一種改進(jìn)隱極型內(nèi)轉(zhuǎn)子磁阻式磁力耦合器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種改進(jìn)隱極型內(nèi)轉(zhuǎn)子磁阻式磁力耦合器。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的磁力耦合器按工作原理可分為永磁式，鼠籠式和磁阻式。永磁式磁力耦合器的特點是:內(nèi)外兩個轉(zhuǎn)子均含有永磁體，力密度大，傳動效率高，但由于永磁體居里溫度的限制，此類磁力耦合器不能應(yīng)用于高溫場合，且永磁體粘接工藝使用的有機粘接劑對工作所處的流體介質(zhì)有污染；鼠籠式磁力耦合器中的一個轉(zhuǎn)子為導(dǎo)體構(gòu)成的鼠籠，不含永磁體，可用于高溫場合，但其工作原理類似于感應(yīng)電機，在傳動時鼠籠中會感應(yīng)出電流而導(dǎo)致額外的損耗，使傳動效率降低，且感應(yīng)電流會引起工作介質(zhì)的電化學(xué)反應(yīng)；磁阻式磁力耦合器中的一個轉(zhuǎn)子僅由導(dǎo)磁材料構(gòu)成，不含永磁體，既可以用于高溫場合，又可獲得比鼠籠型磁力耦合器更高的效率，現(xiàn)有磁阻式磁力耦合器為凸極結(jié)構(gòu)，在流體介質(zhì)中旋轉(zhuǎn)時阻力較大，會導(dǎo)致整體傳動效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種采用永磁體轉(zhuǎn)子與隱極型磁阻轉(zhuǎn)子相配合的結(jié)構(gòu)。隱極轉(zhuǎn)子不含永磁體，可工作于高溫流體介質(zhì)中；不含銅、鋁等導(dǎo)體，無歐姆損耗，傳動效率高；內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子均采用沖壓好的硅鋼片疊壓成型，無裝配粘接部件，整體機械強度大，可用于高轉(zhuǎn)速工況的一種改進(jìn)隱極型內(nèi)轉(zhuǎn)子磁阻式磁力耦合器。
[0004]上述的目的通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn):
一種改進(jìn)隱極型內(nèi)轉(zhuǎn)子磁阻式磁力親合器，其組成包括:外轉(zhuǎn)子5、屏蔽套1、內(nèi)轉(zhuǎn)子2，所述的內(nèi)轉(zhuǎn)子2為圓柱形，所述的圓柱形內(nèi)轉(zhuǎn)子2的內(nèi)圓周面固定設(shè)置在傳動軸3上，所述的圓柱形內(nèi)轉(zhuǎn)子2的外圓周面與屏蔽套1的內(nèi)圓周面之間設(shè)有內(nèi)層間隙7，所述的屏蔽套1的外圓周面與外轉(zhuǎn)子磁鋼4的內(nèi)圓周面之間設(shè)有外層間隙8，所述的外轉(zhuǎn)子磁鋼4為瓦片形，所述的瓦片形外轉(zhuǎn)子磁鋼4的外圓周面固定連接外轉(zhuǎn)子5，并沿外轉(zhuǎn)子5排列一周，所述的外轉(zhuǎn)子5為圓筒形；所述的圓柱形內(nèi)轉(zhuǎn)子2上沿軸向開有多組開槽6，所述的外轉(zhuǎn)子磁鋼4包括至少一對瓦片形永磁體，所有的瓦片形永磁體依次緊密相貼設(shè)置，所有的瓦片形永磁體均為徑向充磁或平行充磁，且每相鄰的兩個圓弧形永磁體充磁方向相反；所述的圓柱形內(nèi)轉(zhuǎn)子2外圓周面上與每相鄰兩個瓦片形永磁體接縫處相對應(yīng)位置沿軸向開有一個圓弧形凹槽9。
[0005]所述的一種改進(jìn)隱極型內(nèi)轉(zhuǎn)子磁阻式磁力耦合器，所述的多組開槽6相對于傳動軸3中心對稱設(shè)置，每組開槽6包括多對弧形槽，所述的多對弧形槽相對于傳動軸3中心對稱設(shè)置，每相鄰兩組的弧形槽的凸圓弧面相鄰設(shè)置。
[0006]所述的一種改進(jìn)隱極型內(nèi)轉(zhuǎn)子磁阻式磁力耦合器，每組弧形槽連接相鄰的NS極，開槽的組數(shù)與外轉(zhuǎn)子永磁體極對數(shù)相等。
[0007]所述的一種改進(jìn)隱極型內(nèi)轉(zhuǎn)子磁阻式磁力耦合器，所述的圓柱形內(nèi)轉(zhuǎn)子2的外圓周面與所述的屏蔽套1的內(nèi)圓周面之間的內(nèi)層間隙7為0.7~3mm，所述的屏蔽套1的外圓周面與外轉(zhuǎn)子磁鋼4的內(nèi)圓周面之間的外層間隙8為0.7~3mm。
[0008]所述的一種改進(jìn)隱極型內(nèi)轉(zhuǎn)子磁阻式磁力耦合器，所述的內(nèi)轉(zhuǎn)子2和外轉(zhuǎn)子5由沖壓好的硅鋼片疊壓成型構(gòu)成。
[0009]有益效果:
1.本發(fā)明的內(nèi)轉(zhuǎn)子采用導(dǎo)磁材料構(gòu)成，不含永磁體，可工作于高溫流體介質(zhì)中；不含銅、鋁等導(dǎo)體，無歐姆損耗，傳動效率高達(dá)85-95%。
[0010]2.本發(fā)明的內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子采用沖壓好的硅鋼片疊壓成型，整體機械強度大，可用于高轉(zhuǎn)速達(dá)到2000-20000rpm的工況；無裝配粘接部件，不使用粘接劑等有機材料和輔料，對工作時所處的流體介質(zhì)無污染。隱極轉(zhuǎn)子不產(chǎn)生感應(yīng)電流，不會引起流體介質(zhì)的電化學(xué)反應(yīng)。
[0011]3.本發(fā)明通過在內(nèi)轉(zhuǎn)子上削除材料的方式(即在內(nèi)轉(zhuǎn)子的外圓周面上開設(shè)有圓弧形凹槽)對內(nèi)轉(zhuǎn)子磁路進(jìn)行改進(jìn)，相比未改進(jìn)的，改進(jìn)型可以使得峰值力矩傳遞能力提升30-50%，除去形狀改變引起的高速運動時流體阻力轉(zhuǎn)矩的增加，總有效力矩可提升20-36%。
[0012]4.本發(fā)明特別適用于流體介質(zhì)中進(jìn)行高速達(dá)到2000-20000rpm的隔離傳動的場入口 ο
[0013]【附圖說明】:
附圖1是本發(fā)明的延軸向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]附圖2是附圖1的Α-Α剖視圖。
[0015]【具體實施方式】:
實施例1
一種改進(jìn)隱極型內(nèi)轉(zhuǎn)子磁阻式磁力親合器，其組成包括:外轉(zhuǎn)子5、屏蔽套1、內(nèi)轉(zhuǎn)子2，所述的內(nèi)轉(zhuǎn)子2為圓柱形，所述的圓柱形內(nèi)轉(zhuǎn)子2的內(nèi)圓周面固定設(shè)置在傳動軸3上，所述的圓柱形內(nèi)轉(zhuǎn)子2的外圓周面與屏蔽套1的內(nèi)圓周面之間設(shè)有內(nèi)層間隙7，所述的屏蔽套1的外圓周面與外轉(zhuǎn)子磁鋼4的內(nèi)圓周面之間設(shè)有外層間隙8，所述的外轉(zhuǎn)子磁鋼4為瓦片形，所述的瓦片形外轉(zhuǎn)子磁鋼4的外圓周面固定連接外轉(zhuǎn)子5，并沿外轉(zhuǎn)子5排列一周，所述的外轉(zhuǎn)子5為圓筒形；所述的圓柱形內(nèi)轉(zhuǎn)子2上沿軸向開有多組開槽6，所述的外轉(zhuǎn)子磁鋼4包括至少一對瓦片形永磁體，所有的瓦片形永磁體依次緊密相貼設(shè)置，所有的瓦片形永磁體均為徑向充磁或平行充磁，且每相鄰的兩個圓弧形永磁體充磁方向相反；所述的圓柱形內(nèi)轉(zhuǎn)子2外圓周面上與每相鄰兩個瓦片形永磁體接縫處相對應(yīng)位置沿軸向開有一個圓弧形凹槽9。
[0016]實施例2
實施例1所述的一種改進(jìn)隱極型內(nèi)轉(zhuǎn)子磁阻式磁力耦合器，所述的多組開槽6相對于傳動軸3中心對稱設(shè)置，每組開槽6包括多對弧形槽，所述的多對弧形槽相對于傳動軸3中心對稱設(shè)置，每相鄰兩組的弧形槽的凸圓弧面相鄰設(shè)置。開槽使得隱極內(nèi)轉(zhuǎn)子在磁路上具有不對稱性，可在隱極結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生類似凸極結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子的凸極效應(yīng)，從而產(chǎn)生磁阻轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)磁力耦合。
[0017]實施例3
實施例2所述的一種改進(jìn)隱極型內(nèi)轉(zhuǎn)子磁阻式磁力耦合器，每組弧形槽連接相鄰的NS極，開槽的組數(shù)與外轉(zhuǎn)子永磁體極對數(shù)相等。通過設(shè)置弧形槽，使得內(nèi)外轉(zhuǎn)子相對位置發(fā)生變化時，永磁體磁力線閉合磁路的磁阻變化相差最大，從而產(chǎn)生最大的磁阻轉(zhuǎn)矩；圓弧形凹槽9可以降低極間漏磁，提高磁阻式磁力耦合器的轉(zhuǎn)矩輸出能力。
[0018]實施例4
實施例1所述的一種改進(jìn)隱極型內(nèi)轉(zhuǎn)子磁阻式磁力耦合器，所述的圓柱形內(nèi)轉(zhuǎn)子2的外圓周面與所述的屏蔽套1的內(nèi)圓周面之間的內(nèi)層間隙7為0.7~3mm，所述的屏蔽套1的外圓周面與外轉(zhuǎn)子磁鋼4的內(nèi)圓周面之間的外層間隙8為0.7~3mm。間隙的設(shè)置首先可以保證在一定的裝配精度下內(nèi)外轉(zhuǎn)子的通過屏蔽套的隔離傳動；更重要的是可以保證磁阻轉(zhuǎn)子工作于高溫流體介質(zhì)時，永磁轉(zhuǎn)子可設(shè)置扇葉和開槽對間隙進(jìn)行強制空氣冷卻，避免永磁體因溫度過高而產(chǎn)生退磁。
[0019]實施例5
實施例1所述的一種改進(jìn)隱極型內(nèi)轉(zhuǎn)子磁阻式磁力耦合器，所述的內(nèi)轉(zhuǎn)子2外轉(zhuǎn)子5由沖壓好的硅鋼片疊壓成型構(gòu)成。
[0020]工作原理為:內(nèi)外轉(zhuǎn)子靜止時，外轉(zhuǎn)子上的磁鋼建立磁場，磁力線通過圓弧形永磁體、外轉(zhuǎn)子、內(nèi)轉(zhuǎn)子中所開槽的槽間導(dǎo)磁材料部分構(gòu)成閉合回路，此閉合路徑為磁路中磁阻最小的部分；當(dāng)外轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，內(nèi)轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子之間相對位置發(fā)生改變，磁路的磁阻會變大，由于磁力線總是要沿磁阻最小的路徑閉合，所以會在內(nèi)轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生磁阻轉(zhuǎn)矩，以阻礙內(nèi)轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子之間的相對運動；磁阻轉(zhuǎn)矩最終會使得內(nèi)外轉(zhuǎn)子保持同步運動，從而完成非接觸式磁力傳動。
[0021]在內(nèi)轉(zhuǎn)子上沿軸向進(jìn)行開槽；開槽分段進(jìn)行，每段開槽之間留有一定的間隙保證外轉(zhuǎn)子材料的連接寬度，連接寬度的選擇應(yīng)根據(jù)材料強度進(jìn)行校核計算，以滿足磁力耦合器工作時傳遞力矩與旋轉(zhuǎn)時離心力所產(chǎn)生的合應(yīng)力不會產(chǎn)生明顯形變和斷裂。
[0022]當(dāng)然，上述說明并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種改進(jìn)隱極型內(nèi)轉(zhuǎn)子磁阻式磁力耦合器，其組成包括:外轉(zhuǎn)子(5)、屏蔽套(1)、內(nèi)轉(zhuǎn)子(2)，其特征是:所述的內(nèi)轉(zhuǎn)子(2)為圓柱形，所述的圓柱形內(nèi)轉(zhuǎn)子(2)的內(nèi)圓周面固定設(shè)置在傳動軸(3)上，所述的圓柱形內(nèi)轉(zhuǎn)子(2)的外圓周面與屏蔽套(1)的內(nèi)圓周面之間設(shè)有內(nèi)層間隙(7)，所述的屏蔽套(1)的外圓周面與外轉(zhuǎn)子磁鋼(4)的內(nèi)圓周面之間設(shè)有外層間隙(8)，所述的外轉(zhuǎn)子磁鋼(4)為瓦片形，所述的瓦片形外轉(zhuǎn)子磁鋼(4)的外圓周面固定連接外轉(zhuǎn)子(5)，并沿外轉(zhuǎn)子(5)排列一周，所述的外轉(zhuǎn)子(5)為圓筒形；所述的圓柱形內(nèi)轉(zhuǎn)子(2)上沿軸向開有多組開槽(6)，所述的外轉(zhuǎn)子磁鋼(4)包括至少一對瓦片形永磁體，所有的瓦片形永磁體依次緊密相貼設(shè)置，所有的瓦片形永磁體均為徑向充磁或平行充磁，且每相鄰的兩個圓弧形永磁體充磁方向相反；所述的圓柱形內(nèi)轉(zhuǎn)子(2)外圓周面上與每相鄰兩個瓦片形永磁體接縫處相對應(yīng)位置沿軸向開有一個圓弧形凹槽(9)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改進(jìn)隱極型內(nèi)轉(zhuǎn)子磁阻式磁力耦合器，其特征是:所述的多組開槽(6)相對于傳動軸(3)中心對稱設(shè)置，每組開槽(6)包括多對圓弧形槽，所述的多對圓弧形槽相對于傳動軸(3)中心對稱設(shè)置，每相鄰兩組的圓弧形槽的凸圓弧面相鄰設(shè)置。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種改進(jìn)隱極型內(nèi)轉(zhuǎn)子磁阻式磁力耦合器，其特征是:每組弧形槽連接相鄰的NS極，開槽的組數(shù)與外轉(zhuǎn)子永磁體極對數(shù)相等。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改進(jìn)隱極型內(nèi)轉(zhuǎn)子磁阻式磁力耦合器，其特征是:所述的圓柱形內(nèi)轉(zhuǎn)子(2)的外圓周面與所述的屏蔽套(1)的內(nèi)圓周面之間的內(nèi)層間隙(7)為0.7~3_，所述的屏蔽套(1)的外圓周面與外轉(zhuǎn)子磁鋼(4)的內(nèi)圓周面之間的外層間隙(8)為 0.7~3mm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改進(jìn)隱極型內(nèi)轉(zhuǎn)子磁阻式磁力耦合器，其特征是:所述的內(nèi)轉(zhuǎn)子(2)和外轉(zhuǎn)子(5)由沖壓好的硅鋼片疊壓成型構(gòu)成。
【專利摘要】一種改進(jìn)隱極型內(nèi)轉(zhuǎn)子磁阻式磁力耦合器。本發(fā)明涉及一種改進(jìn)隱極型內(nèi)轉(zhuǎn)子磁阻式磁力耦合器。所述的外轉(zhuǎn)子磁鋼（4）為瓦片形，所述的瓦片形外轉(zhuǎn)子磁鋼（4）的外圓周面固定連接外轉(zhuǎn)子（5），所述的外轉(zhuǎn)子（5）為圓筒形；所述的圓柱形內(nèi)轉(zhuǎn)子（2）上沿軸向開有多組開槽（6），所述的外轉(zhuǎn)子磁鋼（4）包括至少一對瓦片形永磁體，所有的瓦片形永磁體依次緊密相貼設(shè)置，所有的瓦片形永磁體均為徑向充磁或平行充磁，且每相鄰的兩個永磁體充磁方向相反；所述的圓柱形內(nèi)轉(zhuǎn)子（2）外圓周面上與每相鄰兩個瓦片形永磁體接縫處相對應(yīng)位置開有一個圓弧形凹槽（9）。本發(fā)明用于隱極型內(nèi)轉(zhuǎn)子磁阻式磁力耦合器。
【IPC分類】H02K49/00
【公開號】CN105375737
【申請?zhí)枴緾N201510714993
【發(fā)明人】王寶超, 鄒繼斌, 趙猛, 徐永向, 王騫, 江善林, 趙博
【申請人】哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年10月29日