专利名称：一种可调速的笼型转子磁力耦合器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种磁力耦合器，特别是一种可调速的笼型转子磁力耦合器。
背景技术：
目前的调速装置主要有变频调速、滑差电机调速、液力耦合器调速及磁力耦合器调速等。变频及滑差电机调速均存在谐波干扰、可靠度低、维护成本高及安全性差等问题，液力耦合器在动力机和工作机之间占有较大空间，且以油作为传递力矩的介质，密封容易坏，出现漏油；另外，当工作机转速较高或较低(如高于7000r/min或低于700r/min)时,液力耦合器需与齿轮箱配套使用，增加了故障点。磁力耦合器利用永磁体与导体之间相互运动时所产生的洛仑兹力实现动力机和工作机之间的转矩传递。除具有上述调速装置的共同优点(如可实现电机的软启动和软停 止、具有过载保护功能)外，磁力耦合器还具有如下优点(I)机械结构简单，易于调试、安装，总成本低；(2)适应恶劣工况，基本上可做到免维护；(3)无谐波及电磁波干扰，对电网及工况现场无电磁冲击；(4)依靠磁场气隙传动，不会产生液力耦合器的漏油现象；(5)使用寿命长，并可延长其所担负传动系统各主要部件的使用寿命。目前磁力耦合器一般为盘式、套筒式及笼型套筒式，盘式及套筒式磁力耦合器运行时转差率大，铜盘或铜套中产生较大涡流，导致耦合器系统的热损大，效率低，不适合大功率的机电设备传动。笼型套筒式磁力耦合器中的笼条及硅钢叠片需要重新设计，其相关性能参数未经大量实践检验，可靠性差，且设计周期长，制造成本高；另外，笼型套筒式磁力耦合器一般还需在永磁转子和笼形转子之间加装隔离套，除增加设计及制造成本外，还造成永磁转子和笼形转子极间的严重漏磁，运行效率较低。
发明内容
为解决现有技术存在的上述问题，本发明设计出一种具有可靠性高、转差率、运行效率高、设计周期短和制造成本低的可调速的笼型转子磁力耦合器。为实现上述目的，本发明的技术方案如下—种可调速笼型转子磁力耦合器，包括动力输入轴，联接装置、永磁外转子总成、笼型内转子总成、动力输出轴和机械调速装置；所述的永磁外转子总成套装在笼型内转子总成的外部，二者之间存在均匀气隙；所述的永磁外转子总成通过连接装置与动力输入轴相连，所述的笼型内转子总成通过动力输出轴与负载相连，所述的机械调速装置安装在右机壳的外侧，可带动连接装置与永磁外转子总成做轴向移动；所述动力输入轴为阶梯轴，直径较大的一端沿轴向开有花键槽，开有花键槽的一端套装在电机输出轴上，直径较小的一端为细长轴，通过两组深沟球轴承和一组调心球轴承与笼型内转子总成中的从动套筒相连；所述联接装置包括左机壳、右机壳、右机壳轴承端盖、右机壳双列角接触轴承、花键套筒和双螺母，所述的左机壳安装于永磁外转子总成的左端、通过花键接受动力输入轴的转矩，并将转矩传递给永磁外转子总成；所述的右机壳安装于永磁外转子总成的右端，通过双列角接触球轴承与花键套筒连接，双螺母用于固定轴承位置；所述的左机壳和右机壳分别采用镂空设计，其上开有腰型散热孔；所述永磁外转子总成中永磁体的布局方式米用径向布局方式或周向布局方式；米用径向布局方式时，永磁外转子总成包括法兰形式的轭铁、极靴、永磁体定位块和永磁体A,所述的永磁体A沿圆周均匀布局，永磁体A的磁极方向沿直径方向、相邻的永磁体A的磁极方向相反，即一个永磁体A的N极指向圆心、则相邻一个永磁体A的S极指向圆心；采用周向布局方式时，永磁外转子总成包括法兰盘、永磁体B、轭铁、上隔磁板和下隔磁板，所述的永磁体B沿圆周均匀布局，永磁体B的磁极方向沿圆周切线方向、相邻的永磁体B的磁极方向相对；所述的永磁体定位块由非导磁材料制成；所述的法兰盘由非导磁材料制成；所述笼型内转子总成包括鼠笼内转子和从动套筒，所述的从动套筒通过红热过盈方式压制在鼠笼内转子的铁芯中；所述的鼠笼内转子采用异步电机鼠笼转子；所述的机械调速装置包括支座、推杆、双列角接触轴承、轴承套和角位移执行机·构；所述的支座与电机端盖用螺栓相联；所述的支座上开有滑槽；推杆的一端固定在轴承套外侧，推杆的另一端穿过支座上的滑槽、并通过角位移执行机构的拉动沿支座上的滑槽滑动，带动轴承套及双列角接触轴承沿轴向运动，双列角接触轴承通过端盖带动左机壳运动；所述的动力输出轴上加工有花键。本发明所述的永磁外转子总成中的永磁体A、永磁体B采用稀土永磁材料，其磁极对数应满足如下关系
权利要求
1.一种可调速笼型转子磁力耦合器，其特征在于包括动力输入轴(1)，联接装置、永磁外转子总成、笼型内转子总成、动力输出轴(22)和机械调速装置；所述的永磁外转子总成套装在笼型内转子总成的外部，二者之间存在均匀气隙；所述的永磁外转子总成通过连接装置与动力输入轴(I)相连，所述的笼型内转子总成通过动力输出轴(22)与负载相连，所述的机械调速装置安装在右机壳(7)的外侧，可带动连接装置与永磁外转子总成做轴向移动； 所述动力输入轴(I)为阶梯轴，直径较大的一端沿轴向开有花键槽，开有花键槽的一端套装在电机输出轴(2)上，直径较小的一端为细长轴，通过两组深沟球轴承(3)和一组调心球轴承(4)与笼型内转子总成中的从动套筒(5)相连； 所述联接装置包括左机壳(6 )、右机壳(7 )、右机壳轴承端盖(8 )、右机壳双列角接触轴承(9)、花键套筒(10)和双螺母(11)，所述的左机壳(6)安装于永磁外转子总成的左端、通过花键接受动力输入轴(I)的转矩，并将转矩传递给永磁外转子总成；所述的右机壳(7)安装于永磁外转子总成的右端，通过双列角接触球轴承(9)与花键套筒(10)连接，双螺母(11)用于固定轴承位置；所述的左机壳(6)和右机壳(7)分别采用镂空设计，其上开有腰型散热孔； 所述永磁外转子总成中永磁体的布局方式米用径向布局方式或周向布局方式；米用径向布局方式时，永磁外转子总成包括法兰形式的轭铁(12)、极靴(14)、永磁体定位块(15)和永磁体A (13)，所述的永磁体A (13)沿圆周均匀布局，永磁体A (13)的磁极方向沿直径方向、相邻的永磁体A (13)的磁极方向相反，即一个永磁体A (13)的N极指向圆心、则相邻一个永磁体A (13)的S极指向圆心；采用周向布局方式时，永磁外转子总成包括法兰盘(16),永磁体B (17)、轭铁(18)、上隔磁板(19)和下隔磁板(20)，所述的永磁体B (17)沿圆周均匀布局，永磁体B (17)的磁极方向沿圆周切线方向、相邻的永磁体B (17)的磁极方向相对；所述的永磁体定位块(15)由非导磁材料制成；所述的法兰盘(16)由非导磁材料制成； 所述笼型内转子总成包括鼠笼内转子(21)和从动套筒(5)，所述的从动套筒(5)通过红热过盈方式压制在鼠笼内转子(21)的铁芯中；所述的鼠笼内转子采用异步电机鼠笼转子; 所述的机械调速装置包括支座(23)、推杆(24)、双列角接触轴承(25)、轴承套(26)和角位移执行机构；所述的支座(23)与电机端盖(27)用螺栓相联；所述的支座(23)上开有滑槽；推杆(24)的一端固定在轴承套(26)外侧，推杆(24)的另一端穿过支座(23)上的滑槽、并通过角位移执行机构的拉动沿支座(23)上的滑槽滑动，带动轴承套(26)及双列角接触轴承(25)沿轴向运动，双列角接触轴承(25)通过端盖(29)带动左机壳(6)运动； 所述的动力输出轴(22)上加工有花键。
2.根据权利要求I所述的一种可调速笼型转子磁力耦合器，其特征在于所述的永磁外转子总成中的永磁体A (13)、永磁体B (17)采用稀土永磁材料，其磁极对数应满足如下关系 2Pn, L = 其中f。为转矩波动因素；P为永磁体极对数；ns为笼型转子导条数；N。为P与ns的最小公倍数；f。的选择标准为满足上式的最小值。
3.根据权利要求I所述的一种可调速笼型转子磁力耦合器，其特征在于所述的联接装置在传输功率较小时仅包括左机壳(6)，并在法兰盘(12)的外圆上焊接三角形筋板(28)，所述的动力输出轴(22)为光轴，一端通过法兰形式与笼型内转子的从动套筒(5)相连，另一端通过弹性联轴器与工作机相连。
全文摘要
本发明公开了一种可调速笼型转子磁力耦合器，包括动力输入轴，联接装置、永磁外转子总成、笼型内转子总成、动力输出轴和机械调速装置；所述的永磁外转子总成套装在笼型内转子总成的外部，二者之间存在均匀气隙；所述永磁外转子总成中永磁体的布局方式采用径向布局方式或周向布局方式。本发明采用内外内转子套装的形式，外转子采用交替磁极的结构，而内转子采用了异步电机中的鼠笼式转子结构，利用外转子旋转产生的旋转磁场，于内转子的鼠笼导条中产生感应电流，旋转磁场与感应电流在安培力的作用下带动内转子旋转。本发明的磁力耦合器具有较高的可靠性，运行效率较高，且降低了设计和生产成本。
文档编号H02K49/04GK102916558SQ20121044192
公开日2013年2月6日 申请日期2012年11月7日 优先权日2012年11月7日
发明者葛研军, 杨均悦, 汤武初 申请人:葛研军