风冷型永磁调速器的制作方法

本发明涉及永磁调速器，特别是涉及一种风冷型永磁调速器。

背景技术：

美国马格纳福斯公司提出的申请号为98802726.7的中国实用新型专利申请说明书公开了一种可调节磁偶合器，其包括第一旋转轴、第二旋转轴、安装在第一旋转轴上的两个导体转子、两个安装在第二旋转轴上且各包括相应一组永磁铁的永磁转子、以及推拉机构，两个永磁转子位于两个导体转子之间，且每个永磁转子与所对的导体转子之间各保持有气隙，由导体转子和永磁转子形成的两个气隙在推拉机构的作用下可同时增大或减小，从而相应地增大或减小输出转矩，最终使得在电机保持恒定转速的前提下，负载设备得到不同的转矩而产生不同的转速。但是，上述可调节磁偶合器在实际使用中存在这较多的缺陷，主要体现在以下几个方面：

一、导体转子上由磁感应产生的涡电流发热量巨大，当提高设备的额定功率后，依靠现有的鳍片状散热片来强制空冷散热的作用有限，极易使磁偶合器因高温而烧毁；

二、鳍片状散热片在磁偶合器运转过程中所产生的噪声问题非常严重；

三、位于永磁转子中的气隙调节单元结构复杂、制造成本高昂、装配难度大；

四、用于形成推拉机构的调速内外套筒中的凸轮机构，由于凸轮滚子采用与沟槽面接触的滑动接触式滑块，故一旦失去润滑脂的润滑，极易使滑块在沟槽内卡死，从而导致无法调速；同时，其也无法准确控制调速机构的轴向位移，达不到所要求的气隙大小，调速精度难以得到保证。

上述主要缺陷的存在，影响了整个永磁调速器的运转稳定性，既限制了采用永磁调速器在某些大功率要求场合的应用，也限制了永磁调速器的广泛推广应用。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种风冷型永磁调速器，用于解决现有技术中存在的上述问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种风冷型永磁调速器，包括：至少两个转子组件；每个所述转子组件，包括：外转子件、内转子件以及与所述内转子件相连接的调速机构；至少两个所述转子组件中的所述外转子件通过串联件依次串联连接，所述内转子件置于所述外转子件的内部；所述外转子件包括第一外转子盘和第二外转子盘，一第一轴与最接近所述第一轴的输出端的所述第一外转子盘连接，所述内转子件包括第一内转子盘、第二内转子盘和中间盘，一第二轴将至少两个转子组件中的所述中间盘串联连接；所述第一外转子盘和所述第一内转子盘相对设置且保持有气隙，所述第二外转子盘和所述第二内转子盘相对设置且保持有气隙。

优选地，每个所述外转子件的第一外转子盘和第二外转子盘之间通过多个气隙管连接成笼形结构，相邻两个所述气隙管之间设有沿圆周方向布置的涡流散热片。

优选地，所述外转子件的第一外转子盘和第二外转子盘为导体盘；所述内转子件的第一内转子盘和第二内转子盘为永磁盘。

进一步地，所述导体盘均由正面盘片、背面盘片和散热块构成，正面盘片由铜或铝材料制成，背面盘片由钢材料制成。

优选地，所述风冷型永磁调速器还包括至少一个气隙调节装置；所述气隙调节装置包括一个齿轮和两根平行的齿条，两根齿条分别位于所述齿轮的两侧并与齿轮啮合，所述第一内转子盘和所述第二内转子盘之间设有中间盘，所述齿轮可转动地安装在中间盘上，其中一根齿条固定连接在所述第一内转子盘上，另一根齿条固定连接在所述第二内转子盘上。

优选地，所述调速机构包括一轴承座和一滑动外套；所述轴承座与所述第二轴之间设有轴承，所述轴承座的外圆柱面上设有螺旋槽，所述滑动外套的下端套在轴承座上，滑动外套上固定有滚子和摆臂，所述滚子插入轴承座的螺旋槽中，所述摆臂与一个电动执行器相连接，所述滑动外套的上端可滑动地套在所述第二轴上并通过紧固件与每个所述内转子件的所述第二内转子盘相连接。

优选地，所述第一轴为输入轴，所述第二轴为输出轴。

进一步地，所述第一轴支承在一第一轴承座内，所述第一轴承座固定在一输入支撑板上；所述第二轴支承在一第二轴承座内，所述第二轴承座固定在一输出支撑板上，所述输入支撑板和输出支撑板相平行且固定连接在同一底座上。

如上所述，本发明的风冷型永磁调速器，具有以下有益效果：

本发明将至少两个转子组件中的外转子件通过串联件依次串联连接，至少转子组件中的内转子件通过第二轴依次串联连接，第一轴与其中一个第一外转子盘连接，第二轴与内转子件的中间盘连接，第一轴输入的扭矩通转子组件传递给第二轴，该结构使本发明与只有一个转子组件的现有永磁调速器相比，所能传递的扭矩大幅增大，当转子组件为两个时，本发明传递的扭矩能够达到10000N·m；由于采用将两个转子组件中的外转子件通过串联件依次串联连接来实现传递功率的增大，就使单个转子组件的发热量较小，所以只要将外转子件设置为笼形结构，安装涡流散热片，实现风冷效果，就能够满足较好的散热效果；本发明传递扭矩高、散热效果好、安全性更高。

附图说明

图1是本实施例的风冷型永磁调速器的内部的结构剖视图。

图2是本实施例的风冷型永磁调速器的转子组件的外转子件分解时的结构示意图。

图3是本实施例的风冷型永磁调速器的转子组件的内转子件分解时的结构示意图。

图4是本实施例的风冷型永磁调速器的转子组件的第一内转子盘上设置永磁体的结构示意图。

图5是本实施例的风冷型永磁调速器的转子组件的调速机构的结构示意图。

图6是本实施例的风冷型永磁调速器的外部的结构示意图。

元件标号说明

10 转子组件

20 电动执行器

100 外转子件

110 第一外转子盘

111 正面盘片

112 背面盘片

113 散热块

120 第二外转子盘

130 隔音罩

200 内转子件

210 第一内转子盘

211 永磁体

220 第二内转子盘

230 中间盘

231 销孔

300 调速机构

310 轴承座

311 螺旋槽

320 滑动外套

321 滚子

322 摆臂

330 调速部轴承

400 第一轴

410 轴承

500 第二轴

510 轴承

600 串联件

700 气隙管

710 涡流散热片

800 气隙调节装置

810 齿轮

820 齿条

830 传扭销

910 第一轴承座

920 输入支撑板

930 第二轴承座

940 输出支撑板

950 底座

960 支撑筋板

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明，本领域技术人员由此可以更清楚地了解本发明的其他优点及功效。

需要说明的是，说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，仅用以配合具体实施方式，供本领域技术人员更清楚地了解本发明的构思，并非用以限制本发明的保护范围。任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明的功效及目的达成的情况下，均应仍落在本发明的保护范围之内。为了便于描述，各部件的相对位置关系是根据说明书附图的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等的位置关系是根据说明书附图的布图方向来确定的。

如图1至图6所示，本实施例提供一种风冷型永磁调速器，至少两个转子组件10；

每个转子组件10，包括：外转子件100、内转子件200以及与内转子件200相连接的调速机构300；

至少两个转子组件10中的外转子件100通过串联件600依次串联连接，内转子件200置于外转子件100的内部；

外转子件100包括第一外转子盘110和第二外转子盘120，一第一轴400与最接近第一轴400的输出端的第一外转子盘110连接，内转子件200包括第一内转子盘210、第二内转子盘220和中间盘230，一第二轴500将至少两个转子组件10中的中间盘230串联连接；

第一外转子盘110和第一内转子盘210相对设置且保持有气隙，第二外转子盘120和第二内转子盘220相对设置且保持有气隙。

本发明将至少两个转子组件10中的外转子件100通过串联件600依次串联连接，至少转子组件10中的内转子件200通过第二轴500依次串联连接，第一轴400与其中一个第一外转子盘110连接，第二轴500与内转子件200的中间盘230连接，第一轴400输入的扭矩通转子组件传递给第二轴500，该结构使本发明与只有一个转子组件10的现有永磁调速器相比，所能传递的扭矩大幅增大，当转子组件10为两个时，本发明传递的扭矩能够达到10000N·m；由于采用将两个转子组件10中的外转子件100通过串联件600依次串联连接来实现传递功率的增大，就使单个转子组件10的发热量较小，所以只要将外转子件100设置为笼形结构，安装涡流散热片，实现风冷效果，就能够满足较好的散热效果；本发明传递扭矩高、散热效果好、安全性更高。

串联件600为多个连接杆，多个连接杆沿着外转子件100的周向依次设置，每个连接杆将至少两个转子组件10的外转子件100依次串联连接；每个连接杆依次连接每个外转子件100的第一外转子盘110和第二外转子盘120；连接杆的末端通过杆体紧固件固定；这种连接方式能够使所连接的结构稳定，且不影响本发明的永磁调速器中其他部件的正常使用。

本实施例中，为了使风冷型永磁调速器在使用时，释放的热量较少，第一轴400为输入轴，第二轴500为输出轴。

第一轴400与电机轴连接，第二轴500与负载设备连接，能够提高传递的扭矩。

外转子件100的第一外转子盘110和第二外转子盘120为导体盘；内转子件200的第一内转子盘210和第二内转子盘220为永磁盘。内转子件200设置于外转子件100的内部，第一外转子盘110和第一内转子盘210相对设置且保持有气隙，第二外转子盘120和第二内转子盘220相对设置且保持有气隙；从而构成永磁耦合器。

在第一内转子盘210和第二内转子盘220上镶嵌多块永磁体211，且永磁体211的N极、S极沿圆周方向交替排列，永磁耦合器的结构原理为现有技术，在此不作赘述。

内转子件200设置于外转子件100的内部，外转子件100的两个导体盘，内转子件200的两个永磁盘，这样的对称结构布置，就可将两边永磁磁场中产生的轴向力平衡，并使在运转过程中，支承第二轴500的轴承330受较大轴向力的情况得到改善，在转动过程中更加平稳，减振效果好。

导体盘均由正面盘片111、背面盘片112和散热块113构成，正面盘片111由铜或铝材料制成，背面盘片112由钢材料制成。正面盘片111与永磁盘相对，用于产生涡流，因此正面盘片111可以由铜或铝材料制成，而背面盘片112则由钢材料制成。

导体盘的正面盘片111和背面盘片112采用爆炸焊接法紧密贴合在一起，可以很好地保证正面盘片111和背面盘片112的连接可靠性，使用更安全；并能消除它们之间的间隙，大大提高散热效果。

对于本发明的永磁调速器，可采用火焰喷涂工艺，采用高温火焰将铜粉或铝粉均匀喷涂在导体盘的背面盘片112上，熔化后的铜粉或铝粉形成厚度均匀的正面盘片111。这种方式不仅结合得更紧密，而且厚度更加均匀，可以显著地提高散热效果并降低发热量。

每个外转子件100的第一外转子盘110和第二外转子盘120之间通过多个气隙管700连接成笼形结构，相邻两个气隙管700之间设有沿圆周方向布置的涡流散热片710，以进一步提高散热效果。

由于采用将至少两个转子组件10中的外转子件100通过串联件600依次串联连接来实现传递的扭矩增大，就使单个转子组件10的发热量较小，所以只要将外转子件100设置为笼形结构，安装涡流散热片710，实现风冷效果，就能够满足较好的散热效果。

内转子件200的具体结构为：在第一内转子盘210和第二内转子盘220之间设有一个中间盘230，中间盘230与第二轴500键连接，从而可以传递扭矩。第一内转子盘210、中间盘230和第二内转子盘220之间穿设多根与第二轴500平行的传扭销830，用于将第一外转子盘110和第二外转子盘120的扭矩传递给中间盘230，进而传递给第二轴500。其中一部分传扭销830固定在第一外转子盘110上，并与中间盘230上的销孔231、第二外转子盘120上的销孔231滑动配合，另一部分传扭销830固定在第二外转子盘120上，并与中间盘230上的销孔231、第一外转子盘110上的销孔231滑动配合。

风冷型永磁调速器还包括至少一个气隙调节装置800；气隙调节装置800包括一个齿轮810和两根平行的齿条820，两根齿条820分别位于齿轮810的两侧并与齿轮810啮合，齿轮810可转动地安装在中间盘230上，齿轮810可转动地安装在中间盘230上，其中一根齿条820固定连接在第一内转子盘210上，另一根齿条820固定连接在第二内转子盘220上。

一根齿条820的一端固定连接在第一内转子盘210上，另一端穿过中间盘230可插入第二内转子盘220上对应的齿条孔中；另一根齿条820的一端固定连接在第二内转子盘220上，另一端穿过中间盘230可插入第一内转子盘210上对应的齿条孔中。当第二内转子盘220受到外力远离或靠近中间盘230时，这种气隙调节装置800可以保证第一内转子盘210也同步地远离或靠近中间盘230，从而保持内转子两端的气隙相等。

上述传扭销830和气隙调节装置800可以设置多组，沿圆周方向均布。

调速机构300包括一轴承座310和一滑动外套320，在轴承座310与第二轴500之间设有一组轴承330，在轴承座310的外圆柱面上设有螺旋槽311，滑动外套320的下端套在轴承座310上，滑动外套320上固定有滚子321和摆臂322，滚子321插入轴承座310的螺旋槽311中，并可以在螺旋槽311中滚动，加之采用自润滑结构，不会发生卡死现象，工作更加可靠。摆臂322可以与一个电动执行器20相连接，电动执行器20通过一根摇杆与连杆的一端相铰接，连杆的另一端与摆臂322相铰接，可以带动滑动外套320转动，由于螺旋槽311的作用，滑动外套320转动的同时会产生轴向运动，而滑动外套320的上端可滑动地套在第二轴500上并通过螺钉与每个内转子件200的第二内转子盘220相连接，因此，滑动外套320的转动可以推动第二内转子盘220远离或靠近中间盘230，调节内转子件200与外转子件100之间的气隙。

第一轴400支承在一第一轴承座910内，第一轴承座910固定在一输入支撑板920上；第二轴500支承在一第二轴承座930内，第二轴承座930固定在一输出支撑板940上，输入支撑板920和输出支撑板940相平行且固定连接在同一底座950上。

由于第一轴400的两端通过第一轴承座910支承在一个固定的输入支撑板920上，使第一轴400的轴向位置是固定的，从而使安装在第一轴400上的外转子件100的轴向运动受到限制，防止因电机轴窜导致永磁盘和导体盘之间的气隙消失而引起擦盘，从而保证了本发明的永磁调速器的正常工作，降低了永磁调速器的故障发生率。

输入支撑板920连同第一轴承座910对第一轴400形成轴向限位，可以阻止第一轴400的轴向窜动，在输入支撑板920的两侧面与底座950的顶面之间连接有支撑筋板960，在输入支撑板920受到来自第一轴400的轴向力时，支撑筋板960可以防止输入支撑板920发生弯曲变形，从而更加可靠地阻止第一轴400的轴向窜动。第一轴承座910的内部设有两个轴承410，用于可转动地支承第一轴400。

同理，输出支撑板940连同第二轴承座930对第二轴500形成轴向限位，输出支撑板940的两侧面与底座950的顶面之间连接有支撑筋板960，从而更加可靠地阻止第二轴500的轴向窜动。第二轴承座930的内部设有两个轴承510，用于可转动地支承第二轴500。

外转子件100的外部还设有隔音罩130。

本发明提供了一种传递扭矩更大、结构简单、安装方便、防轴蹿、气隙大小更容易控制的风冷型永磁调速器。

当然，以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。除上述实施例外，本发明还可以有其它实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求保护的范围之内。