本發(fā)明屬于電動機制造的技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種平移調(diào)磁環(huán)型永磁渦流調(diào)速裝置。

背景技術(shù)：

隨著高性能永磁材料推廣應(yīng)用而迅速發(fā)展起來的永磁調(diào)速技術(shù)，是一種新型電機驅(qū)動系統(tǒng)調(diào)速節(jié)能技術(shù)，其原動機和負載間無接觸，無振動傳遞及軸心偏移問題，從而大大提高系統(tǒng)可靠性。永磁傳動技術(shù)的應(yīng)用己有幾十年的歷史，它的應(yīng)用是通過磁場耦合，實現(xiàn)原動機和負載間轉(zhuǎn)矩的無接觸傳遞。主要應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)、石油化工、煤炭水泥、冶金鋼鐵、艦船等很多領(lǐng)域的大功率風(fēng)機泵類負載的電機驅(qū)動系統(tǒng)調(diào)速節(jié)能。

按照永磁渦流調(diào)速裝置的主磁通方向可以分為軸向磁通結(jié)構(gòu)(盤式)和徑向磁通結(jié)構(gòu)(筒式)兩大類。軸向磁通結(jié)構(gòu)的永磁調(diào)速裝置通常采用調(diào)整磁轉(zhuǎn)子與導(dǎo)體轉(zhuǎn)子之間的軸向氣隙長度來控制氣隙磁場大小，進而控制負載側(cè)的運行速度。而徑向磁通結(jié)構(gòu)的永磁渦流調(diào)速裝置，通常采用改變導(dǎo)體轉(zhuǎn)子和磁轉(zhuǎn)子之間的耦合面積來控制負載側(cè)的轉(zhuǎn)速。

目前已經(jīng)有相當(dāng)多的產(chǎn)品應(yīng)用到工廠中，有一部分可以實現(xiàn)在線調(diào)速。通過電動執(zhí)行機構(gòu)，調(diào)整兩個部分的軸向位置，控制耦合面積或者氣隙長度。由于調(diào)整兩個轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子相對軸向位置的難度是較大，尤其對于軸向結(jié)構(gòu)，磁轉(zhuǎn)子與導(dǎo)體轉(zhuǎn)子之間存在相當(dāng)大的軸向磁拉力。因此，有必要對永磁渦流調(diào)速裝置的調(diào)磁方式進行一定的改進。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：傳統(tǒng)的渦流調(diào)速裝置通過改變磁轉(zhuǎn)子與導(dǎo)體轉(zhuǎn)子軸向相對位置，控制兩轉(zhuǎn)子之間的耦合磁通量的多少，實現(xiàn)裝置的調(diào)速功能。由于軸向平移一個旋轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)子對操動裝置的機械工藝要求較高，同時，造成操動機構(gòu)復(fù)雜。因此，速度在線調(diào)節(jié)穩(wěn)定性和可靠性較差。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種平移調(diào)磁環(huán)型永磁渦流調(diào)速裝置，包括同心設(shè)置的輸入軸和輸出軸，輸入軸上沿其軸向依次同心設(shè)置調(diào)磁環(huán)和磁轉(zhuǎn)子，調(diào)磁環(huán)可沿輸入軸的軸向進行平移，且調(diào)磁環(huán)不隨輸入軸旋轉(zhuǎn)，輸出軸上同心設(shè)置導(dǎo)體轉(zhuǎn)子；

磁轉(zhuǎn)子包括非導(dǎo)磁材料支架、徑向充磁的永磁環(huán)、A轉(zhuǎn)子鐵心、B轉(zhuǎn)子鐵心、A分轉(zhuǎn)子永磁極、A分轉(zhuǎn)子鐵極、B分轉(zhuǎn)子永磁極和B分轉(zhuǎn)子鐵極；徑向充磁的永磁環(huán)、A轉(zhuǎn)子鐵心、B轉(zhuǎn)子鐵心、A分轉(zhuǎn)子永磁極、A分轉(zhuǎn)子鐵極、B分轉(zhuǎn)子永磁極和B分轉(zhuǎn)子鐵極均嵌于非導(dǎo)磁材料支架內(nèi)；徑向充磁的永磁環(huán)同心鑲嵌于A轉(zhuǎn)子鐵心和B轉(zhuǎn)子鐵心之間，A分轉(zhuǎn)子永磁極和A分轉(zhuǎn)子鐵極沿圓周方向相間排列于A轉(zhuǎn)子鐵心的軸向側(cè)面，B分轉(zhuǎn)子永磁極和B分轉(zhuǎn)子鐵極沿圓周方向相間排列于B轉(zhuǎn)子鐵心的軸向側(cè)面；且A分轉(zhuǎn)子永磁極與B分轉(zhuǎn)子鐵極位于同一機械角位置，A分轉(zhuǎn)子永磁極與B分轉(zhuǎn)子永磁極的極性相反；

導(dǎo)體轉(zhuǎn)子包括銅層和導(dǎo)體轉(zhuǎn)子鐵心，銅層固定在導(dǎo)體轉(zhuǎn)子鐵心上。

當(dāng)A分轉(zhuǎn)子永磁極充磁方向為沿軸向指向?qū)w轉(zhuǎn)子時，磁轉(zhuǎn)子內(nèi)的徑向充磁的永磁環(huán)的充磁方向為徑向向內(nèi)；當(dāng)A分轉(zhuǎn)子永磁極充磁方向為沿軸向背向?qū)w轉(zhuǎn)子時，磁轉(zhuǎn)子的徑向充磁的永磁環(huán)的充磁方向為徑向向外。

調(diào)磁環(huán)的徑向?qū)挾却笥趶较虺浯诺挠来怒h(huán)的徑向?qū)挾取?/p>

當(dāng)調(diào)磁環(huán)沿軸向靠近徑向充磁的永磁環(huán)時，更多的永磁環(huán)勵磁磁通會經(jīng)過調(diào)磁環(huán)，并形成磁通回路，當(dāng)調(diào)磁環(huán)沿軸向遠離徑向充磁的永磁環(huán)時，永磁環(huán)勵磁磁通會經(jīng)過A轉(zhuǎn)子鐵心、A分轉(zhuǎn)子鐵極、導(dǎo)體轉(zhuǎn)子、B分轉(zhuǎn)子鐵極和B轉(zhuǎn)子鐵心，并與徑向充磁的永磁環(huán)構(gòu)成磁通回路。

一種平移調(diào)磁環(huán)型永磁渦流調(diào)速裝置，包括同心設(shè)置的輸入軸和輸出軸，輸入軸上同心套接圓桶式的磁轉(zhuǎn)子，磁轉(zhuǎn)子外套接調(diào)磁環(huán)，調(diào)磁環(huán)可沿磁轉(zhuǎn)子的軸向進行平移，且調(diào)磁環(huán)不隨輸入軸旋轉(zhuǎn)，輸出軸上同心設(shè)置導(dǎo)體轉(zhuǎn)子；導(dǎo)體轉(zhuǎn)子同心嵌套于磁轉(zhuǎn)子內(nèi)；

磁轉(zhuǎn)子包括非導(dǎo)磁材料支架、軸向充磁的永磁環(huán)、A轉(zhuǎn)子鐵心、B轉(zhuǎn)子鐵心、A分轉(zhuǎn)子永磁極、A分轉(zhuǎn)子鐵極、B分轉(zhuǎn)子永磁極和B分轉(zhuǎn)子鐵極；A轉(zhuǎn)子鐵心、軸向充磁的永磁環(huán)和B轉(zhuǎn)子鐵心由輸入軸向輸出軸方向依次共徑向面嵌于非導(dǎo)磁材料支架內(nèi)，A分轉(zhuǎn)子永磁極和A分轉(zhuǎn)子鐵極沿圓周方向相間排列于A轉(zhuǎn)子鐵心的周向內(nèi)側(cè)面，B分轉(zhuǎn)子永磁極和B分轉(zhuǎn)子鐵極沿圓周方向相間排列于B轉(zhuǎn)子鐵心的周向內(nèi)側(cè)面，且A分轉(zhuǎn)子永磁極與B分轉(zhuǎn)子鐵極軸向正對，A分轉(zhuǎn)子永磁極與B分轉(zhuǎn)子永磁極的極性相反；

導(dǎo)體轉(zhuǎn)子包括銅層和導(dǎo)體轉(zhuǎn)子鐵心，銅層固定在導(dǎo)體轉(zhuǎn)子鐵心上。

當(dāng)A分轉(zhuǎn)子永磁極的充磁方向沿徑向指向?qū)w轉(zhuǎn)子時，磁轉(zhuǎn)子內(nèi)的軸向充磁的永磁環(huán)的充磁方向為沿軸向指向輸出軸；當(dāng)A分轉(zhuǎn)子永磁極充磁方向沿徑向背向?qū)w轉(zhuǎn)子時，磁轉(zhuǎn)子的軸向充磁的永磁環(huán)的充磁方向為沿軸向指向輸入軸。

調(diào)磁環(huán)的軸向?qū)挾却笥谳S向充磁的永磁環(huán)的軸向?qū)挾取?/p>

當(dāng)調(diào)磁環(huán)沿軸向平移，漸漸覆蓋軸向充磁的永磁環(huán)的過程中，更多的軸向充磁的永磁環(huán)的勵磁磁通會經(jīng)過調(diào)磁環(huán)，并形成磁通回路，當(dāng)調(diào)磁環(huán)沿軸向遠離軸向充磁的永磁環(huán)時，更多的永磁環(huán)勵磁磁通會經(jīng)過A轉(zhuǎn)子鐵心、A分轉(zhuǎn)子鐵極、導(dǎo)體轉(zhuǎn)子、B分轉(zhuǎn)子鐵極和B轉(zhuǎn)子鐵心，并與軸向充磁的永磁環(huán)構(gòu)成磁通回路。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明創(chuàng)新性的改善磁路結(jié)構(gòu)，是將調(diào)磁部分與轉(zhuǎn)子部分隔離，通過軸向平移非旋轉(zhuǎn)調(diào)磁環(huán)，控制鐵極表面氣隙磁場強弱，將原本沿軸向平移磁轉(zhuǎn)子或者導(dǎo)體轉(zhuǎn)子的操動機構(gòu)簡化為僅需軸向平移一個非旋轉(zhuǎn)的調(diào)磁環(huán)去實現(xiàn)永磁渦流調(diào)速器的調(diào)速功能，降低調(diào)速執(zhí)行機構(gòu)的復(fù)雜性，提高了裝置的穩(wěn)定性，降低維護費用，更加方便的實現(xiàn)了速度在線調(diào)節(jié)。

附圖說明

圖1是實施例1中平移調(diào)磁環(huán)型永磁渦流調(diào)速裝置的剖面示意圖；

圖2是實施例1中調(diào)磁環(huán)、磁轉(zhuǎn)子和導(dǎo)體轉(zhuǎn)子的爆炸圖；

圖3是輻條式導(dǎo)體轉(zhuǎn)子的爆炸圖；

圖4是實施例2中平移調(diào)磁環(huán)型永磁渦流調(diào)速裝置的剖面示意圖；

圖5是實施例2中調(diào)磁環(huán)、磁轉(zhuǎn)子和導(dǎo)體轉(zhuǎn)子的爆炸圖；

圖6是鼠籠式導(dǎo)體轉(zhuǎn)子的爆炸圖。

其中，輸入軸1、徑向充磁的永磁環(huán)2、調(diào)磁環(huán)3、A轉(zhuǎn)子鐵心4、A分轉(zhuǎn)子永磁極5、非導(dǎo)磁材料支架6、磁轉(zhuǎn)子7、B轉(zhuǎn)子鐵心8、A分轉(zhuǎn)子鐵極9、導(dǎo)體轉(zhuǎn)子10、B分轉(zhuǎn)子永磁極11、銅層12、導(dǎo)體轉(zhuǎn)子鐵心13、輻條式導(dǎo)體盤14、B分轉(zhuǎn)子鐵極15、輸出軸16、帶齒鐵心盤17、軸向充磁的永磁環(huán)23、鼠籠式導(dǎo)體筒32、筒式帶齒鐵心33。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明。

實施例1

如圖1-3所示，一種平移調(diào)磁環(huán)型永磁渦流調(diào)速裝置，包括同心設(shè)置的輸入軸1和輸出軸16，輸入軸1上沿其軸向依次同心設(shè)置調(diào)磁環(huán)3和磁轉(zhuǎn)子7，調(diào)磁環(huán)3可沿輸入軸1的軸向進行平移，且調(diào)磁環(huán)3不隨輸入軸1旋轉(zhuǎn)，輸出軸16上同心設(shè)置導(dǎo)體轉(zhuǎn)子10；

磁轉(zhuǎn)子7包括非導(dǎo)磁材料支架6、徑向充磁的永磁環(huán)2、A轉(zhuǎn)子鐵心4、B轉(zhuǎn)子鐵心8、A分轉(zhuǎn)子永磁極5、A分轉(zhuǎn)子鐵極9、B分轉(zhuǎn)子永磁極11和B分轉(zhuǎn)子鐵極15；徑向充磁的永磁環(huán)2、A轉(zhuǎn)子鐵心4、B轉(zhuǎn)子鐵心8、A分轉(zhuǎn)子永磁極5、A分轉(zhuǎn)子鐵極9、B分轉(zhuǎn)子永磁極11和B分轉(zhuǎn)子鐵極15均嵌于非導(dǎo)磁材料支架6內(nèi)；徑向充磁的永磁環(huán)2同心鑲嵌于A轉(zhuǎn)子鐵心4和B轉(zhuǎn)子鐵心8之間，A分轉(zhuǎn)子永磁極5和A分轉(zhuǎn)子鐵極9沿圓周方向相間排列于A轉(zhuǎn)子鐵心4的軸向側(cè)面，B分轉(zhuǎn)子永磁極11和B分轉(zhuǎn)子鐵極15沿圓周方向相間排列于B轉(zhuǎn)子鐵心8的軸向側(cè)面；且A分轉(zhuǎn)子永磁極5與B分轉(zhuǎn)子鐵極15位于同一機械角位置，A分轉(zhuǎn)子永磁極5與B分轉(zhuǎn)子永磁極11的極性相反；

導(dǎo)體轉(zhuǎn)子10包括銅層12和導(dǎo)體轉(zhuǎn)子鐵心13，銅層12固定在導(dǎo)體轉(zhuǎn)子鐵心13上。

當(dāng)A分轉(zhuǎn)子永磁極5充磁方向為沿軸向指向?qū)w轉(zhuǎn)子10時，磁轉(zhuǎn)子7內(nèi)的徑向充磁的永磁環(huán)2的充磁方向為徑向向內(nèi)；當(dāng)A分轉(zhuǎn)子永磁極5充磁方向為沿軸向背向?qū)w轉(zhuǎn)子10時，磁轉(zhuǎn)子7的徑向充磁的永磁環(huán)2的充磁方向為徑向向外。

優(yōu)選的，導(dǎo)體轉(zhuǎn)子10為輻條式導(dǎo)體轉(zhuǎn)子，包括輻條式導(dǎo)體盤14和帶齒鐵心盤17，輻條式導(dǎo)體盤14嵌套在帶齒鐵心盤17上。

調(diào)磁環(huán)3的徑向?qū)挾却笥趶较虺浯诺挠来怒h(huán)2的徑向?qū)挾取?/p>

當(dāng)調(diào)磁環(huán)3沿軸向靠近徑向充磁的永磁環(huán)2時，更多的永磁環(huán)勵磁磁通會經(jīng)過調(diào)磁環(huán)3，并形成磁通回路，當(dāng)調(diào)磁環(huán)3沿軸向遠離徑向充磁的永磁環(huán)2時，永磁環(huán)勵磁磁通會經(jīng)過A轉(zhuǎn)子鐵心4、A分轉(zhuǎn)子鐵極9、導(dǎo)體轉(zhuǎn)子10、B分轉(zhuǎn)子鐵極15和B轉(zhuǎn)子鐵心8，并與徑向充磁的永磁環(huán)2構(gòu)成磁通回路。調(diào)整調(diào)磁環(huán)3與徑向充磁的永磁環(huán)2之間的軸向距離，可以靈活調(diào)節(jié)徑向充磁的永磁環(huán)2勵磁磁通通過導(dǎo)體轉(zhuǎn)子的磁通量，從而實現(xiàn)磁轉(zhuǎn)子與導(dǎo)體轉(zhuǎn)子之間的氣隙磁場調(diào)節(jié)，進而實現(xiàn)裝置的調(diào)速功能。

實施例2

如圖4-6所示，一種平移調(diào)磁環(huán)型永磁渦流調(diào)速裝置，包括同心設(shè)置的輸入軸1和輸出軸16，輸入軸1上同心套接圓桶式的磁轉(zhuǎn)子7，磁轉(zhuǎn)子7外套接調(diào)磁環(huán)3，調(diào)磁環(huán)3可沿磁轉(zhuǎn)子7的軸向進行平移，且調(diào)磁環(huán)3不隨輸入軸1旋轉(zhuǎn)，輸出軸16上同心設(shè)置導(dǎo)體轉(zhuǎn)子10；導(dǎo)體轉(zhuǎn)子10同心嵌套于磁轉(zhuǎn)子7內(nèi)；

磁轉(zhuǎn)子7包括非導(dǎo)磁材料支架6、軸向充磁的永磁環(huán)23、A轉(zhuǎn)子鐵心4、B轉(zhuǎn)子鐵心8、A分轉(zhuǎn)子永磁極5、A分轉(zhuǎn)子鐵極9、B分轉(zhuǎn)子永磁極11和B分轉(zhuǎn)子鐵極15；A轉(zhuǎn)子鐵心4、軸向充磁的永磁環(huán)23和B轉(zhuǎn)子鐵心8由輸入軸向輸出軸方向依次共徑向面嵌于非導(dǎo)磁材料支架6內(nèi)，A分轉(zhuǎn)子永磁極5和A分轉(zhuǎn)子鐵極9沿圓周方向相間排列于A轉(zhuǎn)子鐵心4的周向內(nèi)側(cè)面，B分轉(zhuǎn)子永磁極11和B分轉(zhuǎn)子鐵極15沿圓周方向相間排列于B轉(zhuǎn)子鐵心8的周向內(nèi)側(cè)面，且A分轉(zhuǎn)子永磁極5與B分轉(zhuǎn)子鐵極15軸向正對，A分轉(zhuǎn)子永磁極5與B分轉(zhuǎn)子永磁極11的極性相反；

導(dǎo)體轉(zhuǎn)子10包括銅層12和導(dǎo)體轉(zhuǎn)子鐵心13，銅層12固定在導(dǎo)體轉(zhuǎn)子鐵心13上。

當(dāng)A分轉(zhuǎn)子永磁極5的充磁方向沿徑向指向?qū)w轉(zhuǎn)子10時，磁轉(zhuǎn)子7內(nèi)的軸向充磁的永磁環(huán)23的充磁方向為沿軸向指向輸出軸16；當(dāng)A分轉(zhuǎn)子永磁極5充磁方向沿徑向背向?qū)w轉(zhuǎn)子10時，磁轉(zhuǎn)子7的軸向充磁的永磁環(huán)23的充磁方向為沿軸向指向輸入軸1。

優(yōu)選的，導(dǎo)體轉(zhuǎn)子10為鼠籠式導(dǎo)體轉(zhuǎn)子，包括鼠籠式導(dǎo)體筒32和筒式帶齒鐵心33，鼠籠式導(dǎo)體筒32嵌套在筒式帶齒鐵心33上。

調(diào)磁環(huán)3的軸向?qū)挾却笥谳S向充磁的永磁環(huán)23的軸向?qū)挾取?/p>

當(dāng)調(diào)磁環(huán)3沿軸向平移，漸漸覆蓋軸向充磁的永磁環(huán)23的過程中，更多的軸向充磁的永磁環(huán)23的勵磁磁通會經(jīng)過調(diào)磁環(huán)3，并形成磁通回路，當(dāng)調(diào)磁環(huán)3沿軸向遠離軸向充磁的永磁環(huán)23時，更多的永磁環(huán)勵磁磁通會經(jīng)過A轉(zhuǎn)子鐵心4、A分轉(zhuǎn)子鐵極9、導(dǎo)體轉(zhuǎn)子10、B分轉(zhuǎn)子鐵極15和B轉(zhuǎn)子鐵心8，并與軸向充磁的永磁環(huán)23構(gòu)成磁通回路。調(diào)整調(diào)磁環(huán)3與永磁環(huán)23之間的相對位置，可以靈活調(diào)節(jié)永磁環(huán)23勵磁磁通通過導(dǎo)體轉(zhuǎn)子10的磁通量，從而實現(xiàn)磁轉(zhuǎn)子7與導(dǎo)體轉(zhuǎn)子10之間的氣隙磁場調(diào)節(jié)，進而實現(xiàn)裝置的調(diào)速功能。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特點和優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界。