī)構(gòu)以及對(duì)應(yīng)的輸入聯(lián)軸器和輸出聯(lián)軸器構(gòu)成，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤由至少一組電樞繞組和用于裝配電樞繞組的電樞繞組安裝盤組成，電樞繞組嵌入或裝配在電樞繞組安裝盤一側(cè)設(shè)置的電樞槽里，永磁轉(zhuǎn)子盤由一組至少兩個(gè)永磁體和裝配永磁體的永磁體安裝盤組成，永磁體分別以N、S極性交錯(cuò)地、均勻分布地鑲嵌或裝配在永磁體安裝盤的圓周上，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤置有電樞繞組的一側(cè)面對(duì)于永磁轉(zhuǎn)子盤置有永磁體的一側(cè)、以同一軸中心線形成電磁耦合安裝，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤與永磁轉(zhuǎn)子盤之間設(shè)置有氣隙間距，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤通過(guò)相適配的電樞繞組盤聯(lián)軸機(jī)構(gòu)與對(duì)應(yīng)的輸入聯(lián)軸器或輸出聯(lián)軸器相聯(lián)接，永磁轉(zhuǎn)子盤通過(guò)相適配的永磁盤聯(lián)軸機(jī)構(gòu)與對(duì)應(yīng)的輸出聯(lián)軸器或輸入聯(lián)軸器相聯(lián)接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種高效的傳動(dòng)軸永磁耦合裝置，其特征在于，永磁體呈矩形、 扇形或梯形的切塊狀或切柱狀，用來(lái)承載和安裝永磁體組的永磁體安裝盤采用鐵軛導(dǎo)磁材 料制作，永磁體安裝盤的圓周環(huán)上均勻分布地鑲嵌或帖裝永磁體，永磁體分別以N、S極性 交錯(cuò)地排列，形成軸向交錯(cuò)永磁磁場(chǎng)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種高效的傳動(dòng)軸永磁耦合裝置，其特征在于，單個(gè)電樞繞組 的形狀與永磁體的截面形狀對(duì)應(yīng)，呈矩形、扇形或梯形，它有以下五種供選擇的結(jié)構(gòu)方案， 其一是多匝型電樞繞組，每個(gè)多匝型電樞繞組至少有兩匝絕緣良導(dǎo)體繞制并且首端和末端 短接，其二是匝與匝獨(dú)立絕緣型電樞繞組，每個(gè)匝與匝獨(dú)立絕緣型電樞繞組至少有兩匝相 互獨(dú)立絕緣的、每匝是閉環(huán)短路的、大小形狀相同的線圈構(gòu)成并扎成一束，其三是多芯型電 樞繞組，多芯型電樞繞組是用多股或多芯良導(dǎo)線制成的單圈閉環(huán)短路線圈，其四是鍋箅式 電樞繞組，它由嵌在電樞槽里的金屬導(dǎo)條組成，金屬導(dǎo)條的兩端分別與外圓環(huán)和內(nèi)圓環(huán)聯(lián) 成一體，形成自身閉合的短接的一體化電樞繞組，其形狀看似在鍋里蒸饃用的圓形鍋箅子， 其五是超導(dǎo)電樞繞組，它與上述四種電樞繞組的區(qū)別是采用超導(dǎo)金屬線材或超導(dǎo)復(fù)合導(dǎo)體 材料制作而成，電樞繞組安裝盤由高導(dǎo)磁、鐵軛或鐵芯材料加工而成，其一側(cè)凸出一個(gè)與永 磁轉(zhuǎn)子盤相適配的圓環(huán)，圓環(huán)上設(shè)置均勻分布的徑向電樞槽，電樞槽中至少設(shè)置一層電樞 繞組，電樞繞組的個(gè)數(shù)和形狀與電樞槽的數(shù)量和槽形相互適配，電樞槽與永磁轉(zhuǎn)子盤上永 磁體的數(shù)量和尺寸相適配。
4.如權(quán)利要求1所述的一種高效的傳動(dòng)軸永磁耦合裝置，其特征在于，它至少設(shè)置有 一組永磁耦合轉(zhuǎn)子組件，每組永磁耦合轉(zhuǎn)子組件由一個(gè)電樞繞組轉(zhuǎn)子盤和一個(gè)相耦合的永 磁轉(zhuǎn)子盤構(gòu)成，設(shè)置有兩組及兩組以上的永磁耦合轉(zhuǎn)子組件時(shí)，永磁耦合轉(zhuǎn)子組件的布置 有三種選擇方案，方案之一是按“電樞繞組轉(zhuǎn)子盤一永磁轉(zhuǎn)子盤、永磁轉(zhuǎn)子盤一電樞 繞組轉(zhuǎn)子盤”之順序背靠背地布置，方案之二是按“電樞繞組轉(zhuǎn)子盤一永磁轉(zhuǎn)子盤、電樞 繞組轉(zhuǎn)子盤一永磁轉(zhuǎn)子盤”之順序依次地布置，方案之三是“電樞繞組轉(zhuǎn)子盤一永磁 轉(zhuǎn)子盤、永磁轉(zhuǎn)子盤一電樞繞組轉(zhuǎn)子盤、電樞繞組轉(zhuǎn)子盤一永磁轉(zhuǎn)子盤、電樞繞組轉(zhuǎn)子 盤一永磁轉(zhuǎn)子盤”之混合方式布置，相鄰的并以“背靠背”布置的兩個(gè)永磁轉(zhuǎn)子盤能合并 成一體化兩面耦合的永磁轉(zhuǎn)子盤。
5.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的一種高效的傳動(dòng)軸永磁耦合裝置，其特征在于，用于電 樞繞組轉(zhuǎn)子盤與對(duì)應(yīng)的輸入聯(lián)軸器或輸出聯(lián)軸器之間相聯(lián)接的電樞繞組盤聯(lián)軸機(jī)構(gòu)有三 種結(jié)構(gòu)方案供選擇，其一是筒形或鼠籠形結(jié)構(gòu)，輸入聯(lián)軸器或輸出聯(lián)軸器設(shè)置在筒形或鼠籠形結(jié)構(gòu)一端的中軸位置，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤設(shè)置在筒形或鼠籠形結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，每個(gè)電樞繞 組轉(zhuǎn)子盤的外緣圓環(huán)部安裝在筒形或鼠籠形結(jié)構(gòu)的相適配的筒壁或機(jī)籠壁上，其二是在前 一種方案的基礎(chǔ)上，每個(gè)電樞繞組轉(zhuǎn)子盤增加一個(gè)與其相適配的起到傳輸扭矩和支撐電樞 繞組轉(zhuǎn)子盤的電樞繞組支撐盤，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤之沒(méi)有布設(shè)電樞槽的一側(cè)貼裝固定到其電 樞繞組支撐盤上，再一起安裝在筒形或鼠籠形結(jié)構(gòu)的相適配的筒壁或籠壁上，其三是電樞 繞組轉(zhuǎn)子盤之沒(méi)有布設(shè)電樞槽的一側(cè)貼裝固定到其電樞繞組支撐盤的一側(cè)上，輸入聯(lián)軸器 或輸出聯(lián)軸器設(shè)置在電樞繞組支撐盤的另一側(cè)，用于永磁轉(zhuǎn)子盤與對(duì)應(yīng)的輸出聯(lián)軸器或輸 入聯(lián)軸器之間相聯(lián)接的永磁盤聯(lián)軸機(jī)構(gòu)有五種結(jié)構(gòu)方案供對(duì)應(yīng)適配選擇，第一是中心短軸 結(jié)構(gòu)，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤設(shè)置有中心圓孔呈圓環(huán)盤狀，在永磁耦合裝置的內(nèi)部中軸位置設(shè)置 一個(gè)貫通的中心短軸，輸出聯(lián)軸器或輸入聯(lián)軸器設(shè)置在中心短軸的外端部，永磁轉(zhuǎn)子盤設(shè) 置有軸孔呈圓環(huán)盤形狀，永磁轉(zhuǎn)子盤緊固裝配在中心短軸上，并與和其相耦合的電樞繞組 轉(zhuǎn)子盤進(jìn)行適配地氣隙電磁耦合安裝，永磁轉(zhuǎn)子盤與中心短軸之間成為相互扭矩傳動(dòng)的結(jié) 構(gòu)，第二是非圓形中心短軸結(jié)構(gòu)，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤設(shè)置有中心圓孔呈圓環(huán)盤狀，在永磁耦合 裝置的內(nèi)部中軸位置設(shè)置一個(gè)貫通的非圓形中心短軸，輸出聯(lián)軸器或輸入聯(lián)軸器設(shè)置在非 圓形中心短軸的外端部，永磁轉(zhuǎn)子盤中心設(shè)置有與非圓形中心短軸相適配的非圓軸孔，非 圓軸孔中設(shè)置相適配的非圓形中心短軸軸套，永磁轉(zhuǎn)子盤以軸向滑動(dòng)地裝配在非圓形中心 短軸上，永磁轉(zhuǎn)子盤與非圓形中心短軸之間成為相互扭矩傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)，每個(gè)永磁轉(zhuǎn)子盤與 和其相耦合的電樞繞組轉(zhuǎn)子盤進(jìn)行適配地氣隙電磁耦合安裝，在非圓中心短軸上、對(duì)應(yīng)永 磁轉(zhuǎn)子盤的最大和最小氣隙間距位置處相適配地設(shè)置用于對(duì)永磁轉(zhuǎn)子盤調(diào)節(jié)位置并對(duì)其 鎖緊定位的永磁轉(zhuǎn)子盤限位機(jī)構(gòu)，第三是中心短軸和扭矩傳輸滑杠結(jié)構(gòu)，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤 設(shè)置有中心圓孔呈圓環(huán)盤狀，在永磁耦合裝置的內(nèi)部中軸位置設(shè)置一個(gè)貫通的中心短軸， 輸出聯(lián)軸器或輸入聯(lián)軸器設(shè)置在中心短軸的外端部，中心短軸的適當(dāng)位置固定有至少一個(gè) 中心轉(zhuǎn)盤，中心轉(zhuǎn)盤的圓周上均勻分布緊固地安裝至少兩個(gè)軸向貫穿所有永磁轉(zhuǎn)子盤的扭 矩傳輸滑杠，永磁轉(zhuǎn)子盤上設(shè)置有中心圓孔和對(duì)應(yīng)扭矩傳輸滑杠并用于通過(guò)扭矩傳輸滑杠 安裝的滑杠圓孔，滑杠圓孔中設(shè)置有軸套，永磁轉(zhuǎn)子盤通過(guò)其上的滑杠圓孔軸套安裝到扭 矩傳輸滑杠上，永磁轉(zhuǎn)子盤、扭矩傳輸滑杠、中心轉(zhuǎn)盤和中心短軸之間形成扭矩傳動(dòng)結(jié)構(gòu)， 每個(gè)永磁轉(zhuǎn)子盤與和其相耦合的電樞繞組轉(zhuǎn)子盤進(jìn)行適配地氣隙電磁耦合安裝，在扭矩傳 輸滑杠上、對(duì)應(yīng)永磁轉(zhuǎn)子盤的最大和最小氣隙間距位置處相適配地設(shè)置用于對(duì)永磁轉(zhuǎn)子盤 調(diào)節(jié)位置并對(duì)其鎖緊定位的永磁轉(zhuǎn)子盤限位機(jī)構(gòu)，第四是上述三種方案中的中心短軸或非 圓形中心短軸是空心的，第五是直接聯(lián)接結(jié)構(gòu)，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤呈盤狀或設(shè)置有中心圓孔 呈圓環(huán)盤狀，永磁轉(zhuǎn)子盤呈盤狀或設(shè)置有中心軸孔呈圓環(huán)盤形狀，永磁轉(zhuǎn)子盤直接或通過(guò) 相適配的輸出聯(lián)軸器或輸入聯(lián)軸器安裝到負(fù)載軸或主動(dòng)軸上。
6.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的一種高效的傳動(dòng)軸永磁耦合裝置，其特征在于，用于 永磁轉(zhuǎn)子盤與對(duì)應(yīng)的輸入聯(lián)軸器或輸出聯(lián)軸器之間相聯(lián)接的永磁盤聯(lián)軸機(jī)構(gòu)有三種結(jié)構(gòu) 方案供選擇，其一是筒形或鼠籠形結(jié)構(gòu)，輸入聯(lián)軸器或輸出聯(lián)軸器設(shè)置在筒形或鼠籠形結(jié) 構(gòu)一端的中軸位置，永磁轉(zhuǎn)子盤設(shè)置在筒形或鼠籠形結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，每個(gè)永磁轉(zhuǎn)子盤的外緣 圓環(huán)部安裝在筒形或鼠籠形結(jié)構(gòu)的相適配的筒壁或機(jī)籠壁上，其二是在前一種方案的基礎(chǔ) 上，每個(gè)永磁轉(zhuǎn)子盤增加一個(gè)與其相適配的起到傳輸扭矩和支撐永磁轉(zhuǎn)子盤的永磁支撐 盤，永磁轉(zhuǎn)子盤之布設(shè)永磁體的另一側(cè)貼裝固定到其永磁支撐盤上，再一起安裝在筒形或鼠籠形結(jié)構(gòu)的相適配的筒壁或籠壁上，其三是永磁轉(zhuǎn)子盤之布設(shè)永磁體的另一側(cè)貼裝固 定到其永磁支撐盤的一側(cè)上，輸入聯(lián)軸器或輸出聯(lián)軸器設(shè)置在永磁支撐盤的另一側(cè)，用于 電樞繞組轉(zhuǎn)子盤與對(duì)應(yīng)的輸出聯(lián)軸器或輸入聯(lián)軸器之間相聯(lián)接的電樞繞組盤聯(lián)軸機(jī)構(gòu)有 五種結(jié)構(gòu)方案供對(duì)應(yīng)適配選擇，第一是中心短軸結(jié)構(gòu)，永磁轉(zhuǎn)子盤設(shè)置有中心圓孔呈圓環(huán) 盤狀，在永磁耦合裝置的內(nèi)部中軸位置設(shè)置一個(gè)貫通的中心短軸，輸出聯(lián)軸器或輸入聯(lián)軸 器設(shè)置在中心短軸的外端部，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤設(shè)置有軸孔呈圓環(huán)盤形狀，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤 緊固裝配在中心短軸上，并與和其相耦合的永磁轉(zhuǎn)子盤進(jìn)行適配地氣隙電磁耦合安裝，電 樞繞組轉(zhuǎn)子盤與中心短軸之間成為相互扭矩傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)，第二是非圓形中心短軸結(jié)構(gòu)，電 樞繞組轉(zhuǎn)子盤中心設(shè)置與非圓形中心短軸相適配的非圓軸孔，在永磁耦合裝置的內(nèi)部中軸 位置設(shè)置一個(gè)貫通的非圓形中心短軸，輸出聯(lián)軸器或輸入聯(lián)軸器設(shè)置在非圓形中心短軸的 外端部，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤中心設(shè)置有與非圓形中心短軸相適配的非圓軸孔，非圓軸孔中設(shè) 置有相適配的非圓形中心短軸軸套，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤以軸向滑動(dòng)地裝配在非圓形中心短軸 上，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤與非圓形中心短軸之間成為相互扭矩傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)，每個(gè)電樞繞組轉(zhuǎn)子 盤與和其相耦合的永磁轉(zhuǎn)子盤進(jìn)行適配地氣隙電磁耦合安裝，在非圓中心短軸上、對(duì)應(yīng)電 樞繞組轉(zhuǎn)子盤的最大和最小氣隙間距位置處相適配地設(shè)置用于對(duì)電樞繞組轉(zhuǎn)子盤調(diào)節(jié)位 置并對(duì)其鎖緊定位的電樞繞組轉(zhuǎn)子盤限位機(jī)構(gòu)，第三是中心短軸和扭矩傳輸滑杠結(jié)構(gòu)，電 樞繞組轉(zhuǎn)子盤設(shè)置有中心圓孔呈圓環(huán)盤狀，在永磁耦合裝置的內(nèi)部中軸位置設(shè)置一個(gè)貫通 的中心短軸，輸出聯(lián)軸器或輸入聯(lián)軸器設(shè)置在中心短軸的外端部，中心短軸的適當(dāng)位置固 定有至少一個(gè)中心轉(zhuǎn)盤，中心轉(zhuǎn)盤的圓周上均勻分布緊固地安裝至少兩個(gè)軸向貫穿所有電 樞繞組轉(zhuǎn)子盤的扭矩傳輸滑杠，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤上設(shè)置有中心圓孔和對(duì)應(yīng)扭矩傳輸滑杠并 用于通過(guò)扭矩傳輸滑杠安裝的滑杠圓孔，滑杠圓孔中設(shè)置有軸套，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤通過(guò)其 上的滑杠圓孔軸套安裝到扭矩傳輸滑杠上，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤、扭矩傳輸滑杠、中心轉(zhuǎn)盤和中 心短軸之間形成扭矩傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，每個(gè)電樞繞組轉(zhuǎn)子盤與和其相耦合的永磁轉(zhuǎn)子盤進(jìn)行適配 地氣隙電磁耦合安裝，在扭矩傳輸滑杠上、對(duì)應(yīng)電樞繞組轉(zhuǎn)子盤的最大和最小氣隙間距位 置處相適配地設(shè)置用于對(duì)電樞繞組轉(zhuǎn)子盤調(diào)節(jié)位置并對(duì)其鎖緊定位的永磁轉(zhuǎn)子盤限位機(jī) 構(gòu)，第四是上述三種方案中的中心短軸或非圓形中心短軸是空心的，第五是直接聯(lián)接結(jié)構(gòu)， 永磁轉(zhuǎn)子盤呈盤狀或設(shè)置有中心圓孔呈環(huán)盤狀，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤呈盤狀或設(shè)置有中心軸孔 呈環(huán)盤形狀，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤直接或通過(guò)相適配的輸出聯(lián)軸器或輸入聯(lián)軸器安裝到負(fù)載軸 或主動(dòng)軸上。
7.如權(quán)利要求5所述的一種高效的傳動(dòng)軸永磁耦合裝置，其特征在于，在本裝置中設(shè) 置有兩組及兩組以上永磁耦合組件，把設(shè)置在非圓中心短軸或扭矩傳輸滑杠上的永磁轉(zhuǎn)子 盤限位機(jī)構(gòu)以設(shè)定的位置固定住或鎖緊安裝，在裝置外部的筒形結(jié)構(gòu)的筒壁或鼠籠形結(jié)構(gòu) 的籠壁上、至少一對(duì)電樞繞組轉(zhuǎn)子盤之間設(shè)置一組壁式氣隙間距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求6所述的一種高效的傳動(dòng)軸永磁耦合裝置，其特征在于，在本裝置中設(shè) 置有兩組及兩組以上永磁耦合組件，把設(shè)置在非圓中心短軸或扭矩傳輸滑杠上的電樞繞組 限位機(jī)構(gòu)以設(shè)定的位置固定住或鎖緊安裝，在裝置外部的筒形結(jié)構(gòu)的筒壁或鼠籠形結(jié)構(gòu)的 籠壁上、至少一對(duì)永磁轉(zhuǎn)子盤之間設(shè)置一組壁式氣隙間距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的一種高效的傳動(dòng)軸永磁耦合裝置，其特征在于，所述的 電樞繞組轉(zhuǎn)子盤上、或其沒(méi)有放置電樞繞組的一側(cè)、和/或其支撐盤及本裝置中其它發(fā)熱部件上安裝、固定或配裝相適合的散熱器、散熱片或組合式綜合技術(shù)散熱組件，組合式綜合 技術(shù)散熱組件是采用三種風(fēng)冷技術(shù)部件、旋轉(zhuǎn)熱導(dǎo)管技術(shù)組件和水冷技術(shù)系統(tǒng)之中至少其 中兩種技術(shù)結(jié)構(gòu)的有機(jī)融合組件，在對(duì)應(yīng)于散熱器或散熱片的散熱通風(fēng)通道部件上設(shè)置通 風(fēng)口、風(fēng)孔或散熱介質(zhì)路徑。
10.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的一種高效的傳動(dòng)軸永磁耦合裝置，其特征在于，所述 的一種高效的傳動(dòng)軸永磁耦合裝置，其特征在于，本裝置的外部設(shè)置有防塵罩或設(shè)置具有 安全防護(hù)和防止磁場(chǎng)泄露的機(jī)籠或機(jī)殼，它們與本裝置最外部的、只與電樞繞組轉(zhuǎn)子盤和 永磁轉(zhuǎn)子盤其中之一相聯(lián)接的組件相聯(lián)接，或者與適配的散熱組件或散熱系統(tǒng)融合為一體 式結(jié)構(gòu)，或者把機(jī)籠、機(jī)殼或防塵罩設(shè)置或融合在另外給本裝置、電機(jī)或負(fù)載設(shè)置的支架或 支座上，支架或支座為臥式結(jié)構(gòu)或者立式結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種高效的傳動(dòng)軸永磁耦合裝置，由電樞繞組轉(zhuǎn)子盤和與電樞繞組盤聯(lián)軸機(jī)構(gòu)、永磁轉(zhuǎn)子盤和與永磁盤聯(lián)軸機(jī)構(gòu)以及輸入輸出聯(lián)軸器構(gòu)成，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤由電樞繞組和電樞繞組安裝盤組成，永磁轉(zhuǎn)子盤由一組永磁體和永磁體安裝盤組成，永磁體分別以N、S極性交錯(cuò)地裝配在永磁體安裝盤的圓周上，電樞繞組轉(zhuǎn)子盤與永磁轉(zhuǎn)子盤面對(duì)面地同軸安裝，兩盤之間有氣隙，分別通過(guò)相適配的盤聯(lián)軸機(jī)構(gòu)與對(duì)應(yīng)的輸入輸出聯(lián)軸器相聯(lián)接。本發(fā)明具有傳動(dòng)效率更高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、安裝方便、不怕惡劣環(huán)境、容忍軸偏心、負(fù)載隔離、減低振動(dòng)和噪聲以及延長(zhǎng)設(shè)備壽命等特點(diǎn)；它還具有不傷害電機(jī)、不影響電網(wǎng)安全的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02K49/10GK101931309SQ20091014810
公開(kāi)日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2009年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月22日
發(fā)明者余亞莉, 林貴生 申請(qǐng)人:林貴生