专利名称：盘式水冷永磁涡流调速装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是一种用于电动机永磁调速领域的装置，尤其涉及的是一种盘 式水冷永磁涡流调速装置。
背景技术：
永磁调速技术是一种新型电机调速节能技术，它采用高性能的稀土永磁材料来产 生磁场，调节旋转永磁与产生涡流的金属导体之间的气隙来调节其中的磁场，以获得可调 整的、可控制的、恒定的负载转速，从而实现负载速度调节和节能。工作原理导体转子和永磁转子可以自由地独立旋转，当导体转子旋转时，导体转 子与永磁转子产生相对运动，交变磁场通过气隙在导体上产生涡流，同时涡流产生感应磁 场与永磁场相互作用，从而带动永磁转子沿着与导体转子相同的方向旋转，结果是在负载 侧从动轴上产生扭矩，带动负载做旋转运动。当导体转子与永磁转子之间的气隙通过气隙 调节机构改变的话就可以控制传递的扭矩，以获得可调整的、可控制的、恒定的负载转速， 从而实现负载速度调节。永磁调速节能装置的原动机和负载之间相互保持独立运行，没有机械联结，不存 在负载振动的传递及轴心偏移问题，从而大大提高整个系统的可靠性，降低维修成本，使用 寿命长，而且对电网没有任何谐波污染。基于以上优点，永磁调速技术在大容量电机驱动系统中有很好的应用需求，可完 全取代高压变频器。但是随着功率等级的增加，对于超过300kW的设备，风冷方式已满足不 了散热要求。
实用新型内容实用新型目的本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种盘式水 冷永磁涡流调速装置，利用连杆的夹角变化以及连杆轴销在滑轨中上下滑动来调节距离可 保证两对相互作用的永磁转子和导体转子间的距离等量改变，并且结构简单，便于加工和 安装，可满足大功率等级的永磁调速装置散热要求，应用于大容量电机驱动系统中。技术方案本实用新型是通过以下技术方案实现的，本实用新型包括导体转子和 永磁转子，其特征在于，还包括气隙调节机构和水冷机构，其中永磁转子设于导体转子之 间，气隙调节机构和永磁转子相连，水冷机构设于导体转子上；所述的导体转子包括导体盘、背铁和支撑板，其中背铁设于导体盘的表面，水冷 机构和背铁相连，所述的导体转子有两个，两个背铁通过支撑板同轴相连；所述的永磁转子包括永磁体、永磁套、导磁环和花键套，其中永磁体镶嵌于永磁 套内，导磁环贴设于永磁体和永磁套的内表面，花键套和导磁环相连，两个同轴的永磁转子 设于两个导体转子之间；所述的水冷机构包括入水口、挡水板和引水槽，其中挡水板设于背铁的外表面， 挡水板上方连接入水口，引水槽设于背铁上。
3[0011]所述的气隙调节机构包括连杆、轴销、滑轨、固定手柄、轴承、导程套、导程座、花键 从动轴和调节手柄，其中连杆和导磁环相连，滑轨和连杆通过轴销相连，导程座通过轴承 和花键从动轴相连，导程套通过轴承和花键套相连，调节手柄和导程座相连，固定手柄和导 程套相连。所述的引水槽是螺旋状，引水槽剖面的倾斜方向和导体转子的旋转方向相反。所述的引水槽上设有突起的引水筋。所述的水冷机构还包括主供水系统、回水系统和备用水箱，主供水系统和备用水 箱分别和入水口相连，回水系统和备用水箱相连。所述的导程套和导程座内设有四头相互配合的梯形螺纹。本实用新型工作时，本实用新型加设了水冷机构的两个同轴导体转子与原动机相 连，由气隙调节机构连接的两个同轴永磁转子与负载相连，两个同轴导体转子由支撑板连 接，固定于原动机主轴，气隙调节机构通过执行机构以固定手柄为基准在90°范围内扳动 调节手柄可以旋转导程座使导程套轴向平移，带动连杆张开或闭合，连杆轴销在滑轨中滑 动，保证了两对相互作用的永磁转子和导体转子间的距离等量改变，实现调节气隙磁场的 大小，调节负载转速、输出功率和输出转矩。当导体转子旋转时，引水槽内会产生大量的负 压，供水系统从入水口注水时，水流会被引水槽之间突起的引水筋切入和被旋转时产生的 负压吸入引水槽内，在引水槽的引导和旋转的导体转子所产生的离心力作用下均勻流过背 铁表面，并随导体转子的转动从导体转子外沿甩出，带走热量。供水系统包括主供水系统和 备用水箱。主供水系统有两条供水通道，分别为主通道和备用通道，当主通道出现故障时， 回水系统中的控制器将开启备用通道继续供水。当主供水系统的水源出现故障或两条供水 通道均出现故障时，回水系统中的控制器将开启备用水箱继续供水直至故障排除。备用水 箱的储水量可以保证在故障排除之前足够向设备输入冷却水，从而供水系统的故障将不会 影响到设备的正常运行。有益效果本实用新型利用连杆的夹角变化以及连杆轴销在滑轨中上下滑动来 调节距离可保证两对相互作用的永磁转子和导体转子间的距离等量改变，并且结构简单， 便于加工和安装；导程座和导程套上使用四头梯形大导程螺纹保证了机械强度，减少了其 它结构零件，由于零件少、部件小巧、重量轻，大大减少了转动惯量和冲量，且工艺稳定性能 好；力矩的传递是通过花键套传递给花键从动轴，因此力的分部较为合理；利用旋转切线 和负压原理，引水槽可以引导水流均勻流过导体背铁表面，并随导体转子的转动从导体转 子外沿甩出，带走热量，起到冷却作用；当主供水系统出现故障时开启备用水箱继续供水直 至故障排除，从而供水系统的故障将不会影响到装置的正常运行。
图1是本实用新型最大气隙时的结构示意图；图2是本实用新型最小气隙时的结构示意图；图3是引水槽的局部示意图； 图4是水冷机构的结构示意图。
具体实施方式
下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前 提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限 于下述的实施例。如图1和图2所示，本实施例包括导体转子、永磁转子、气隙调节机构和水冷机构， 其中永磁转子设于导体转子之间，气隙调节机构和永磁转子相连，水冷机构设于导体转子 上；加设了水冷机构的两个同轴导体转子与原动机相连，由气隙调节机构连接的两个同轴 永磁转子与负载相连；所述的导体转子包括导体盘6、支撑板10和背铁5，其中背铁5设于导体盘6的 表面，水冷机构和背铁5相连，背铁5固定在旋转主轴1上，所述的导体转子有两个，同轴相 连，所述的两个导体转子的背铁5通过支撑板10同轴相连，固定在旋转主轴1上；所述的永磁转子包括永磁体8、永磁套7、导磁环9和花键套18，其中永磁体8镶 嵌于永磁套7内，导磁环9贴设于永磁体8和永磁套7的内表面，花键套18和导磁环9相 连，所述的永磁转子有两个，两个同轴永磁转子设于两个同轴导体转子之间，由气隙调节机 构相连接，通过花键套18固定在花键从动轴19上；所述的水冷机构包括入水口 2、挡水板3和引水槽4，其中挡水板3设于背铁5的 外表面，挡水板3上方连接入水口 2，引水槽4设于背铁5上。所述的气隙调节机构包括连杆11、轴销12、滑轨13、固定手柄14、轴承15、导程套 16、导程座17、花键从动轴19和调节手柄20，其中连杆11和导磁环9相连，滑轨13和连杆 11通过轴销12相连，导程座17通过轴承15和花键从动轴19相连，导程套16通过轴承15 和花键套18相连，调节手柄20和导程座17相连，固定手柄14和导程套16相连。力矩的传 递是通过花键套18传递给花键从动轴19，因此力的分部较为合理。所述的导程套16和导 程座17内设有四头相互配合的梯形螺纹，其螺距与手柄旋转范围和气隙调节范围相配合， 保证手柄在旋转范围内导程套16的移动距离满足气隙调节要求，保证了机械强度，减少了 其它结构零件，由于零件少、部件小巧、重量轻，大大减少了转动惯量和冲量，且工艺稳定性 能好。通过操动机构以固定手柄14为基准在90°范围内扳动调节手柄20可以旋转导程座 17使导程套16轴向平移，带动连杆11张开或闭合，轴销12在滑轨13中上下滑动，保证了 两对相互作用的永磁转子和导体转子间的距离等量改变，实现调节气隙磁场的大小，调节 负载转速、输出功率和输出转矩。滑轨13的长度应满足气隙调节要求。如图3所示，所述的引水槽4刻于背铁5表面，箭头方向表示旋转方向。所述的引 水槽4是螺旋状，引水槽4剖面的倾斜方向和导体转子的旋转方向相反，所述的引水槽4上 设有突起的引水筋21。当主轴1旋转带动导体转子旋转时，引水槽4内同时会产生负压。 水流会被引水槽4之间突起的引水筋21切入和被旋转时产生的负压吸入引水槽4内，在引 水槽4的引导和旋转的导体转子所产生的离心力作用下均勻流过背铁5表面，并随导体转 子的转动从导体转子外沿甩出，带走热量，起到冷却作用。甩出的水将被装置外面的密封罩 挡住并收集从固定出水口流出。如图4所示，所述的水冷机构还包括主供水系统、回水系统和备用水箱，主供水系 统和备用水箱分别和入水口 2相连，主供水系统有两条供水通道，分别是主通道和备用通 道，每条通道由阀门、过滤器、温度仪、压力调节器、流量控制阀等组成。当主通道出现故障时，回水管道内的水温高于65°C，水量减少，回水系统的温度仪和流量仪将检测到异常，其 控制系统将发出信号开启备用通道继续供水。当主供水系统的水源出现故障或两条供水 通道均出现故障时，回水管道内的水温高于65°C，水量减少，回水系统的温度仪和流量仪将 检测到异常，其控制系统将发出信号开启备用水箱继续供水。备用水箱的储水量可以保证 在故障排除之前足够向设备输入冷却水，从而供水系统的故障将不会影响到设备的正常运 行。
权利要求1.一种盘式水冷永磁涡流调速装置，包括导体转子和永磁转子，其特征在于，还包括 气隙调节机构和水冷机构，其中永磁转子设于导体转子之间，气隙调节机构和永磁转子相 连，水冷机构设于导体转子上；所述的导体转子包括导体盘(6)、背铁(5)和支撑板(10)，其中背铁(5)设于导体盘 (6)的表面，水冷机构和背铁(5)相连，所述的导体转子有两个，两个背铁(5)通过支撑板 (10)同轴相连；所述的永磁转子包括永磁体(8)、永磁套(7)、导磁环(9)和花键套(18)，其中永磁 体(8)镶嵌于永磁套(7)内，导磁环(9)贴设于永磁体(8)和永磁套(7)的内表面，花键套 (18)和导磁环(9)相连，两个同轴的永磁转子设于两个导体转子之间；所述的水冷机构包括入水口⑵、挡水板(3)和引水槽(4)，其中挡水板(3)设于背铁 (5)的外表面，挡水板(3)上方连接入水口(2)，引水槽(4)设于背铁(5)上。
2.根据权利要求1所述的盘式水冷永磁涡流调速装置，其特征在于所述的气隙调节 机构包括连杆(11)、轴销(12)、滑轨(13)、固定手柄(14)、轴承(15)、导程套(16)、导程座 (17)、花键从动轴(19)和调节手柄(20)，其中连杆(11)和导磁环(9)相连，滑轨(13)和 连杆(11)通过轴销(12)相连，导程座(17)通过轴承(15)和花键从动轴(19)相连，导程 套(16)通过轴承(15)和花键套(18)相连，调节手柄(20)和导程座(17)相连，固定手柄 (14)和导程套(16)相连。
3.根据权利要求1所述的盘式水冷永磁涡流调速装置，其特征在于所述的引水槽(4) 是螺旋状，引水槽(4)剖面的倾斜方向和导体转子的旋转方向相反。
4.根据权利要求1所述的盘式水冷永磁涡流调速装置，其特征在于所述的引水槽(4) 上设有突起的引水筋(21)。
5.根据权利要求1所述的盘式水冷永磁涡流调速装置，其特征在于所述的水冷机构 还包括主供水系统、回水系统和备用水箱，主供水系统和备用水箱分别和入水口(2)相连。
6.根据权利要求2所述的盘式水冷永磁涡流调速装置，其特征在于所述的导程套 (16)和导程座(17)内设有四头相互配合的梯形螺纹。
专利摘要本实用新型公开了一种盘式水冷永磁涡流调速装置，包括导体转子和永磁转子，其奇特在于，还包括气隙调节机构和水冷机构，其中永磁转子设于导体转子之间，气隙调节机构和永磁转子相连，水冷机构设于导体转子上；本实用新型利用连杆的夹角变化以及连杆轴销在滑轨中上下滑动来调节距离可保证两对相互作用的永磁转子和导体转子间的距离等量改变，并且结构简单，便于加工和安装；利用引水筋、负压原理和离心力的作用，引水槽可以引导水流均匀流过导体背铁表面，并随导体转子的转动从导体转子外沿甩出，带走热量，起到冷却作用；当主供水系统出现故障时开启备用水箱继续供水直至故障排除，从而供水系统的故障将不会影响到装置的正常运行。
文档编号H02K9/19GK201789403SQ20102054433
公开日2011年4月6日 申请日期2010年9月21日 优先权日2010年9月21日
发明者李桃, 殷三新, 郑维国 申请人:南京大寰控制系统有限公司