专利名称：限矩型永磁耦合器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种连接装置，特别是一种限矩型永磁耦合器。
背景技术：
在201010109757. 6中，公开了一种涡流式永磁耦合器，它由一个筒状导体转子和 一个筒状永磁转子组成；筒状导体转子与筒状永磁转子通过空气间隙相连，绕各自轴线旋 转；永磁转子置于导体转子内。筒状导体转子由轭铁和导体组成，安装在电机轴上，导体材 料为铜或者铝。筒状永磁转子由筒状转子体、磁座和永磁体组成，安装在负载轴上。其工作 原理是电机与筒状导体转子同步转动，筒状导体转子与筒状永磁转子产生相对运动，从而 导体上产生涡流，形成感应磁场，感应磁场与永磁场相互作用，从而带动永磁转子沿与导体 转子同方向转动，结果是将电机轴的转矩传递到负载轴上。在201010109757. 6中，公开的一种涡流式永磁耦合器的优点在于，电机启动时， 由于导体转子和永磁转子通过空气间隙相连，使得电机和负载无机械连接，对电机起到软 启动的保护，同时能有效的隔振。但是如果在负载发生堵转或者过载故障情况时，该永磁耦 合器仅仅能够提供1-2分钟的过载保护，同时在耦合器上产生大量的热量，如果超过2分钟 电机保护还不正常断电的话，将导致耦合器损坏。因此当负载堵转或者过载时，该耦合器不 能提供一种完全的过载保护。
发明内容
本发明所解决的技术问题是在电机拖动系统中，当负载超过允许的转矩时，使电 机和负载完全脱开，达到完全保护电机，保护整个电机拖动系统。实现本发明目的的技术解决方案为1)永磁转子永磁转子的永磁支撑架在其一 侧平面上安装一盘式永磁磁座，永磁磁钢安装在永磁磁座内；2)导体转子导体转子的筒 状钢支撑架的筒底平面上安装一盘式导体环；3)位置控制机构位置控制器位于沿着轴向 方向永磁支撑架和方轴之间；本发明的原理为永磁转子位于导体转子内，其间通过空气间隙隔开，永磁转子和 导体转子间的正对面积即为作用面积，即永磁转子的侧壁与导体转子的内壁间的正对面积 为作用面积。永磁转子的永磁支撑架在其一侧平面上安装一盘式永磁磁座，永磁磁钢安装 在永磁磁座内；导体转子的筒状钢支撑架的筒底平面上安装一盘式导体环；位置控制器位 于沿着轴向方向永磁支撑架和方轴之间；当负载过载或堵转时，由于负载转速突然下降，使 得永磁转子与导体转子之间形成一个瞬间的转矩差，此时永磁转子的永磁支撑架侧平面上 的盘式永磁体旋转时产生永磁场在导体转子的筒状钢支撑架筒底平面上的盘式导体环上 产生涡流磁场推力，将永磁转子沿着轴向方向将推离导体转子，使得永磁转子与导体转子 的作用面积减到最小，转矩近似为零，电机与负载完全脱开；此时安装在永磁转子与方轴之 间的位置控制器内的弹性装置应受到外部压力，而产生一个反作用力，这个反作用力又将 永磁转子推回到正常工作状态。
本发明与现有技术相比，其显著优点当负载过载或者堵转时，本发明技术能自动 的将电机和负载脱开，故障解除之后，能自动的恢复到正常工作状态。下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
图1为现已公开的一种涡流式永磁耦合器的剖视图。图2为本发明的限矩型永磁耦合器正常工作时的剖视图。图3为本发明的限矩型永磁耦合器负载过载或堵转时的剖视图。图4为本发明的限矩型永磁耦合器的实施例1的示意图。图5为本发明的限矩型永磁耦合器的实施例2的示意图。图6为本发明的限矩型永磁耦合器的实施例3的示意图。
具体实施例方式结合图2，本发明的限矩型永磁耦合器，包括导体转子[1]、永磁转子[6]，导体转 子[1]由筒状钢支撑架[12]，筒状导体环[5]，盘状导体环[3]组成；导体转子的筒状钢支 撑架[12]的筒底平面上安装一盘式导体环[3]；永磁转子[6]由筒状永磁座[7]、[4]、永 磁支撑架[8]、方轴[10]、永磁磁钢[2]、位置控制机构[9]组成；位置控制器[9]位于沿着 轴向方向永磁支撑架[8]和方轴[10]之间；永磁转子[6]的永磁支撑架[8]在其一侧平 面上安装一 [4]，永磁磁钢[2]安装在永磁磁座内；导体转子和永磁转子具有独立的旋转轴 线；导体转子与永磁转子通过空气间隙连接，永磁转子和导体转子间的正对面积[11]即为 作用面积[11']；永磁转子可沿轴向自由滑动。当动力轴[13]有给定输入信号时，导体转子跟动力轴一起旋转，由于永磁转子位 于导体转子内，导体转子和永磁转子相对运动，从而在导体转子上产生交变感应磁场，交变 感应磁场与交变永磁场相互啮合，从而产生扭矩，将扭矩从动力侧传到负载侧。此时永磁耦 合器正常工作，导体转子与永磁转子的作用面积[11']大。结合图3，当负载[14]过载或堵转时，根据李氏推拉理论，在永磁转子的轴线方向 产生较大的推力，该推力将永磁转子推离导体转子，使得永磁转子与导体转子的作用面积 [11']减到最小，转矩近似为零，电机与负载完全脱开；此时安装在永磁转子与方轴之间 的位置控制器[9]内的弹性装置应受到外部压力，而产生一个反作用力，这个反作用力又 将永磁转子推回到正常工作状态。下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述。实施例1结合图4，限矩型永磁耦合器，包括动力输入轴[13]和负载轴[15]，还包括导体转 子[1]、永磁转子[6]；永磁转子位于导体转子内部，其间通过空气间隙(简称气隙)隔开； 导体转子[1]安装在动力输入轴[13]上，永磁转子[6]安装在方轴[10]上；导体转子[1]由筒状钢支撑架[12]，筒状导体环[5]，盘状导体环[3]组成；导体 转子的筒状钢支撑架[12]的筒底平面上安装一盘式导体环[3]；永磁转子[6]由筒状永磁 座[5]、盘式永磁磁座[4]、永磁支撑架[8]、方轴[10]、永磁磁钢[2]、位置控制机构[9]组 成；位置控制机构位于沿着轴向方向永磁支撑架[8]和方轴[10]之间；永磁转子的永磁支撑架[8]在其一侧平面上安装一盘式永磁磁座[4]，永磁磁钢[2]安装在永磁磁座内；导体 转子[1]和永磁转子[6]具有独立的旋转轴线；导体转子与永磁转子通过空气间隙连接，永 磁转子和导体转子间的正对面积[11]即为作用面积[11']；永磁转子可沿轴向自由滑动。工作时，电机[16]带动导体转子[1]旋转，由于永磁转子位于导体转子内，导体 转子和永磁转子相对运动，从而在导体转子上产生交变感应磁场，交变感应磁场与交变永 磁场相互啮合，从而产生扭矩，将扭矩从动力侧传到负载侧。此时永磁耦合器正常工作，导 体转子与永磁转子的作用面积[11']最大。当负载[14]过载或堵转时，根据李氏推拉理 论，在永磁转子的轴线方向产生较大的推力，将永磁转子[6]沿着轴向方向将推离导体转 子[1]，使得永磁转子与导体转子的作用面积[11']减到最小，转矩近似为零，电机[16] 与负载[14]完全脱开；此时安装在永磁转子与方轴之间的位置控制器[9]内的弹性装置应 受到外部压力，而产生一个反作用力，这个反作用力又将永磁转子推回到正常工作状态。实施例2结合图5，限矩型永磁耦合器，包括动力输入轴[13]和负载轴[15]，还包括导体转 子[1]、永磁转子[6]；永磁转子位于导体转子内部，其间通过空气间隙隔开；导体转子[1] 安装在负载轴[14]上，永磁转子[6]安装在方轴[10]上；导体转子[1]由筒状钢支撑架[12]，筒状导体环[5]，盘状导体环[3]组成；导体 转子的筒状钢支撑架[12]的筒底平面上安装一盘式导体环[3]；永磁转子[6]由筒状永磁 座[7]、盘式永磁磁座[4]、永磁支撑架[8]、方轴[10]、永磁磁钢[2]、位置控制机构[9]组 成；位置控制机构位于沿着轴向方向永磁支撑架[8]和方轴[10]之间；永磁转子的永磁支 撑架[8]在其一侧平面上安装一盘式永磁磁座[4]，永磁磁钢[2]安装在永磁磁座内；导体 转子和永磁转子具有独立的旋转轴线；导体转子与永磁转子通过空气间隙连接，永磁转子 和导体转子间的正对面积[11]即为作用面积[11']；永磁转子可沿轴向自由滑动。工作时，电机[16]带动永磁转子[6]旋转，由于永磁转子位于导体转子内，导体 转子和永磁转子相对运动，从而在导体转子上产生交变感应磁场，交变感应磁场与交变永 磁场相互啮合，从而产生扭矩，将扭矩从动力侧传到负载侧。此时永磁耦合器正常工作，导 体转子与永磁转子的作用面积[11']最大。当负载[14]过载或堵转时，根据李氏推拉理 论，在永磁转子的轴线方向产生较大的推力，该推力将永磁转子推离导体转子，使得永磁转 子与导体转子的作用面积[11']减到最小，转矩近似为零，电机[16]与负载[14]完全脱 开；此时安装在永磁转子与方轴之间的位置控制器[9]内的弹性装置应受到外部压力，而 产生一个反作用力，这个反作用力又将永磁转子推回到正常工作状态。实施例3结合图6，限矩型永磁耦合器，包括导体转子[1]、永磁转子[6]；永磁转子位于导 体转子内部，其间通过空气间隙隔开；导体转子[1]安装在负载轴[14]上，永磁转子[6]安 装在方轴[10]上；导体转子[1]由筒状钢支撑架[12]，多级串联的筒状导体环[17]，盘状导体环[3] 组成；导体转子的筒状钢支撑架[12]的筒底平面上安装一盘式导体环[3]；永磁转子[6] 由多级串联的筒状永磁座[18]、盘式永磁磁座[4]、永磁支撑架[8]、方轴[10]、永磁磁钢 [2]、位置控制机构[9]组成；位置控制机构[9]位于沿着轴向方向永磁支撑架[8]和方轴 [10]之间；永磁转子[6]的永磁支撑架[8]在其一侧平面上安装一盘式永磁磁座[4]，永磁磁钢[2]安装在永磁磁座内；导体转子和永磁转子具有独立的旋转轴线；导体转子与永磁 转子通过空气间隙连接，永磁转子和导体转子间的正对面积[11]即为作用面积[11']；永 磁转子可沿轴向自由滑动。
权利要求
1.限矩型永磁耦合器，包括导体转子和永磁转子。其特征是导体转子和永磁转子具 有独立的旋转轴线；导体转子与永磁转子通过空气间隙(简称气隙)连接；永磁转子可沿 轴向自由滑动。
2.根据权利要求1所述的限矩型永磁耦合器的导体转子，其特征是该导体转子由筒 状钢支撑架，筒状导体环，盘状导体环组成；
3.根据权利要求2所述的导体转子，其特征是筒状导体环与筒状钢支撑架的内筒相 连；盘状导体环与筒状钢支架的筒底平面相连；
4.根据权利要求2所述的导体转子，其特征是筒状导体环和盘状导体环的材料为低 电阻导体材料，可以是铜、铝、超导材料等；
5.根据权利要求1所述的限矩型永磁耦合器的永磁转子，其特征是该永磁转子由筒 状永磁座、盘式永磁磁座、永磁支撑架、方轴、永磁磁钢、位置控制机构组成；
6.根据权利要求5所述的永磁转子，其特征是永磁磁钢安装在永磁磁座中；筒状永磁 磁座内壁与永磁支撑架的外筒相连；盘式永磁磁座与永磁支撑架的侧平面相连；永磁磁钢 置于筒状永磁座和盘式永磁磁座内；
7.根据权利要求5所述的永磁转子，其特征是永磁支撑架内为方孔，并可以在方轴上 自由滑动；
8.根据权利要求5所述的永磁转子，其特征是位置控制机构位于沿着轴向方向永磁 支撑架和方轴之间，位置控制机构可以为弹簧装置；
9.根据权利要求1所述的限矩型永磁耦合器，其特征是导体转子沿轴向方向自由滑 动，永磁转子只是沿轴向旋转；
10.根据权利要求1所述的限矩型永磁耦合器，其特征是永磁转子的筒状永磁磁座可 以实现多级串联，对应导体转子的筒状导体环也相应可以多级串联。
全文摘要
本发明公开了一种限矩型永磁耦合器，包括导体转子和永磁转子。导体转子和永磁转子具有独立的旋转轴线；导体转子与永磁转子通过空气间隙(简称气隙)连接；永磁转子可沿轴向自由滑动。当负载过载或堵转时，根据李氏推拉理论，在永磁转子的轴线方向产生较大的推力，该推力将永磁转子推离导体转子，使得永磁转子与导体转子的作用面积减小从而转矩减小；使电机和负载完全脱开，达到完全保护电机，保护整个电机拖动系统。
文档编号H02K49/04GK102005898SQ20101029062
公开日2011年4月6日 申请日期2010年9月14日 优先权日2010年9月14日
发明者不公告发明人 申请人:南京艾凌节能技术有限公司