恒功率调速运行的磁耦合传动装置及补充动力的传动装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种恒功率调速运行的磁耦合传动装置及能够提供补充动力的传动装置，特别是恒功率传输，在输出转速较低时能增加所传递的转矩，属于机械传动领域。
【背景技术】
[0002]从传动的技术角度来看，大型旋转机械的调速运行来自两方面的要求，一是生产工艺上的要求，二是节能上的要求。目前大型旋转机械变速运行，实际应用最具代表性的有:三相异步电动机或永磁电机的变频调速技术和绕线转子电机的串极调速技术以及调速型液力偶合器传动技术。另外对于固定变速比的变速运行，机械式齿轮变速箱应用最为广泛。
[0003]但是以上各种调速技术总是或多或少存在一些不足，例如:高压大功率变频器的可靠性还没有得到广泛认可，其高昂的成本和对环境的高要求以及谐波污染问题制约了它的推广应用。例如:绕线转子电机的串极调速技术，因其调速运行效率低下也得不到广泛应用。例如:调速型液力偶合器传动技术也是因为其自身效率低，再加上后期维护工作量大，渐渐被用户抛弃。而机械式齿轮变速箱只能用一种或几种固定的速度运行，根本无法无级调速。
[0004]目前应用如日中天的变频调速技术，也只能做到额定转速以上为恒功率运行，而额定转速以下就只能做到恒转矩调速运行。机械式齿轮变速箱虽然能作恒功率传送运行，但它只能用一种或几种固定的速度运行，根本无法无级调速。
[0005]中国专利文献CN104767357A公开了一种绕组式永磁耦合传动装置，其实质是一种滑差调速器，它解决了美国麦格纳驱动公司涡流式永磁调速器(美国专利N0.5477094)涡流发热的问题，并且也提高了系统效率，但是其仍有不足，分析如下:
[0006]在上述公开的永磁调速器技术中，永磁转子和导体转子之间必须要有转速差的存在，否则两转子之间就不会有电磁转矩的产生。即输入转速叫始终大于输出转速n，则其转差率 s 为:s = (nl_n)/nl。
[0007]电机学理论证明，只要输入轴转速与输出轴转速之间存在转速差，就必然存在转差功率的损耗，忽略机械损耗和杂散损耗后，转差率s与输入功率之间的关系为:Pm =sPm+(l_s)Pm ;式中:Pm为输入功率，sPm为转差功率，(l-s)Pm为输出功率。
[0008]对于涡流式永磁调速器，上面所述的转差功率sPm都会作为热能散发掉，对于中国专利文献CN104767357A，虽然其将转差功率sPm全部加以回收利用提高了效率，但是，从公式中可以看出:输入功率Pm不变时，当s越大，转差功率sPm也越大，输出功率(l-s)Pm就变小。假定设计时将系统的输入功率与负载功率设为相等都为Pm，当调速50%即s = 0.5时，此时永磁耦合调速器的输出功率只有0.5Pm，当要保证对负载的输出功率时，则要增加输入功率，即需要2Pm的输入才能保证lPm的输出。显然，专利文献CN104767357A中永磁耦合传动装置是不能作恒功率调速运行的。【实用新型内容】
[0009]因此，本实用新型要解决的技术问题在于对现有技术中的磁耦合传动装置作进一步的深化研究，解决上述永磁耦合传动装置不能作恒功率调速运行的缺陷，从而提供一种在驱动装置以恒定的输入功率驱动输入轴转动时，能够消除转差功率的影响，以等于输入功率(忽略效率影响)的输出功率驱动输出轴转动的磁耦合传动装置。
[0010]本实用新型还提供一种能够采用上述的磁耦合传动装置提供补充动力的传动装置。
[0011]为此，本实用新型提供一种恒功率调速运行的磁耦合传动装置，包括:
[0012]机座，具有壳体；
[0013]输入轴，可转动的安装在所述机座上，具有用于与动力装置连接的输入轴连接端，和位于所述壳体内的输入轴机内部分；
[0014]输出轴，可转动的安装在所述机座上，具有用于与负载连接的输出轴连接端，和位于所述壳体内的输出轴机内部分，所述输出轴机内部分与所述输入轴机内部分之间对应设置且互不接触；
[0015]第一电磁感应组件，由设置在所述输入轴机内部分上的第一转子及设置在所述输出轴机内部分与所述第一转子对应位置上的第二转子构成；
[0016]第二电磁感应组件，由定子及第三转子构成；所述定子设置在所述壳体内表面上，所述第三转子设置在所述输入轴机内部分或所述输出轴机内部分与所述定子对应的位置上;
[0017]控制机构，包括变流装置；所述变流装置用于调制来自所述第一电磁感应组件中的绕组的电能的频率和电压，并将调制后的该电能输入到所述第二电磁感应组件中的绕组，从而使所述第二电磁感应组件产生辅助电磁力矩。
[0018]其中，所述第一电磁感应组件中所述第一转子与所述第二转子之一是永磁体，另一个是绕组。
[0019]所述第二电磁感应组件中所述定子与所述第三转子之一是永磁体，另一个是绕组。
[0020]进一步地，所述第二电磁感应组件中的所述绕组设置在所述壳体内表面上；相应地所述第二电磁感应组件中的所述永磁体设置在所述输入轴机内部分或所述输出轴机内部分中具有与所述定子对应的位置上。
[0021]进一步地，所述输出轴机内部分上设有支架，所述支架保持所述输出轴机内部分上设置的各电磁感应部件在所述壳体及所述输入轴机内部分上设置的电磁感应部件之间保持所需的气隙。
[0022]所述输入轴机内部分上设有支架，所述支架保持所述输入轴机内部分上设置的各电磁感应部件在所述壳体及所述输出轴机内部分上设置的电磁感应部件之间保持所需的气隙。
[0023]所述输入轴机内部分上设有支架，所述支架保持所述输入轴机内部分上载带的各电磁感应部件在所述壳体及所述输出轴机内部分载带的电磁感应部件之间，并在各电磁感应组件中对应电磁感应部件之间保持所需的气隙。
[0024]本实用新型还提供一种能够提供补充动力的传动装置，采用如上项所述的恒功率调速运行的永磁耦合传动装置，所述控制机构包括外接电源连接部分；通过所述控制机构控制所述外接电源连接部分，从外部电网给所述第二电磁感应组件中的所述绕组供电。
[0025]本实用新型具有以下优点:
[0026]1.本实用新型的恒功率调速运行的磁耦合传动装置，由于设置第二电磁感应组件；控制机构中的变流装置接收来自第一电磁感应组件中的绕组的电能，将其调制后输入到该第二电磁感应组件中的绕组，从而使该第二电磁感应组件产生辅助电磁力矩。也就是说，本实用新型的恒功率调速运行的永磁耦合传动装置，能够将输入轴与输出轴之间因存在转速差而产生的转差功率充分收集，并利用其驱动输入轴或输出轴转动，从而使来自驱动装置的输入功率，在忽略损耗的情况下，能够几乎全部转化为输出轴的输出功率，并且使输出轴的输出功率大小与驱动装置的输入功率大小相当，实现了永磁耦合传动装置的恒功率调速运行；本实用新型的恒功率调速运行的永磁耦合传动装置体积小、成本低，极具推广应用价值。
[0027]本实用新型的恒功率调速运行的磁耦合传动装置，转差功率得到全部回收并传递给了负载端，功率的传送与转差率s的大小无关，这样就在全调速范围内都能基本上做到恒功率传动，则其输出转矩T = (ηι/η) Χ?\ (式中:?\为输入转矩、η:为输入转速、η为输出转速)，这在机械传动领域是革命性的无级调速传动技术。本实用新型的磁耦合传动装置无齿轮等机械传动装置，完全通过气隙来传递转矩，基本实现无油操作，无摩擦、磨损，使用寿命长。本实用新型磁耦合传动装置是纯电气系统控制，更方便实现开环或闭环运行、就地控制与远方控制，更方便实现与DCS系统或其它计算机网络连接。
[0028]2.本实用新型的恒功率调速运行的磁耦合传动装置，其中第二电磁感应组件中的绕组作为定子设置在机座的壳体内表面上，这样来自控制机构的电源线可以直接通过该壳体直接与二磁感应组件中的绕组作连接，而不必