一种线圈旋转型电磁涡流调速器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种涡流调速装置，属于工业电机调速节能领域。
【背景技术】
[0002]调速器是机械传动系统中经常被使用的部件，其广泛运用于石油化工、船舶、航空航天、钢铁工业等领域。传统的调速器固定方式多为刚性连接，对电机轴与负载端轴的对中性要求很高，而且随着设备所在环境变化，连接部位会产生振动，从而加速磨损、缩短调速器的寿命并产生噪声，对生产环境产生不利的影响；同时，传统调速器很难在有毒、易燃、易爆等极端环境下运行。为了进一步提高调速器可靠性，需要改善电机主轴与负载轴之间的刚性接触关系，使得电机与负载之间的振动影响弱化，因此，电涡流调速器应运而生。
[0003]电涡流调速器是通过导磁转子与永磁转子之间的气隙实现由电机到负载的转矩传输装置，它可以实现电机和负载之间无机械连接的传动方式，其工作原理是:当两者之间相对运动时，导磁转子切割磁力线，在导体中产生涡电流，涡电流进而产生反感磁场，反感磁场与永磁转子产生的磁场交互作用，从而实现两者之间的扭矩传递。电机的起动过程会有很高的起动电流产生，尤其是负载较大场合，为避免起动过程中电流过大造成危险和减少对传动机构产生的冲击，引入软起动技术，以期实现系统的平滑起动。电涡流调速器是一款既环保又节能的产品，应用范围越来越大，其广泛应用于动力与负载转轴间的柔性连接。
[0004]目前的电涡流调速器多为永磁电涡流调速器，靠的是永磁体产生的磁场穿过气隙把主动轴、从动轴耦合在一起，通过调节气隙大小来实现调速。这种永磁电涡流调速器具有如下缺点:
[0005](I)大功率难以散热、永磁体高温失磁。用永磁体实现调速不可避免会出现退磁现象，比如永磁体的温度升高到一定值时就会使得永磁体的磁性减少，影响了永磁电涡流调速器的正常运行，因此，永磁电涡流调速器只能适用于小功率范围，不能满足大功率的需要。
[0006](2)气隙调节机构易损坏。目前的永磁电涡流调速器都有两个永磁盘，为了实现调速，需要调节永磁盘和铜盘之间的气隙大小，则要在两个永磁盘之间安装联动装置，这样必须增大永磁盘的直径才能给联动装置留出空间，由于经常在旋转的情况下工作，因此气隙调节机构非常容易损坏。
[0007](3)传动力矩非线性改变。由于永磁电涡流调速器靠的是调节永磁盘和铜盘之间的气隙大小来达到调速的目的，气隙大小的改变并不能使传动力矩呈线性改变。
【发明内容】
[0008]针对以上存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种高效节能的线圈旋转型电磁涡流调速器，电磁涡流调速器可靠性高、易调节，该装置自带发电装置，满足节能的要求，其用电磁铁代替永磁体，不会出现退磁现象，并且可以在气隙固定的情况下实现调速。
[0009]本发明采用如下技术方案为一种线圈旋转型电磁涡流调速器，该电磁涡流调速器主要由以下部分组成:电机输入轴、温度传感器、控制电机、支架、外转子(铁磁材质)、外转子(铜材质)、磁回路、内转子、励磁线圈、发电机矽钢片、花键轴、发电机电枢、发电机永磁体、负载输出轴、速度传感器、负载、拖动电机、发电机永磁体支架。所述外转子与负载输出轴连接，外转子有内外两层，外转子外层是铁磁材质制成，外转子内层是铜材质制成。所述内转子跟电机输入轴连接，内转子采用双凸极齿构造。所述励磁线圈环形绕制在内转子双凸极之间。所述发电机电枢是绕制在发电机矽钢片上。所述发电机矽钢片通过螺栓固定在内转子内壁上。所述发电机永磁体嵌套在发电机永磁体支架上。所述发电机永磁体支架固定在支架的花键轴上，发电机永磁体支架可以跟随花键轴一起轴向移动，通过改变永磁体和电枢相交面积来调节发电功率，从而改变励磁线圈中的电流大小，磁通量跟随改变，最终传动力矩随之改变。所述支架为静止部件;所述控制电机固定在支架上。
[0010]该电磁调速装置传递力矩的原理如下:
[0011]线圈旋转型电磁涡流调速器调速装置主要由涡流传动部分、发电机部分和控制部分组成。涡流传动部分包括外转子(包括铁磁材质和铜材质)、磁回路、内转子、励磁线圈，发电机部分包括发电机砂钢片、发电机电枢和发电机永磁体。工作时，电机输入轴带动内转子和发电机电枢旋转，旋转的发电机电枢切割静止的永磁体发出的磁力线产生电流，电流通过整流器进入励磁线圈中，励磁线圈中获得直流电后，在外转子和内转子之间形成磁回路，带齿形结构的内转子在外转子中形成横向磁通并产生相对运动，外转子切割磁力线产生祸流，涡流与内转子相互作用产生传动力矩，带动外转子旋转，从而带动负载输出轴旋转，从而达到涡流传动的功能。由于外转子内层由电导率高且非导磁的铜材质组成，涡流在外转子中产生热损耗，通过旋转外齿散发。当需要调节传动力矩大小时，控制部分的执行器带动花键轴、发电机永磁体支架、发电机永磁体轴向滑动，通过改变永磁体和电枢相交面积来调节发电功率，从而改变励磁线圈中的电流大小，磁通量跟随改变，最终传动力矩随之改变。
[0012]进一步，所述外转子外表面带斜齿，在高速旋转下可以达到很好的冷却效果。
[0013]进一步，所述内转子双凸极齿顶圆弧与所述外转子内表面圆弧之间保持1-1Omm的间隙。
[0014]进一步，所述发电机转子永磁体有若干对，各发电机转子永磁体按N、S极交替方式嵌套在发电机永磁体支架上。
[0015]进一步，所述励磁线圈环形绕制在内转子双凸极之间的凹槽中。
[0016]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果。
[0017]1、带斜齿外表面具有风冷的效果，解决了散热的问题，冷却方式也可以采用喷淋液体对外转子进行冷却;非接触式传动，不会产生噪声污染；
[0018]2、调节传动力矩的发电机永磁体是静止的，与永磁涡流机构比较，运动可靠性更尚;
[0019]3、采用内嵌发电机结构解决了电磁耗电的问题，实现了电磁涡流调速器的节能；
[0020]4、与永磁体相比，带齿的内转子结构能承受更高的辐射温度，而不存在失效问题。
[0021]5、本发明最大的特点是自励式装置，不需要提供额外的电流，完全满足节能的要求，该结构非接触式传动，不会产生噪声污染。
【附图说明】
[0022]图1为本发明的电机调速示意图；
[0023]图2为本发明的一种线圈旋转型电磁涡流调速器结构发电机满载时的主视图；
[0024]图3为本发明的一种线圈旋转型电磁涡流调速器结构发电机空载时的主视图；
[0025]图4为本发明的一种线圈旋转型电磁涡流调速器结构发电机满载时的三维剖视图；
[0026]图5为本发明的一种线圈旋转型电磁涡流调速器结构轴向图；
[0027]图6为本发明的一种线圈旋转型电磁涡流调速器的另一种电磁铁内转子结构主视图；
[0028]图7为本发明的一种线圈旋转型电磁涡流调速器的另一种电磁铁内转子结构轴向剖图；
[0029]图8为本发明一种线圈旋转型电磁涡流调速器的另一种外接电源结构主视图；
[0030]图9为本发明的一种线圈旋转型电磁涡流调速器的另一种外接电源结构的发电机轴向剖视图。
[0031]图10为本发明的一种线圈旋转型电磁涡流调速器的另一种盘式结构主视图。
[0032]图