专利名称：一种高效的传动轴永磁耦合装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电机拖动、负载调速系统领域，特别是一种高效的传动轴永磁耦
合装置。
背景技术：
目前，节能降耗已成为全社会关注的重点和科学发展的目标。电机系统用电量约 占全球用电量的60% ，其中风机、泵类、压縮机和空调制冷机的用电量分别占全球用电量的 10.4%、20.9%、9.4%和6%。电机系统量大、面广，节电潜力巨大。从国内来讲，现有各类 电机系统总装机容量约4. 2亿千瓦，运行效率比国外先进水平低10—-20个百分点，相当于 每年浪费电能约1500亿千瓦时。电动机及被拖动设备效率低，电动机、风机、泵等设备陈旧 落后，效率比国外先进水平低2-—5个百分点；系统匹配不合理，"大马拉小车"现象严重， 设备长期低负荷运行；系统调节方式落后，大部分风机、泵类采用机械节流方式调节，效率 比调速方式约低30%以上。 在实际工程设计与应用中，为了保证负荷最大时风机或水泵系统满足输出要求， 通常需要按系统的最大输出能力配备风机水泵系统，而真正实用中，绝大多数情况下并非 需要系统在满负荷下使用。可以通过调节气隙实现流量和/或压力的连续控制，取代原系 统中控制流量和/或压力的阀门，在电机转速不变的情况下，调节风机或水泵的转速，符合 离心负载的比例定律。当输出流量和/或压力减少时，电机功率急剧下降，减少了能源需 求，从而大大地节约了能源。因此，电机拖动系统领域里，动力传输耦合、调速及节能技术是 一个永久的研究和开发课题。
目前常用的几种传统调速方式的技术现状 串级调速技术，可以回收转差功率，但它不适合于鼠笼型异步电机，必须更换电 机；不能实现软启动，启动过程非常复杂；启动电流大；调速范围有限；响应慢，不易实现闭 环控制；功率因数和效率低，并随转速的调低急剧下降；很难实现同PLC、DCS等控制系统的 配合，对提高装置的整体自动化程度和实现优化控制无益；同时因控制装置比较复杂、谐波 污染大对电网有较大干扰；进一步限制了它的使用，属落后技术。电磁转差离台器调速技 术，通过对电磁离合器励磁电流的控制实现对其磁极的速度调节，这种系统一般也采用转 速闭环控制。这种调速系统全部转差功率都被消耗掉，用增加转差功率的消耗来换取转速 的降低，转差率增大，转差功率也增大，以发热形式消耗在转子电路里，使得系统效率也随 之降低，这类调速系统存在着调速范围愈宽，转差功率愈大，系统效率愈低的问题，相配的 控制装置也较为复杂，故不值得提倡。 液力耦合器调速技术，属低效调速方式，调速范围有限，高速丢转约5% -—10%， 低速转差损耗大，最高可达额定功率的30%以上，精度低、线性度差、响应慢，启动电流大， 装置大，不适合改造；容易漏液、维护复杂、费用大，不能满足提高装置整体自动化水平的需要。 变频调速技术，是目前应用比较普遍和相对先进的技术，采用电力电子技术来实
8现对电机的速度进行调节，可以有效根据实际工况来自动控制，可以实现一定的节能效果。 但是变频设备易产生谐波，大功率变频器对电网的谐波污染非常大；它对空间环境要求也 比较"娇贵"，需要空调环境；高压环境下故障率高，安全性差，变频调速系统需要专业人员 维护，而且易损备件时常需要更换，维护费用高，调速范围小，特别是在其低速运行时对电 机损害大，需要配备相应的变频电机，对于常用的6000V以上高压和50千瓦一-10000千瓦 型号的变频器来说，其价格昂贵，且拥有者总成本非常大。 永磁耦合及调速技术，永磁耦合扭矩传输或驱动及调速是目前最为先进的、正在 进一步大力研究和开发的电机拖动和调速技术。主要优点表现在①节能，可无级调整转 速，调速范围在0-—98% ;②结构简单；③可靠性高，容易安装，不怕恶劣环境，寿命长达25 年以上；④软启动，电机完全在空载下启动，大幅降低启动电流；⑤不怕堵转，不怕脉冲型 负载，保护电机，机械密封；⑥容忍轴偏心，具有负载隔离，减低振动、噪声；⑦延长设备寿 命，增长故障周期，减少维护需求；⑧无谐波危害，不伤害电机，不影响电网安全；⑨无电磁 波干扰；⑩拥有者总成本比较低。 公知的永磁耦合扭矩传输或驱动机理是，参见美国专利NO. 5477094，导体转子盘 与永磁转子盘有相对运动，导体转子盘在永磁转子盘产生的交变磁场里旋转切割磁力线 时，会形成感应涡流，该涡流电流反过来产生反向感应磁场，该感应磁场与永磁转子盘产生 的磁场相互作用，使导体转子盘和永磁体转子盘之间产生磁扭矩，阻止导体转子盘与永磁 转子盘的相对运动，这样导体转子盘与永磁转子盘之间就构建了一个磁扭矩的传动结构， 一个转子盘带动另一个转子盘同向旋转，进而带动负载做旋转运动。根据该工作机理，在电 机轴与其对应的负载轴之间设置永磁耦合扭矩传输或驱动装置，电机(或负载)轴上设置 铜导体转子盘，负载(或电机)轴上对应设置永磁转子盘，由于电机旋转时，带动铜导体转 子盘在永磁转子盘所产生的强磁场中切割磁力线，因而在铜导体转子盘中产生涡流电流， 该涡流电流反过来在铜导体转子盘周围产生反感磁场，阻止铜导体转子盘与永磁转子盘的 相对运动，从而实现了电机与负载之间的扭矩传输或驱动。目前市场上有关永磁耦合扭矩 传输或驱动及调速器产品都是依据该工作机理和技术方案设计制造的，例如美国麦格纳驱 动公司的相关系列产品，也是目前全球市场上最新推出的、唯一的一种永磁耦合及调速器 产品，受到市场的认可和欢迎；但是，由于其永磁耦合扭矩传输或驱动的机理和导体转子盘 结构方面的原因，在导体转子盘和永磁转子盘的尺寸、气隙间距、轴转速和转速差确定的同 等条件下，单位体积所能提供的磁转矩传输功率还比较小，永磁耦合扭矩传输或驱动效率 也比较低、发热量较大，致使超大功率的永磁耦合及调速装置的设计制造受到成本和技术 的限制。由于金属导体盘上的大量散热，致使在其上必须设置复杂的大体积的散热器，为了 提高永磁耦合扭矩传输或驱动装置的单位体积传输功率容量，相关的散热技术也成了设计 生产永磁耦合系列产品的一项技术瓶颈。据调查，采用目前公知技术方案的永磁耦合或调 速器产品，在750转/分条件下，风冷型永磁耦合或调速器的功率最大只能做到130千瓦左 右，在1500转/分条件下，风冷型永磁耦合或调速器的功率最大只能做到300千瓦左右，其 推广应用受到很大局限。 本实用新型的目的，是设计一种高效的传动轴永磁耦合装置，提出一种新的永磁 耦合扭矩传输或驱动工作机理及其相关技术方案，完善和克服目前永磁耦合及调速器产品 的上述不足、缺陷以及相关技术瓶颈的限制，可大大提高永磁耦合及调速器产品的单位体
9积所能提供的扭矩传输或驱动功率，并大大提高磁扭矩传输或驱动效率、降低发热量，有效 解决目前永磁耦合及调速器产品在设计和生产过程中存在的多方面技术问题，为设计更先 进、更大功率的永磁耦合及调速器产品提供重要的、核心的技术支撑和技术方案；在全世界 都在努力节能减排、倡导科学发展的背景下，迫切要求对永磁耦合扭矩传输或驱动机理及 其技术方案进行革新地构思和重新设计，以解决上述问题，适应电机拖动系统领域对先进 的动力耦合传输及调速技术的急需。
发明内容本设计人发现，在上述永磁耦合扭矩传输或驱动工作机理中存在以下问题导体 转子盘上所产生的感应涡流，因没有设定的流向及导体盘内部微观金属结构的杂乱性，它 们必然是紊乱的、不一致的和没有边际的，事实情况也是如此；同样，由于感应涡流所产生 的磁场也没有设定的磁通路径，在磁耦合过程中就会有一部分相邻且方向相反的或杂乱的 感应涡流所产生的感应磁场相互抵消了 ，而且由于没有设定的磁通路径还导致感应磁通量 的密度分散，致使大量感应电能和磁能耗散在导体盘上或没能充分利用，使得导体转子盘 发热并导致一系列较为严重的后果，比如温度升高，导体电阻率增大，感应涡流减小，磁扭 矩也跟着减小，磁扭矩传输或驱动效率不高；温度升高，永磁体的退磁效应也会加速，导致 永磁耦合及调速器的工作寿命也减少，近而还得采取更先进的散热措施进行散热，进一步 做大磁耦合器功率的难度加大，产品成本居高不下。这些在很大程度上限制了永磁耦合技 术产品的发展和推广应用，为克服永磁耦合器上述工作机理及其结构方面存在的问题，本 实用新型构建一种全新的永磁耦合结构和技术方案 根据电磁学和电机学原理当电枢绕组在永磁体组构建并产生的永磁气隙磁场中 旋转或二者之间存在转差率，电枢绕组因切割永磁气隙磁场而感应电动势，感应电动势的 方向按右手定则确定，电枢绕组线圈的两个有效边同时分别切割磁场方向相反的磁场，电 枢绕组线圈两端的电动势是两个有效边中所有串联导体感应电动势的总和，当电枢绕组线 圈的首端与末端形成闭合环路时，在电枢绕组线圈旋转感应电动势的作用下，电枢绕组线 圈中产生感应电流，感应电流的方向与感应电动势的方向相同，这就是永磁发电机的工作 原理；另一方面，据左手定则，载流电枢绕组在原永磁气隙磁场中受到作用力，该作用力的 方向据左手定则确定，方向与电枢绕组旋转的方向相反，形成与转动方向相反的作用力矩； 也可以用电磁扭矩理论说明，即电枢绕组中的感应电流产生一个与原气隙磁场相反的感应 磁场，两个磁场相互作用产生电磁转矩，达到电枢绕组与永磁体组之间相互传输电磁扭矩 的目的。 本设计人构建这样一种电磁扭矩传输结构电枢绕组嵌入圆盘形转子盘一侧环形 圆周上设置的径向电枢槽里，同时每个电枢线圈首端和末端相短接、形成自身闭合的短接 回路，以便"发电"并在电枢线圈中产生电流，制作成电枢绕组转子盘；相对应地，把一组永 磁体中的永磁体以N、 S极性交错地、均匀分布地设置在圆盘形转子盘的环形圆周上，形成 轴向交错永磁磁场，制作成永磁转子盘；电枢绕组转子盘的电枢绕组一侧和永磁转子盘的 永磁体一侧以面对面地、同轴地、间隔气隙地分别安装于主动轴(输入轴)和负载轴(输出 轴)上，当主动轴带动其中一个转子盘旋转时，据上述可知它们一起就构成了一个永磁耦 合电磁扭矩传输或驱动结构。电枢绕组转子盘与永磁转子盘之间的气隙间距的大小，决定
10着它们之间能传输电磁扭矩的小大，在主动盘转速不变、其它条件相同的情况下，该气隙间 距越大，传输的电磁扭矩越小；该气隙间距越小，传输的电磁扭矩越大。也就是说，调节气隙 间距可达到调节传输电磁扭矩，近而达到调节负载转速的目的，而且无论哪个转子盘作为 主动盘还是作为被动盘，它们均可进行磁耦合电磁扭矩传输或驱动。设置或调节电枢绕组 转子盘与永磁转子盘之间的气息间距实现负载软启动、堵转自卸负载、调节传输扭矩的大 小或调速目的。 综上所述，本实用新型的核心是提出了一种全新的圆盘型高效的传动轴永磁耦合 扭矩传输或驱动工作机理，并应用此工作机理构建一种高效的传动轴永磁耦合装置及其相 关主要组件或部件结构的技术方案，本实用新型的具体技术方案如下 —种高效的传动轴永磁耦合装置，其特征在于，它由至少一副电枢绕组转子盘和 与其相适配的电枢绕组盘联轴机构、至少一副永磁转子盘和与其相适配的永磁盘联轴机构 以及对应的输入联轴器和输出联轴器构成，电枢绕组转子盘由至少一组电枢绕组和用于装 配电枢绕组的电枢绕组安装盘组成，电枢绕组嵌入或装配在电枢绕组安装盘一侧设置的电 枢槽里，永磁转子盘由一组至少两个永磁体和装配永磁体的永磁体安装盘组成，永磁体分 别以N、 S极性交错地、均匀分布地镶嵌或装配在永磁体安装盘的圆周上，电枢绕组转子盘 置有电枢绕组的一侧面对于永磁转子盘置有永磁体的一侧、以同一轴中心线形成电磁耦合 安装，电枢绕组转子盘与永磁转子盘之间设置有气隙间距，电枢绕组转子盘通过相适配的 电枢绕组盘联轴机构与对应的输入联轴器或输出联轴器相联接，永磁转子盘通过相适配的 永磁盘联轴机构与对应的输出联轴器或输入联轴器相联接。 如上所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置，其特征在于，永磁体呈矩形、扇形或 梯形的切块状或切柱状，用来承载和安装永磁体组的永磁体安装盘采用铁轭导磁材料制 作，永磁体安装盘的圆周环上均匀分布地镶嵌或帖装永磁体，永磁体分别以N、 S极性交错 地排列，形成轴向交错永磁磁场。 如上所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置，其特征在于，单个电枢绕组的形状 与永磁体的截面形状对应，呈矩形、扇形或梯形，它有以下五种供选择的结构方案，其一是 多匝型电枢绕组，每个多匝型电枢绕组至少有两匝绝缘良导体绕制并且首端和末端短接， 其二是匝与匝独立绝缘型电枢绕组，每个匝与匝独立绝缘型电枢绕组至少有两匝相互独立 绝缘的、每匝是闭环短路的、大小形状相同的线圈构成并扎成一束，其三是多芯型电枢绕 组，多芯型电枢绕组是用多股或多芯良导线制成的单圈闭环短路线圈，其四是锅箅式电枢 绕组，它由嵌在电枢槽里的金属导条组成，金属导条的两端分别与外圆环和内圆环联成一 体，形成自身闭合的短接的一体化电枢绕组，其形状看似在锅里蒸馍用的圆形锅箅子，其五 是超导电枢绕组，它与上述四种电枢绕组的区别是采用超导金属线材或超导复合导体材料 制作而成，电枢绕组安装盘由高导磁、铁轭或铁芯材料加工而成，其一侧凸出一个与永磁转 子盘相适配的圆环，圆环上设置均匀分布的径向电枢槽，电枢槽中至少设置一层电枢绕组， 电枢绕组的个数和形状与电枢槽的数量和槽形相互适配，电枢槽与永磁转子盘上永磁体的 数量和尺寸相适配。 如上所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置，其特征在于，它至少设置有一组永 磁耦合转子组件，每组永磁耦合转子组件由一个电枢绕组转子盘和一个相耦合的永磁转子 盘构成，设置有两组及两组以上的永磁耦合转子组件时，永磁耦合转子组件的布置有三种
11选择方案，方案之一是按"电枢绕组转子盘-一 永磁转子盘、永磁转子盘-一 电枢绕组转子 盘"之顺序背靠背地布置，方案之二是按"电枢绕组转子盘-一 永磁转子盘、电枢绕组转子 盘-一 永磁转子盘"之顺序依次地布置，方案之三是"电枢绕组转子盘-一 永磁转子盘、永 磁转子盘-一 电枢绕组转子盘、电枢绕组转子盘-一 永磁转子盘、电枢绕组转子盘-一 永磁 转子盘"之混合方式布置，相邻的并以"背靠背"布置的两个永磁转子盘能合并成一体化两 面耦合的永磁转子盘。 如上所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置，其特征在于，用于电枢绕组转子盘
与对应的输入联轴器或输出联轴器之间相联接的电枢绕组盘联轴机构有三种结构方案供
选择，其一是筒形或鼠笼形结构，输入联轴器或输出联轴器设置在筒形或鼠笼形结构一端
的中轴位置，电枢绕组转子盘设置在筒形或鼠笼形结构的内部，每个电枢绕组转子盘的外
缘圆环部安装在筒形或鼠笼形结构的相适配的筒壁或机笼壁上，其二是在前一种方案的基
础上，每个电枢绕组转子盘增加一个与其相适配的起到传输扭矩和支撑电枢绕组转子盘的
电枢绕组支撑盘，电枢绕组转子盘之没有布设电枢槽的一侧贴装固定到其电枢绕组支撑盘
上，再一起安装在筒形或鼠笼形结构的相适配的筒壁或笼壁上，其三是电枢绕组转子盘之
没有布设电枢槽的一侧贴装固定到其电枢绕组支撑盘的一侧上，输入联轴器或输出联轴器
设置在电枢绕组支撑盘的另一侧，用于永磁转子盘与对应的输出联轴器或输入联轴器之间
相联接的永磁盘联轴机构有五种结构方案供对应适配选择，第一是中心短轴结构，电枢绕
组转子盘设置有中心圆孔呈圆环盘状，在永磁耦合装置的内部中轴位置设置一个贯通的中
心短轴，输出联轴器或输入联轴器设置在中心短轴的外端部，永磁转子盘设置有轴孔呈圆
环盘形状，永磁转子盘紧固装配在中心短轴上，并与和其相耦合的电枢绕组转子盘进行适
配地气隙电磁耦合安装，永磁转子盘与中心短轴之间成为相互扭矩传动的结构，第二是非
圆形中心短轴结构，电枢绕组转子盘设置有中心圆孔呈圆环盘状，在永磁耦合装置的内部
中轴位置设置一个贯通的非圆形中心短轴，输出联轴器或输入联轴器设置在非圆形中心短
轴的外端部，永磁转子盘中心设置有与非圆形中心短轴相适配的非圆轴孔，非圆轴孔中设
置相适配的非圆形中心短轴轴套，永磁转子盘以轴向滑动地装配在非圆形中心短轴上，永
磁转子盘与非圆形中心短轴之间成为相互扭矩传动的结构，每个永磁转子盘与和其相耦合
的电枢绕组转子盘进行适配地气隙电磁耦合安装，在非圆中心短轴上、对应永磁转子盘的
最大和最小气隙间距位置处相适配地设置用于对永磁转子盘调节位置并对其锁紧定位的
永磁转子盘限位机构，第三是中心短轴和扭矩传输滑杠结构，电枢绕组转子盘设置有中心
圆孔呈圆环盘状，在永磁耦合装置的内部中轴位置设置一个贯通的中心短轴，输出联轴器
或输入联轴器设置在中心短轴的外端部，中心短轴的适当位置固定有至少一个中心转盘，
中心转盘的圆周上均匀分布紧固地安装至少两个轴向贯穿所有永磁转子盘的扭矩传输滑
杠，永磁转子盘上设置有中心圆孔和对应扭矩传输滑杠并用于通过扭矩传输滑杠安装的滑
杠圆孔，滑杠圆孔中设置有轴套，永磁转子盘通过其上的滑杠圆孔轴套安装到扭矩传输滑
杠上，永磁转子盘、扭矩传输滑杠、中心转盘和中心短轴之间形成扭矩传动结构，每个永磁
转子盘与和其相耦合的电枢绕组转子盘进行适配地气隙电磁耦合安装，在扭矩传输滑杠
上、对应永磁转子盘的最大和最小气隙间距位置处相适配地设置用于对永磁转子盘调节位
置并对其锁紧定位的永磁转子盘限位机构，第四是上述三种方案中的中心短轴或非圆形中
心短轴是空心的，第五是直接联接结构，电枢绕组转子盘呈盘状或设置有中心圆孔呈圆环
12盘状，永磁转子盘呈盘状或设置有中心轴孔呈圆环盘形状，永磁转子盘直接或通过相适配 的输出联轴器或输入联轴器安装到负载轴或主动轴上。 如上所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置，其特征在于，用于永磁转子盘与对
应的输入联轴器或输出联轴器之间相联接的永磁盘联轴机构有三种结构方案供选择，其
一是筒形或鼠笼形结构，输入联轴器或输出联轴器设置在筒形或鼠笼形结构一端的中轴位
置，永磁转子盘设置在筒形或鼠笼形结构的内部，每个永磁转子盘的外缘圆环部安装在筒
形或鼠笼形结构的相适配的筒壁或机笼壁上，其二是在前一种方案的基础上，每个永磁转
子盘增加一个与其相适配的起到传输扭矩和支撑永磁转子盘的永磁支撑盘，永磁转子盘之
布设永磁体的另一侧贴装固定到其永磁支撑盘上，再一起安装在筒形或鼠笼形结构的相适
配的筒壁或笼壁上，其三是永磁转子盘之布设永磁体的另一侧贴装固定到其永磁支撑盘的
一侧上，输入联轴器或输出联轴器设置在永磁支撑盘的另一侧，用于电枢绕组转子盘与对
应的输出联轴器或输入联轴器之间相联接的电枢绕组盘联轴机构有五种结构方案供对应
适配选择，第一是中心短轴结构，永磁转子盘设置有中心圆孔呈圆环盘状，在永磁耦合装置
的内部中轴位置设置一个贯通的中心短轴，输出联轴器或输入联轴器设置在中心短轴的外
端部，电枢绕组转子盘设置有轴孔呈圆环盘形状，电枢绕组转子盘紧固装配在中心短轴上，
并与和其相耦合的永磁转子盘进行适配地气隙电磁耦合安装，电枢绕组转子盘与中心短轴
之间成为相互扭矩传动的结构，第二是非圆形中心短轴结构，电枢绕组转子盘中心设置与
非圆形中心短轴相适配的非圆轴孔，在永磁耦合装置的内部中轴位置设置一个贯通的非圆
形中心短轴，输出联轴器或输入联轴器设置在非圆形中心短轴的外端部，电枢绕组转子盘
中心设置有与非圆形中心短轴相适配的非圆轴孔，非圆轴孔中设置有相适配的非圆形中心
短轴轴套，电枢绕组转子盘以轴向滑动地装配在非圆形中心短轴上，电枢绕组转子盘与非
圆形中心短轴之间成为相互扭矩传动的结构，每个电枢绕组转子盘与和其相耦合的永磁转
子盘进行适配地气隙电磁耦合安装，在非圆中心短轴上、对应电枢绕组转子盘的最大和最
小气隙间距位置处相适配地设置用于对电枢绕组转子盘调节位置并对其锁紧定位的电枢
绕组转子盘限位机构，第三是中心短轴和扭矩传输滑杠结构，电枢绕组转子盘设置有中心
圆孔呈圆环盘状，在永磁耦合装置的内部中轴位置设置一个贯通的中心短轴，输出联轴器
或输入联轴器设置在中心短轴的外端部，中心短轴的适当位置固定有至少一个中心转盘，
中心转盘的圆周上均匀分布紧固地安装至少两个轴向贯穿所有电枢绕组转子盘的扭矩传
输滑杠，电枢绕组转子盘上设置有中心圆孔和对应扭矩传输滑杠并用于通过扭矩传输滑杠
安装的滑杠圆孔，滑杠圆孔中设置有轴套，电枢绕组转子盘通过其上的滑杠圆孔轴套安装
到扭矩传输滑杠上，电枢绕组转子盘、扭矩传输滑杠、中心转盘和中心短轴之间形成扭矩传
动结构，每个电枢绕组转子盘与和其相耦合的永磁转子盘进行适配地气隙电磁耦合安装，
在扭矩传输滑杠上、对应电枢绕组转子盘的最大和最小气隙间距位置处相适配地设置用于
对电枢绕组转子盘调节位置并对其锁紧定位的永磁转子盘限位机构，第四是上述三种方案
中的中心短轴或非圆形中心短轴是空心的，第五是直接联接结构，永磁转子盘呈盘状或设
置有中心圆孔呈环盘状，电枢绕组转子盘呈盘状或设置有中心轴孔呈环盘形状，电枢绕组
转子盘直接或通过相适配的输出联轴器或输入联轴器安装到负载轴或主动轴上。 如上所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置，其特征在于，在本装置中设置有两
组及两组以上永磁耦合组件，把设置在非圆中心短轴或扭矩传输滑杠上的永磁转子盘限位
13机构以设定的位置固定住或锁紧安装，在装置外部的筒形结构的筒壁或鼠笼形结构的笼壁上、至少一对电枢绕组转子盘之间设置一组壁式气隙间距调节机构。 如上所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置，其特征在于，在本装置中设置有两组及两组以上永磁耦合组件，把设置在非圆中心短轴或扭矩传输滑杠上的电枢绕组限位机构以设定的位置固定住或锁紧安装，在装置外部的筒形结构的筒壁或鼠笼形结构的笼壁上、至少一对永磁转子盘之间设置一组壁式气隙间距调节机构。 如上所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置，其特征在于，所述的电枢绕组转子盘上、或其没有放置电枢绕组的一侧、和/或其支撑盘及本装置中其它发热部件上安装、固定或配装相适合的散热器、散热片或组合式综合技术散热组件，组合式综合技术散热组件是采用三种风冷技术部件、旋转热导管技术组件和水冷技术系统之中至少其中两种技术结构的有机融合组件，在对应于散热器或散热片的散热通风通道部件上设置通风口 、风孔或散热介质路径。 如上所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置，其特征在于，所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置，其特征在于，本装置的外部设置有防尘罩或设置具有安全防护和防止磁场泄露的机笼或机壳，它们与本装置最外部的、只与电枢绕组转子盘和永磁转子盘其中之一种相联接的组件相联接，或者与适配的散热组件或散热系统融合为一体式结构，或者把机笼、机壳或防尘罩设置或融合在另外给本装置、电机或负载设置的支架或支座上，支架或支座为卧式结构或者立式结构。 上述技术方案中，一个电枢绕组转子盘和一个永磁转子盘以气隙隔离地耦合构成一组永磁耦合转子组件，电枢绕组转子盘和永磁转子盘分别安装在输入轴(主动轴)或输出轴(负载轴、被动轴)上，并且永磁转子盘的永磁体一侧面对于电枢绕组转子盘的电枢绕组一侧，以气隙隔离地、成对地、同一轴中心线地电磁耦合安装；传动轴永磁耦合装置中设置有两组及两组以上的永磁耦合转子组件时，永磁耦合转子组件的布置有三种选择方案，方案之一是按"电枢绕组转子盘-一 永磁转子盘、永磁转子盘 一-电枢绕组转子盘"之顺序背靠背地布置；方案之二是按"电枢绕组转子盘-一 永磁转子盘、电枢绕组转子盘-一 永磁转子盘、电枢绕组转子盘-一 永磁转子盘"之顺序依次地布置；方案之三是"电枢绕组转子盘-一 永磁转子盘、永磁转子盘-一 电枢绕组转子盘、电枢绕组转子盘-一 永磁转子盘、电枢绕组转子盘-一 永磁转子盘"之混合方式布置，它是混合使用前两种方案的一种布置方案。不管采用哪种布置方案，也不管技术方案中包含几组永磁耦合转子组件，其中所有的电枢绕组转子盘通过相适配的电枢绕组盘联轴机构与对应的输入联轴器或输出联轴器相联接，所有的永磁转子盘通过相适配的永磁盘联轴机构与对应的输出联轴器或输入联轴器相联接。 上述技术方案中，永磁转子盘的制作材料及其结构技术方案永磁转子盘由永磁体安装盘和一组永磁体构成，永磁体安装盘除了起与电机中的铁轭导磁作用一样之外，还用来承载和安装永磁体组，它所采用的材质除了可选用(低碳钢、钢片型材等)之外还可采用更高档的导磁材料(铁氧体、玻莫合金、非晶磁芯材料、微晶磁芯材料等)，永磁体呈矩形、扇形或梯形的切块状或切柱状，永磁体安装盘一侧的圆周环上均匀分布地镶嵌或帖装永磁体，永磁体分别以N、 S极性交错地排列，形成轴向交错永磁磁场，制作成平板圆盘形或圆环盘形永磁转子盘。
14[0027] 上述技术方案中，电枢绕组转子盘由电枢绕组及其与之相适配的电枢绕组安装盘
构成，电枢绕组安装盘除起到等同于电机中的电枢铁芯、磁芯或铁轭的作用之外，还用来承
载和安装电枢绕组；电枢绕组安装盘的用材除了可选用(低碳钢、钢片型材等)之外还可采
用更高档的导磁材料(铁氧体、玻莫合金、非晶磁芯材料、微晶磁芯材料等)，其上面设置的
电枢槽数、电枢槽形，均可依据与电机中的铁芯、磁芯或铁轭以及电枢槽的相关公知成熟技
术方案进行设计；电枢绕组采用的材料可以更高档，如采用更优良的导体材料，结构及其制
作方法与公知的制作电机电枢绕组相关的成熟技术方案、方法和工艺相同或类似，只不过
这里的电枢绕组相当于电机中的发电电枢绕组同时又兼做电动机的电枢绕组，在电机中定
转子是筒形或柱形的、磁扭矩传输的气隙磁场的方向是径向磁场耦合的，而本实用新型里
的转子是平板圆盘形的，磁扭矩传输的气隙磁场的方向是轴向磁场耦合的。本案电枢绕组
和电枢绕组转子盘的设计就是把电机中的对应成熟技术方案变成或转换成适合平板圆盘
形或圆环盘形转子及轴向磁场耦合的型制而已。电枢绕组安装盘由高导磁、铁轭或铁芯材
料加工而成，其一侧凸出一个与永磁转子盘相适配的圆环，圆环上设置均匀分布的径向电
枢槽，电枢槽中至少设置一层电枢绕组，电枢绕组的个数和形状与电枢槽的数量和槽形相
互适配，电枢槽与永磁转子盘上永磁体的数量和尺寸相适配，并遵循电机的"定转子槽数选
择及其配合原则"和"磁通路径构建原则"。电枢绕组有以下几种推荐技术方案，以便选择 ①多匪型电枢绕组结构，每个多匪电枢绕组至少有两匪绝缘良导体(比如漆包铜
线或银线、电磁线)绕制，呈矩形、扇形或梯形，并且首端和末端短接；多匝电枢绕组的特点
是，当电枢绕组首尾断开时，两端的感应电动势是各匝线圈的感应电动势之和，电枢绕组首
尾短接，其中的感应电流较同型单匝时的电流大，相应产生的耦合磁扭矩也就较大。 ②匝与匝独立绝缘型电枢绕组结构，匝与匝独立绝缘电枢绕组至少有两匝相互独
立绝缘的、每匝是闭环短路的、大小形状相同的线圈构成，并扎成一束，呈矩形、扇形或梯
形；匝与匝独立绝缘电枢绕组的特点是，由于电枢绕组所产生的磁扭矩是其每个独立线圈
的总和，其中有一匝线圈断路或短路时，不会引发整组线圈彻底损坏而不能够不能够工作，
可靠性较高。 ③多芯电枢绕组结构，多芯电枢绕组是用多股或多芯良导线制成的，是一种横截面积较大的、单圈闭环短路的矩形、扇形或梯形电枢绕组，当然也可以采用横截面积相当的独体闭环短路的矩形、扇形或梯形制作成电枢绕组，只不过由于导体的集肤效应，相同横截面积的导体，其表面积越大，导电性越好、电阻率越低、发热量越少。 ④锅箅式电枢绕组结构及其制作方法，锅箅式电枢绕组的结构较简单、效率高，是本实用新型重点推荐的电枢绕组技术方案，它由嵌在电枢槽里的金属条组成，两端分别与外圆环和内圆环联成一体形成自身闭合的短接的回路。锅箅式电枢绕组有三种制作方法，一种制作方法是将一个金属导体圆环盘(一般为铜质或铝质)以径向、圆周均匀分布地切槽，形成有内圆环、外圆环、径向导体条组成的锅箅子，其径向导体条的两端分别与外圆环和内圆环连成一体化的、形成自身闭合的短接的回路，其形似一个在锅里蒸馍用的箅子，故且叫做锅箅式电枢绕组，除了把锅箅式电枢绕组嵌入电枢槽里制作电枢绕组转子盘之外，另外也可在切槽中镶嵌或填充高导磁材料(硅钢片、铁氧体、玻莫合金、非晶磁芯材料、微晶磁芯材料等)，电枢绕组安装盘上不用再设置电枢槽，而直接把切槽中镶嵌或填充高导磁材料的锅箅式电枢绕组固定到电枢绕组安装盘上制作成电枢绕组转子盘；另一种制作方法
15是把嵌在电枢槽里的金属条(铜导体条或铝导体条)的两端，分别与外圆环和内圆环联成一体形成自身闭合的短接的回路；第三种方法是采用金属液铸成上述形状的锅箅式电枢绕组。当然一体化电枢绕组也可以采用更为优良的导体材料、超导合金材料或超导复合导体材料制成，或采用贴镀工艺、浇铸工艺制作而成，以最大限度地提高电枢绕组的导电性能并控制成本不至于太高。锅箅式电枢绕组的工作机理类似于电机学中的鼠笼式电枢绕组的工作机理。 ⑤混合电枢绕组，混合电枢绕组是上述各种型制的电枢绕组的制作方法的混合利用、取长补短或交错布置的结构方案，而且上述各种单组电枢绕组不但可以在电枢绕组盘上依次平整地搁置于相邻的线槽里，电枢绕组与电枢绕组之间也可交叉地间隔线槽地搁置于不相邻的线槽里，其条件是确保每组电枢绕组里的感应电动势是相加，而不是相互抵消的，并且在同一线圈槽里的电流方向一致，只要符合电机的"近槽配合原则"、"定转子槽数选择及其配合原则"、"槽形设计及配合原则"、"磁通路径构建原则"及"闭合线圈发电原理"就可以，以期达到永磁耦合转子组件结构的设计方案多样性、较佳的传动效率和良好的设备性价比，而不至于导致由于采用了混合电枢绕组型永磁耦合转子组件技术方案和电枢绕组在线槽里的搁置或摆放方式的不同，使本实用新型的专利约束力下降。上述各型电枢绕组既可以在同一层的电枢绕组层中混合使用也可以分层混合使用 ⑥超导电枢绕组型，超导电枢绕组的型制或结构可以是上述的多匝电枢绕组、匝与匝独立绝缘电枢绕组、多芯电枢绕组、锅箅式电枢绕组或混合电枢绕组，只不过用来制作电枢绕组的材料采用的是更为优良的导体材料、超导金属线材或超导复合导体材料(如铌、铌合金或铌包铜超导线材等)，或者采用贴、镀工艺(贴银、贴铌、镀银或镀铌等)、或采用精密成形浇铸工艺制作而成，可以大大减少线圈的电阻，增大了电流的同时减低发热量，在大大提高了扭矩传输或驱动功率的同时，控制产品的成本不至于因大量采用贵金属或超导材料而太高，更有利于高性能产品的开发；这里的电枢绕组安装盘的材料和结构与上述多匝电枢绕组型永磁耦合转子组件中的电枢绕组安装盘一样。 在不调节气隙间距的情况下，为了提高本实用新型技术方案的负载软启动及负载堵转自卸载性能，在永磁耦合转子盘的结构方面，有以下两种电枢槽及电枢绕组布设结构方面的技术方案供选择采用其一是采用电枢深槽式结构，它的特点是电枢绕组安装盘上的电枢槽深而窄，相应嵌入其中的电枢绕组导条的截面积也高而狭；其二是采用双层电枢绕组式结构，它的特点是电枢绕组安装盘上装配两层电枢绕组，其上临近永磁转子盘的外层电枢绕组的横截面积较小，并用电阻系数较大的材料制成(黄铜或铝青铜等)，故外层的电枢导条电阻较大，内层电枢绕组的横截面积较大，并用电阻系数较小的材料制成(紫铜、超导导体材料等)，故内层的电枢导条电阻较小。它们的工作机理与公知的《电机学》中的相关工作机理完全相同。 上述技术方案中，由于电枢绕组转子盘在运转过程中的生热量比永磁转子盘大得多，推荐尽量把电枢绕组转子盘设置在更有利于散热处理的位置；或者把与电枢绕组转子
盘相连的部件、机构或组件设置在永磁耦合装置的外部，既作为电枢绕组盘联轴机构的一部分构件，也同时作为机笼组件、散热组件的一部分使用，或者把导体/电枢绕组盘更有利于散热处理的位置；把与永磁转子盘相连的部件、机构或组件设置在永磁耦合装置的中部，当然也不排斥与上述相反的及其它布置方案。用于电枢绕组转子盘与对应的输入联轴器或
16输出联轴器之间相联接的电枢绕组盘联轴机构有三种结构方案供选择，其一是筒形或鼠笼
形结构，输入联轴器或输出联轴器设置在筒形或鼠笼形结构一端的中轴位置，电枢绕组转
子盘设置在筒形或鼠笼形结构的内部，每个电枢绕组转子盘的外缘圆环部安装在筒形或鼠
笼形结构的相适配的筒壁或笼壁上，其二是在前一种方案的基础上，每个电枢绕组转子盘
增加一个与其相适配的起到传输扭矩和支撑电枢绕组转子盘的电枢绕组支撑盘，电枢绕组
转子盘之没有布设电枢槽的一侧贴装固定到其电枢绕组支撑盘上，再一起安装在筒形或鼠
笼形结构的相适配的筒壁或笼壁上，其三是电枢绕组转子盘之没有布设电枢槽的一侧贴装
固定到其电枢绕组支撑盘的一侧上，输入联轴器或输出联轴器设置在电枢绕组支撑盘的另
一侧。用于永磁转子盘与对应的输出联轴器或输入联轴器之间相联接的永磁盘联轴机构有
五种结构方案供对应适配选择，第一是中心短轴结构，电枢绕组转子盘设置有中心圆孔呈
圆环盘状，在永磁耦合装置的内部中轴位置设置一个贯通的中心短轴，输入联轴器或输出
联轴器设置在中心短轴的外端部，永磁转子盘设置有轴孔呈圆环盘形状，永磁转子盘紧固
装配在中心短轴上，并与和其相耦合的电枢绕组转子盘进行适配地气隙电磁耦合安装，永
磁转子盘与中心短轴之间成为相互扭矩传动的结构，第二是非圆形中心短轴结构，电枢绕
组转子盘设置有中心圆孔呈圆环盘状，在永磁耦合装置的内部中轴位置设置一个贯通的非
圆形中心短轴，它可以是如四方形轴、六方形轴、八方形轴或花形轴，以及其它对称的有边、
有棱或转子盘可在其上滑动并能相互传动的几何形状之传动轴等，输入联轴器或输出联轴
器设置在非圆形中心短轴的外端部，永磁转子盘中心设置有与非圆形中心短轴相适配的非
圆轴孔，非圆轴孔中设置相适配的非圆形中心短轴轴套，永磁转子盘以轴向滑动地装配在
非圆形中心短轴上，永磁转子盘与非圆形中心短轴之间成为相互扭矩传动的结构，每个永
磁转子盘与和其相耦合的电枢绕组转子盘进行适配地气隙电磁耦合安装；第三是中心短
轴和扭矩传输滑杠结构，电枢绕组转子盘设置有中心圆孔呈圆环盘状，在永磁耦合装置的
内部中轴位置设置一个贯通的中心短轴，输入联轴器或输出联轴器设置在中心短轴的外端
部，中心短轴的适当位置固定有至少一个中心转盘，中心转盘的圆周上均匀分布紧固地安
装至少两个轴向贯穿所有中心转盘的扭矩传输滑杠，永磁转子盘上设置有中心圆孔和对应
扭矩传输滑杠并用于通过扭矩传输滑杠安装的滑杠圆孔，滑杠圆孔中设置有轴套，永磁转
子盘通过其上的滑杠圆孔轴套安装到扭矩传输滑杠上，永磁转子盘、扭矩传输滑杠、中心转
盘和中心短轴之间形成扭矩传动结构，每个永磁转子盘与和其相耦合的电枢绕组转子盘进
行适配地气隙电磁耦合安装；第四是上述三种方案中的中心短轴或非圆形中心短轴是空心
的，第五是直接联接结构，电枢绕组转子盘呈盘状或设置有中心圆孔呈环盘状，永磁转子盘
呈盘状或设置有中心轴孔呈环盘形状，永磁转子盘直接(轴键、键槽或花键联接)或通过相
适配的输入联轴器或输出联轴器安装到主动轴或负载轴上。当然，非圆形中心短轴也可做
成两节不同形状的轴，左边段较长，轴边长或轴径可小一些，右边段较短(可圆可方，边长
或轴径大一些还可起到转子盘的限位作用)与联轴器相适配。上述电枢绕组盘联轴机构的
结构和永磁盘联轴机构的结构，可以针对电枢绕组转子盘和永磁转子盘进行对应地适配地
相互对调置换，形成倒换设置的结构方案，使永磁耦合装置的总体结构技术方案多样性，以
体现本实用新型的设计思想，这里不再赘述。 上述技术方案中，在扭矩传输滑杠或非圆中心短轴上、对应永磁转子盘或电枢绕组装置盘的最大和最小气隙间距位置处相适配地设置用于调节位置和锁紧定位的限位机
17构(限位销/键组件、限位环/盘组件或限位螺母组件等)，调节相应限位机构的位置可达到调节和限制输出轴(负载轴)转速的目的，同时也可起到永磁耦合组件之间的隔离作用，以免转子盘之间碰撞或相互影响。另一方面，对于设置有两组及两组以上永磁耦合组件的情况，还可把设置在非圆中心短轴或扭矩传输滑杠上的永磁转子盘限位机构或电枢绕组限位机构以设定的位置固定住或锁紧安装，在装置外部的筒形结构的筒壁或鼠笼形结构的笼壁上、每组永磁耦合组件的电枢绕组转子盘和永磁转子盘之间设置一组壁式气隙间距调节机构(比如螺母一螺杆机构、两端反向丝杆、电线杆拉线器式机构等)，縮短、伸长或固定每组永磁耦合组件中的永磁转子盘与电枢绕组之间的距离，从而也可实现对气隙间距的调节和固定，达到调节和限制输出轴转速的目的。 上述技术方案中，在电枢绕组转子盘上、或其没有放置电枢绕组的一侧、和/或其支撑盘及本实用新型装置中其它发热部件上安装、固定或配装相适合的散热器、散热片或组合式综合技术散热组件。组合式综合技术散热组件可以是风冷技术部件、旋转热导管技术组件和水冷技术系统中至少其中两种技术结构的有机融合组件，形状和结构应与电枢绕组转子盘一致、适配于电枢绕组转子盘或本装置的系统总体结构，并在对应于散热器或散热片散热通风通道部件上设置通风口 、风孔或散热介质路径；本实用新型装置中其它发热部件是指转子盘支撑盘、空心中心短轴、轴承、永磁转子盘等部件，可以利用把旋转热导管埋入、镶嵌、粘贴或其它热量引出方式引出热量到合适的位置进行散热处理，以提高散热效率，提高本实用新型装置单位体积的扭矩传输或驱动功率。其中热导管散热技术作为一种被动式的散热系统，既不耗电也不产生噪音，散热效果也比普通风扇的主动散热技术要强很多，在许多方面已得到成功应用。 上述技术方案中，所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置，它的外部可根据需要
设置防尘罩或设置具有安全防护和防止磁场泄露的机笼或机壳，它们与本装置最外部的、
只与电枢绕组转子盘和永磁转子盘其中之一种相联接的组件相联接，或者与散热组件或散
热系统融合为一体式结构，或者把机笼、机壳或防尘罩设置或融合在另外给本装置、电机或
负载设置的支架或支座上，支架或支座可以是卧式结构也可以是立式结构。 为实现本实用新型的目的，依据上述技术方案，在保持永磁耦合及调速技术所具
有的前述十多项优点的前提下，克服和解决目前公知技术中存在的不足、缺陷和问题，设计
成为一种高效的传动轴永磁耦合装置，它必将为永磁耦合及调速装置的系列产品带来巨大
的、飞跃式的技术进步。
图1为本实用新型实施例1的工作原理及结构示意剖视图。 图2为本实用新型实施例1的电枢绕组转子盘结构示意图。 图3为本实用新型实施例1的永磁转子盘结构示意图。 图4为本实用新型实施例2的工作原理及结构示意剖视图。 图5为本实用新型实施例2的电枢绕组转子盘结构示意图。 图6为本实用新型实施例2的永磁转子盘结构示意图。 图7为本实用新型实施例3的工作原理及结构示意剖视图。 图8为本实用新型实施例3的锅箅式电枢绕组结构示意图。
18[0048] 图9为本实用新型实施例3的锅箅式电枢绕组转子盘结构示意图。 图10为本实用新型实施例3的永磁转子盘结构示意图。 图11为本实用新型实施例4的工作原理及结构示意剖视图。 图12为本实用新型实施例4的电枢绕组转子盘结构示意图。 图13为本实用新型实施例5的工作原理及结构示意剖视图 图14为本实用新型实施例5的电枢绕组转子盘结构示意图。。 图15为本实用新型实施例5的永磁转子盘结构示意图。
具体实施方式
[0055] 实施例1 如图1、图2和图3所示为本实用新型的一个实施例，有两组永磁耦合组件以"背靠背"地布置，它由两副电枢绕组转子盘(1和2、11和22)和与其相适配的电枢绕组盘联轴机构(6、7、43、8和9)、两副相邻的永磁转子盘"背靠背"设置并合并成两面耦合的永磁转子盘(4和5)和与其相适配的永磁盘联轴机构(39、40)以及对应的输入联轴器(34、35)和输出联轴器(31、32)构成，电枢绕组转子盘由24个电枢绕组(2)和用于装配电枢绕组的电枢绕组安装盘(1)组成，电枢绕组为扇形多匝型电枢绕组，图2中每个电枢绕组(2)有三匝，首端和末端短路闭合，电枢绕组安装盘(1)上设置有圆心孔(41)、24个电枢槽(45)和安装孔(43)，电枢绕组转子盘(10)呈圆环盘状，电枢绕组(2)嵌入在电枢绕组安装盘(1)一侧设置的电枢槽(45)里，永磁转子盘由一组20个永磁体(5)和一个装配永磁体的永磁体安装盘(4)组成，永磁体安装盘(4)呈圆环盘状，其上圆周上设有20个扇形通孔(15)，永磁体(5)呈扇形切柱状，永磁体(5)分别以N、S极性交错地、均匀分布地装配在永磁体安装盘(4)圆周上的适配孔(15)中，电枢绕组转子盘(10)置有电枢绕组(2)的一侧面对于永磁转子盘(20)置有永磁体(5)的一侧、以同一轴中心线形成电磁耦合安装，电枢绕组转子盘(10)与永磁转子盘(20)之间设置有气隙间距(12)，电枢绕组转子盘(10、11)通过螺栓(6)、两头带螺孔的机笼梁(7)、电枢绕组转子盘(11)和其支撑盘(33)上的安装孔(43)、螺栓(8)和机笼端壁(9)与对应的输入联轴器(34、35)相联接，永磁转子盘(20)通过螺栓(39)和永磁转子盘(20)上的安装螺孔(40)与对应的输出联轴器(31、32)相联接；同时，电枢绕组盘联轴机构(6、7、43、8和9)本身还构成为了一个鼠笼形结构的机笼，其中螺栓(6)、两头带螺孔的机笼梁(7)和螺栓(8) —起看作机笼壁，电枢绕组安装盘(1)相适配地设置了电枢绕组支撑盘(3、33)，电枢绕组支撑盘(3、33)与电枢绕组盘联轴机构(6、7、43、8和9) 一起除了构建一个刚性安装结构和联轴旋转结构外，还具有给电枢转子盘散热的作用，特别是电枢绕组支撑盘(3、33)采用铝材并在其上设置凸出的筋条形或风叶形结构时更凸显其散热性能，在机笼端壁(9)上设置散热风孔(36);电枢绕组盘联轴机构(6、7、43、8和9)中螺栓(6)、两头带螺孔的机笼梁(7)和螺栓(8)还构成了一组可以用来调节气隙间距(12)可调气隙间距机构(6、8)。 本实例的工作原理当输入轴(38)带动机笼(6、7、8和9)旋转时，其上安装的电枢绕组安装盘(1、11)上的电枢绕组(2、22)在永磁体(5)组构建并产生的永磁气隙磁场(12)中旋转，电枢绕组(2、22)因切割永磁气隙磁场而感应电动势，感应电动势的方向按右手定则确定，电枢绕组(2、22)的两个有效边同时分别切割磁场方向相反的磁场，电枢绕组
19(2、22)中的电动势是两个有效边中所有串联导体感应电动势的总和，对于闭合环路电枢绕组(2、22)来说，在该感应电动势的作用下，电枢绕组(2、22)中产生感应电流，感应电流的方向与感应电动势的方向相同，此时，电枢绕组就变成了载流电枢绕组；另一方面，据左手定则，载流电枢绕组在原永磁气隙磁场中受到作用力，该作用力的方向据左手定则确定，方向与电枢绕组旋转的方向相反，形成与转动方向相反的作用力矩；也可以用电磁扭矩理论说明，即电枢绕组中的感应电流产生一个与原气隙磁场相反的感应磁场，两个磁场相互作用产生电磁转矩。因此，在电磁转矩的作用下，电枢绕组转子盘(10)带动永磁转子盘(20)一起转动，再带动输出轴(37)转动，输出轴(37)带动负载工作。气隙间距(12)的大小成反比地决定着电磁转矩大小，由于输出力矩与负载之间成正比关系，从而达到传动轴之间耦合或调节传输扭矩和驱动负载的目的。因此调节螺栓(6、8)可达到分别调节每个永磁耦合组件中转子盘之间的气隙间距(12)的目的，从而实现调整负载转速的目标。[0058] 需要指出的是，本实例中的两组永磁耦合组件可以形成合力，两副电枢绕组转子盘(10)与输入轴相联接，合二为一的一副永磁转子盘(20)与输出轴相联接，不难看出，两组永磁耦合组件的驱动功率是一组永磁耦合组件的两倍，可以想象包含更多组、不同布置结构，采用不同结构方式的技术方案，将为实现前述发明目的提供技术支撑。[0059] 实施例2 如图4、图5和图6所示，本实例设置有两组永磁耦合组件，按"电枢绕组转子盘-一 永磁转子盘、永磁转子盘-一 电枢绕组转子盘"之背靠背地布设，采用中心短轴和扭矩传输滑杠结构，它由两副电枢绕组转子盘(101和102， 111和122)和与其相适配的电枢绕组盘联轴机构(106、107、143、108和109)、两副永磁转子盘(104和105)和与其相适配的永磁盘联轴机构(149、147、148、150、151和152)以及对应的输入联轴器(134、 135)和输出联轴器(153、 132)构成，电枢绕组转子盘由24个电枢绕组(102)和用于装配电枢绕组的电枢绕组安装盘(101)组成，电枢绕组为扇形匝与匝独立绝缘型电枢绕组，图5中每个电枢绕组(102)有相互独立绝缘的两匝，每匝的首端和末端短路闭合，电枢绕组安装盘(101)上设置有圆心孔(141)、24个电枢槽(145)和安装螺孔(143)，电枢绕组转子盘(110)呈圆环盘状，电枢绕组(102)嵌入在电枢绕组安装盘(101) —侧设置的电枢槽(145)里，永磁转子盘由一组20个永磁体(5)和一个装配永磁体的永磁体安装盘(104)组成，永磁体安装盘(104)上设置有中心圆孔呈圆环盘状，其上圆周上设有圆环凹台(116)，永磁体(105)呈扇形切块状，永磁体(5)分别以N、 S极性交错地、均匀分布地镶嵌或贴装在永磁体安装盘(104)圆环凹台(116)上，在装置的内部中轴位置设置一个贯通的中心短轴(152)，输出联轴器(153U32)设置在中心短轴的外端部，中心短轴(152)的内端部固定有一个中心转盘(150)，中心转盘(150)的圆周上均匀分布紧固地安装至少两个轴向的扭矩传输滑杠(147)，扭矩传输滑杠(147)两端设有螺丝，永磁安装盘(104)上对应扭矩传输滑杠(147)的滑杠圆孔及轴套(149)，永磁转子盘(104和105)通过其上的滑杠圆孔轴套(149)安装到扭矩传输滑杠(147)上，永磁转子盘(104和105)、扭矩传输滑杠(147)、中心转盘(150)和中心短轴(152)之间构建了一个机械联接的扭矩传输机构，永磁转子盘(104U05)与电枢绕组转子盘(101U02)以适配地气隙电磁耦合安装，在扭矩传输滑杠(147)上、对应永磁转子盘的最小气隙间距位置处相适配地设置用于对永磁转子盘调节位置并对其锁紧定位的永磁转子盘限位机构(148)，电枢绕组转子盘(110U11)通过螺栓(106)、两头带螺孔的机
20壳本体(107)、电枢绕组转子盘(111)上的安装孔(143)、螺栓(108)和机笼端壁(109)与 对应的输入联轴器(134U35)相联接；永磁转子盘(120)通过滑杠孔及轴套(149)、扭矩传 输滑杠(147)、永磁转子盘限位螺母(148)、中心转盘(150)、螺栓(151)和中心短轴(152) 与对应的输出联轴器(153U32)相联接。同时，电枢绕组盘联轴机构(106、107、143、108和 109)同实施例l一样构成为了一个筒形结构的机壳，其中螺栓(106)、两头带螺孔的机壳本 体(107)和螺栓(108) —起看作筒壁，电枢绕组安装盘(101)相适配地设置了风冷散热器 (146)，在的筒形机壳端板(109)上设置散热风孔(136)，机壳本体(107)上也设有散热孔 (117)。 本实例的工作原理本实施例的工作原理与实施例1基本一致，所不同的是，这
里永磁转子盘(120)通过滑杠孔及轴套(149)、扭矩传输滑杠(147)、永磁转子盘限位螺母
(148)、中心转盘(150)、螺栓(151)和中心短轴(152)构建了一个机械联接的扭矩传输机
构，永磁转子盘可以在扭矩传输滑杠上左右滑动，它能左右滑动功能就意味着气息间距可
调节，这在电机软启动、负载堵转时自动卸载和负载调速过程中有很重要的用途，同时永磁
转子盘可带动中心转盘和中心短轴转动；调节永磁转子盘限位螺母(148)可达到分别调节
每个永磁耦合组件中转子盘之间的最小气隙间距(112)的目的，从而实现调整负载最大转
速的目的。 实施例3 如图7、图8、图9和图10所示，本实例设置有四组永磁耦合组件，按"电枢绕组转 子盘-一 永磁转子盘、永磁转子盘-一 电枢绕组转子盘、电枢绕组转子盘-一 永磁转子盘、 永磁转子盘-一 电枢绕组转子盘"之背靠背地布设，采用中心短轴和扭矩传输滑杠结构，与 实施例2的不同之处有四点之一是装置中增设了一倍的永磁耦合组件；之二增设了第二 中心转盘(218)，第二中心转盘(218)用键槽、花键或紧配合方式固定到中心短轴上的适当 的位置，以便给扭矩传输滑杠(247)起支撑作用和传输扭矩；之三位于中部的两个电枢绕 组安装盘(260)背靠背地成为一体；之四是电枢绕组采用锅箅式电枢绕组结构，锅箅式电 枢绕组(202)如图8所示，每个电枢绕组安装盘(201、211)上及电枢绕组安装盘(260)两 侧上设置18个电枢槽(245)，永磁安装盘(204)上设置15个永磁体(205)扇形切块，符合 电机的"定转子槽数选择及其配合原则"，是否一定要根据电机的"定转子槽数选择及其配 合原则"来设计电枢槽数和永磁体的个数，不是绝对的，但符合"定转子槽数选择及其配合 原则"没有错。 本实施例的工作原理与实施例2的工作原理基本一致。 实施例4 如图11和图12所示，本实例设置有五组永磁耦合组件，按"电枢绕组转子 盘-一 永磁转子盘、电枢绕组转子盘-一 永磁转子盘、电枢绕组转子盘-一 永磁转子盘、电 枢绕组转子盘-一 永磁转子盘、电枢绕组转子盘-一 永磁转子盘"之依次顺序地布设，采用 中心短轴和扭矩传输滑杠结构，其它方面与实施例3的不同之处有两个方面其一是装置 中又多增设了一组的永磁耦合组件；其二是采用超导电枢绕组(302)，每个电枢绕组安装 盘(301 、311)上设置24个电枢槽(345)，永磁安装盘(304)上设置20个永磁体扇形切块 (未图示，与图6所示永磁转子盘基本一致)，符合电机的"定转子槽数选择及其配合原则"。 本实施例的工作原理与实施例2、3的工作原理基本一致。
21[0068] 实施例5 如图13、图14和图15所示，本实例与实施例2和3的不同之处有四个方面，其一是 它由三组永磁耦合组件以"电枢绕组转子盘-一 永磁转子盘、电枢绕组转子盘-一 永磁转子 盘、电枢绕组转子盘-一永磁转子盘"之依次顺序地布设；其二是采用超导电枢绕组(402)， 每个电枢绕组安装盘(401 、411)上设置24个电枢槽(345)，永磁安装盘(404)上设置20 个永磁体(405)扇形切块(图15所示)；其三是在左边第一电枢绕组安装盘(411)的左侧 安装了普通铝制叶片式散热器(446)，另外的两个电枢绕组转子盘(410)左侧嵌入或贴装 了旋转式热管热交换器(461)，旋转式热管热交换器(461)的吸热段(也叫蒸发端)设置 在发热的电枢绕组转子盘(410)上，通过热管热交换器(461)的输运段把热量引到机壳本 体外侧，热管热交换器(461)的冷凝段上再设置散热片(462)，这里的旋转式热管热交换器 (461)和散热片(462)即成为了一种上述技术方案中所述的组合式综合技术散热组件，它 的散热效率比较理想，一般情况下，同样体积的旋转式热管热交换器(461)，其散热效率是 叶片式散热器(446)散热效率的7-10倍，而且安装方便、不需要任何其它动力，还可以把热 管热交换器的吸热段设置到如空心中心短轴里，把中心传动轴上的热量引到远端或轴的外 表面进行散热处理；第四个方面是，它采用非圆中心短轴结构，即在本实施例装置的内部中 轴位置设置一个贯通的四方形中心短轴(452)结构，并且四方形中心短轴(452)设有轴心 通孔(463)，通孔(463) —方面可提高轴的强度，另一方面为设置热管散热预留设计方案， 永磁转子盘(420)中心设置有与四方形中心短轴(452)相适配的四方形轴孔及轴套(449)， 永磁转子盘(420)以轴向滑动地装配在四方形中心短轴(452)上，永磁转子盘(420)与四 方形中心短轴(452)之间成为相互扭矩传动的结构，每个永磁转子盘(420)与和其相耦合 的电枢绕组转子盘(410)进行适配地气隙电磁耦合安装，在四方形中心短轴(452)上、对应 永磁转子盘的最大和最小气隙间距位置处相适配地设置用于调节永磁转子盘位置或对永 磁转子盘进行锁紧定位的永磁转子盘限位销(448)。 本实例的工作原理工作机理与实施例2、3和4基本一致，所不同的是，这里永磁 转子盘(420)四方形孔及轴套(449)、永磁转子盘限位销(448)和四方形中心短轴(452)构 建了一个机械联接的扭矩传输机构，永磁转子盘可以在四方形中心短轴(452)上、对应两 个限位销(448)限定的区段里左右滑动，它能左右滑动功能就意味着气息间距可调节，这 在电机软启动、负载堵转时自动卸载和负载调速过程中有很重要的用途，同时永磁转子盘 可带动中心转盘和中心短轴转动；分别调节永磁转子盘限位销(448)的位置可达到分别调 节每个永磁耦合组件中转子盘之间的最大或最小气隙间距(112)的目的，从而实现调整负 载最大转速的目的。 上述实施例仅仅给出了本实用新型技术方案的几个特例结构的具体实施例，试图 说明本实用新型可以排列组合出很多种不同结构的方案，还可构建出很多个具体的、简单 的或复杂的产品技术方案实施例，比如实施例中只设置一组或两组永磁耦合转子组件的 设计，加上各种适配外壳、防尘罩或支架做成水平或立式安装方式的应用实施例；加上散热 组件，甚至再增加上水冷系统等应用实施例。本实用新型并不局限于所给出的实施例，但它 们可起到举一反三、抛砖引玉的目的，可为具体的更多的产品系列型号的设计提供技术方 案，只要其它的任何未背离本实用新型技术方案的实质所作的改变、修饰、替代、组合及简 化，都应受到本实用新型专利的权利约束和保护之内。
2权利要求一种高效的传动轴永磁耦合装置，其特征在于，它由至少一副电枢绕组转子盘和与其相适配的电枢绕组盘联轴机构、至少一副永磁转子盘和与其相适配的永磁盘联轴机构以及对应的输入联轴器和输出联轴器构成，电枢绕组转子盘由至少一组电枢绕组和用于装配电枢绕组的电枢绕组安装盘组成，电枢绕组嵌入或装配在电枢绕组安装盘一侧设置的电枢槽里，永磁转子盘由一组至少两个永磁体和装配永磁体的永磁体安装盘组成，永磁体分别以N、S极性交错地、均匀分布地镶嵌或装配在永磁体安装盘的圆周上，电枢绕组转子盘置有电枢绕组的一侧面对于永磁转子盘置有永磁体的一侧、以同一轴中心线形成电磁耦合安装，电枢绕组转子盘与永磁转子盘之间设置有气隙间距，电枢绕组转子盘通过相适配的电枢绕组盘联轴机构与对应的输入联轴器或输出联轴器相联接，永磁转子盘通过相适配的永磁盘联轴机构与对应的输出联轴器或输入联轴器相联接。
2. 如权利要求1所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置，其特征在于，永磁体呈矩形、 扇形或梯形的切块状或切柱状，用来承载和安装永磁体组的永磁体安装盘采用铁轭导磁材 料制作，永磁体安装盘的圆周环上均匀分布地镶嵌或帖装永磁体，永磁体分别以N、 S极性 交错地排列，形成轴向交错永磁磁场。
3. 如权利要求1所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置，其特征在于，单个电枢绕组 的形状与永磁体的截面形状对应，呈矩形、扇形或梯形，它为多匝型电枢绕组，每个多匝型 电枢绕组至少有两匝绝缘良导体绕制并且首端和末端短接。
4. 如权利要求1所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置，其特征在于，单个电枢绕组 的形状与永磁体的截面形状对应，呈矩形、扇形或梯形，它为匝与匝独立绝缘型电枢绕组， 每个匪与匪独立绝缘型电枢绕组至少有两匪相互独立绝缘的、每匪是闭环短路的、大小形 状相同的线圈构成并扎成一束。
5. 如权利要求1所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置，其特征在于，单个电枢绕组 的形状与永磁体的截面形状对应，呈矩形、扇形或梯形，它为多芯型电枢绕组，多芯型电枢 绕组是用多股或多芯良导线制成的单圈闭环短路线圈。
6. 如权利要求1所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置，其特征在于，单个电枢绕组 的形状与永磁体的截面形状对应，呈矩形、扇形或梯形，它为锅箅式电枢绕组，由嵌在电枢 槽里的金属导条组成，金属导条的两端分别与外圆环和内圆环联成一体，形成自身闭合的 短接的一体化电枢绕组，其形状看似在锅里蒸馍用的圆形锅箅子。
7. 如权利要求1所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置，其特征在于，单个电枢绕组 的形状与永磁体的截面形状对应，呈矩形、扇形或梯形，它为超导电枢绕组，采用超导金属 线材或超导复合导体材料制作而成。
8. 如权利要求1所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置，其特征在于，电枢绕组安装 盘由高导磁、铁轭或铁芯材料加工而成，其一侧凸出一个与永磁转子盘相适配的圆环，圆环 上设置均匀分布的径向电枢槽，电枢槽中至少设置一层电枢绕组，电枢绕组的个数和形状 与电枢槽的数量和槽形相互适配，电枢槽与永磁转子盘上永磁体的数量和尺寸相适配。
9. 如权利要求1所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置，其特征在于，它至少设置有 一组永磁耦合转子组件，每组永磁耦合转子组件由一个电枢绕组转子盘和一个相耦合的永 磁转子盘构成，设置有两组及两组以上的永磁耦合转子组件时，永磁耦合转子组件的布置 按"电枢绕组转子盘-一 永磁转子盘、永磁转子盘-一 电枢绕组转子盘"之顺序背靠背地布置，相邻的并以"背靠背"布置的两个永磁转子盘能合并成一体化两面耦合的永磁转子盘。
10. 如权利要求1所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置，其特征在于，它至少设置有 一组永磁耦合转子组件，每组永磁耦合转子组件由一个电枢绕组转子盘和一个相耦合的永 磁转子盘构成，设置有两组及两组以上的永磁耦合转子组件时，永磁耦合转子组件的布置 按"电枢绕组转子盘-一 永磁转子盘、电枢绕组转子盘-一 永磁转子盘"之顺序依次地布置。
11. 如权利要求1所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置，其特征在于，它至少设置 有一组永磁耦合转子组件，每组永磁耦合转子组件由一个电枢绕组转子盘和一个相耦合的 永磁转子盘构成，设置有两组及两组以上的永磁耦合转子组件时，永磁耦合转子组件的布 置按"电枢绕组转子盘-一 永磁转子盘、永磁转子盘-一 电枢绕组转子盘、电枢绕组转子 盘-一 永磁转子盘、电枢绕组转子盘-一 永磁转子盘"之混合方式布置，相邻的并以"背靠 背"布置的两个永磁转子盘能合并成一体化两面耦合的永磁转子盘。
12. 如权利要求1 、2、3、4、5、6、7、8、9、 10或11所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置， 其特征在于，用于电枢绕组转子盘与对应的输入联轴器或输出联轴器之间相联接的电枢绕 组盘联轴机构为筒形或鼠笼形结构，输入联轴器或输出联轴器设置在筒形或鼠笼形结构一 端的中轴位置，电枢绕组转子盘设置在筒形或鼠笼形结构的内部，每个电枢绕组转子盘的 外缘圆环部安装在筒形或鼠笼形结构的相适配的筒壁或机笼壁上。
13. 如权利要求1 、2、3、4、5、6、7、8、9、 10或11所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置， 其特征在于，用于电枢绕组转子盘与对应的输入联轴器或输出联轴器之间相联接的电枢绕 组盘联轴机构中的电枢绕组转子盘上增加一个与其相适配的起到传输扭矩和支撑电枢绕 组转子盘的电枢绕组支撑盘，电枢绕组转子盘之没有布设电枢槽的一侧贴装固定到其电枢 绕组支撑盘上，再一起安装在筒形或鼠笼形结构的相适配的筒壁或笼壁上。
14. 如权利要求1 、2、3、4、5、6、7、8、9、 10或11所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置， 其特征在于，用于电枢绕组转子盘与对应的输入联轴器或输出联轴器之间相联接的电枢绕 组盘联轴机构中的电枢绕组转子盘之没有布设电枢槽的一侧贴装固定到其电枢绕组支撑 盘的一侧上，输入联轴器或输出联轴器设置在电枢绕组支撑盘的另一侧。
15. 如权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或11所述的一种高效的传动轴永磁耦合装 置，其特征在于，用于永磁转子盘与对应的输出联轴器或输入联轴器之间相联接的永磁盘 联轴机构为中心短轴结构，电枢绕组转子盘设置有中心圆孔呈圆环盘状，在永磁耦合装置 的内部中轴位置设置一个贯通的中心短轴，输出联轴器或输入联轴器设置在中心短轴的外 端部，永磁转子盘设置有轴孔呈圆环盘形状，永磁转子盘紧固装配在中心短轴上，并与和其 相耦合的电枢绕组转子盘进行适配地气隙电磁耦合安装，永磁转子盘与中心短轴之间成为 相互扭矩传动的结构。
16. 如权利要求1 、2、3、4、5、6、7、8、9、 10或11所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置， 其特征在于，用于永磁转子盘与对应的输出联轴器或输入联轴器之间相联接的永磁盘联轴 机构为非圆形中心短轴结构，电枢绕组转子盘设置有中心圆孔呈圆环盘状，在永磁耦合装 置的内部中轴位置设置一个贯通的非圆形中心短轴，输出联轴器或输入联轴器设置在非圆 形中心短轴的外端部，永磁转子盘中心设置有与非圆形中心短轴相适配的非圆轴孔，非圆 轴孔中设置相适配的非圆形中心短轴轴套，永磁转子盘以轴向滑动地装配在非圆形中心短 轴上，永磁转子盘与非圆形中心短轴之间成为相互扭矩传动的结构，每个永磁转子盘与和其相耦合的电枢绕组转子盘进行适配地气隙电磁耦合安装，在非圆中心短轴上、对应永磁 转子盘的最大和最小气隙间距位置处相适配地设置用于对永磁转子盘调节位置并对其锁 紧定位的永磁转子盘限位机构。
17. 如权利要求1 、2、3、4、5、6、7、8、9、 10或11所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置， 其特征在于，用于永磁转子盘与对应的输出联轴器或输入联轴器之间相联接的永磁盘联轴 机构为中心短轴和扭矩传输滑杠结构，电枢绕组转子盘设置有中心圆孔呈圆环盘状，在永 磁耦合装置的内部中轴位置设置一个贯通的中心短轴，输出联轴器或输入联轴器设置在中 心短轴的外端部，中心短轴的适当位置固定有至少一个中心转盘，中心转盘的圆周上均匀 分布紧固地安装至少两个轴向贯穿所有永磁转子盘的扭矩传输滑杠，永磁转子盘上设置有 中心圆孔和对应扭矩传输滑杠并用于通过扭矩传输滑杠安装的滑杠圆孔，滑杠圆孔中设置 有轴套，永磁转子盘通过其上的滑杠圆孔轴套安装到扭矩传输滑杠上，永磁转子盘、扭矩传 输滑杠、中心转盘和中心短轴之间形成扭矩传动结构，每个永磁转子盘与和其相耦合的电 枢绕组转子盘进行适配地气隙电磁耦合安装，在扭矩传输滑杠上、对应永磁转子盘的最大 和最小气隙间距位置处相适配地设置用于对永磁转子盘调节位置并对其锁紧定位的永磁 转子盘限位机构。
18. 如权利要求1 、2、3、4、5、6、7、8、9、 10或11所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置， 其特征在于，用于永磁转子盘与对应的输出联轴器或输入联轴器之间相联接的永磁盘联轴 机构中的中心短轴或非圆形中心短轴是空心的。
19. 如权利要求1 、2、3、4、5、6、7、8、9、 10或11所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置， 其特征在于，用于永磁转子盘与对应的输出联轴器或输入联轴器之间相联接的永磁盘联轴 机构为直接联接结构，电枢绕组转子盘呈盘状或设置有中心圆孔呈圆环盘状，永磁转子盘 呈盘状或设置有中心轴孔呈圆环盘形状，永磁转子盘直接或通过相适配的输出联轴器或输 入联轴器安装到负载轴或主动轴上。
20. 如权利要求1 、 2、 3、4、 5、6、 7、8、9、 10或11所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置， 其特征在于，用于永磁转子盘与对应的输入联轴器或输出联轴器之间相联接的永磁盘联轴 机构为筒形或鼠笼形结构，输入联轴器或输出联轴器设置在筒形或鼠笼形结构一端的中轴 位置，永磁转子盘设置在筒形或鼠笼形结构的内部，每个永磁转子盘的外缘圆环部安装在 筒形或鼠笼形结构的相适配的筒壁或机笼壁上。
21. 如权利要求1 、 2 、 3 、 4、 5 、 6 、 7 、 8 、 9 、 10或11所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置， 其特征在于，用于永磁转子盘与对应的输入联轴器或输出联轴器之间相联接的永磁盘联轴 机构中的永磁转子盘上增加一个与其相适配的起到传输扭矩和支撑永磁转子盘的永磁支 撑盘，永磁转子盘之布设永磁体的另一侧贴装固定到其永磁支撑盘上，再一起安装在筒形 或鼠笼形结构的相适配的筒壁或笼壁上。
22. 如权利要求1 、2、3、4、5、6、7、8、9、 10或11所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置， 其特征在于，用于永磁转子盘与对应的输入联轴器或输出联轴器之间相联接的永磁盘联轴 机构中的永磁转子盘之布设永磁体的另一侧贴装固定到其永磁支撑盘的一侧上，输入联轴 器或输出联轴器设置在永磁支撑盘的另 一侧。
23. 如权利要求1 、2、3、4、5、6、7、8、9、 10或11所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置， 其特征在于，用于电枢绕组转子盘与对应的输出联轴器或输入联轴器之间相联接的电枢绕组盘联轴机构为中心短轴结构，永磁转子盘设置有中心圆孔呈圆环盘状，在永磁耦合装置 的内部中轴位置设置一个贯通的中心短轴，输出联轴器或输入联轴器设置在中心短轴的外 端部，电枢绕组转子盘设置有轴孔呈圆环盘形状，电枢绕组转子盘紧固装配在中心短轴上， 并与和其相耦合的永磁转子盘进行适配地气隙电磁耦合安装，电枢绕组转子盘与中心短轴 之间成为相互扭矩传动的结构。
24. 如权利要求1 、2、3、4、 5、6、7、8、9、 10或11所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置， 其特征在于，用于电枢绕组转子盘与对应的输出联轴器或输入联轴器之间相联接的电枢绕 组盘联轴机构为非圆形中心短轴结构，电枢绕组转子盘中心设置与非圆形中心短轴相适配 的非圆轴孔，在永磁耦合装置的内部中轴位置设置一个贯通的非圆形中心短轴，输出联轴 器或输入联轴器设置在非圆形中心短轴的外端部，电枢绕组转子盘中心设置有与非圆形中 心短轴相适配的非圆轴孔，非圆轴孔中设置有相适配的非圆形中心短轴轴套，电枢绕组转 子盘以轴向滑动地装配在非圆形中心短轴上，电枢绕组转子盘与非圆形中心短轴之间成为 相互扭矩传动的结构，每个电枢绕组转子盘与和其相耦合的永磁转子盘进行适配地气隙电 磁耦合安装，在非圆中心短轴上、对应电枢绕组转子盘的最大和最小气隙间距位置处相适 配地设置用于对电枢绕组转子盘调节位置并对其锁紧定位的电枢绕组转子盘限位机构。
25. 如权利要求1 、2、3、4、5、6、7、8、9、 10或11所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置， 其特征在于，用于电枢绕组转子盘与对应的输出联轴器或输入联轴器之间相联接的电枢绕 组盘联轴机构为中心短轴和扭矩传输滑杠结构，电枢绕组转子盘设置有中心圆孔呈圆环盘 状，在永磁耦合装置的内部中轴位置设置一个贯通的中心短轴，输出联轴器或输入联轴器 设置在中心短轴的外端部，中心短轴的适当位置固定有至少一个中心转盘，中心转盘的圆 周上均匀分布紧固地安装至少两个轴向贯穿所有电枢绕组转子盘的扭矩传输滑杠，电枢绕 组转子盘上设置有中心圆孔和对应扭矩传输滑杠并用于通过扭矩传输滑杠安装的滑杠圆 孔，滑杠圆孔中设置有轴套，电枢绕组转子盘通过其上的滑杠圆孔轴套安装到扭矩传输滑 杠上，电枢绕组转子盘、扭矩传输滑杠、中心转盘和中心短轴之间形成扭矩传动结构，每个 电枢绕组转子盘与和其相耦合的永磁转子盘进行适配地气隙电磁耦合安装，在扭矩传输滑 杠上、对应电枢绕组转子盘的最大和最小气隙间距位置处相适配地设置用于对电枢绕组转 子盘调节位置并对其锁紧定位的永磁转子盘限位机构。
26. 如权利要求1 、2、3、4、5、6、7、8、9、 10或11所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置， 其特征在于，用于电枢绕组转子盘与对应的输出联轴器或输入联轴器之间相联接的电枢绕 组盘联轴机构中的中心短轴或非圆形中心短轴是空心的。
27. 如权利要求1 、2、3、4、5、6、7、8、9、 10或11所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置， 其特征在于，用于电枢绕组转子盘与对应的输出联轴器或输入联轴器之间相联接的电枢绕 组盘联轴机构为直接联接结构，永磁转子盘呈盘状或设置有中心圆孔呈环盘状，电枢绕组 转子盘呈盘状或设置有中心轴孔呈环盘形状，电枢绕组转子盘直接或通过相适配的输出联 轴器或输入联轴器安装到负载轴或主动轴上。
28. 如权利要求1 、2、3、4、5、6、7、8、9、 10或11所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置， 其特征在于，所述的电枢绕组转子盘上、或其没有放置电枢绕组的一侧、和/或其支撑盘及 本装置中其它发热部件上安装、固定或配装相适合的散热器、散热片或组合式综合技术散 热组件，组合式综合技术散热组件是采用三种风冷技术部件、旋转热导管技术组件和水冷技术系统之中至少其中两种技术结构的有机融合组件，在对应于散热器或散热片的散热通 风通道部件上设置通风口 、风孔或散热介质路径。
29. 如权利要求1 、2、3、4、5、6、7、8、9、 10或11所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置， 其特征在于，所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置，其特征在于，本装置的外部设置有防 尘罩或设置具有安全防护和防止磁场泄露的机笼或机壳，它们与本装置最外部的、只与电 枢绕组转子盘和永磁转子盘其中之一相联接的组件相联接，或者与适配的散热组件或散热 系统融合为一体式结构，或者把机笼、机壳或防尘罩设置或融合在另外给本装置、电机或负 载设置的支架或支座上，支架或支座为卧式结构或者立式结构。
30. 如权利要求12所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置，其特征在于，在本装置中 设置有两组及两组以上永磁耦合组件，把设置在非圆中心短轴或扭矩传输滑杠上的永磁转 子盘限位机构以设定的位置固定住或锁紧安装，在装置外部的筒形结构的筒壁或鼠笼形结 构的笼壁上、至少一对电枢绕组转子盘之间设置一组壁式气隙间距调节机构。
31. 如权利要求13所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置，其特征在于，在本装置中 设置有两组及两组以上永磁耦合组件，把设置在非圆中心短轴或扭矩传输滑杠上的永磁转 子盘限位机构以设定的位置固定住或锁紧安装，在装置外部的筒形结构的筒壁或鼠笼形结 构的笼壁上、至少一对电枢绕组转子盘之间设置一组壁式气隙间距调节机构。
32. 如权利要求14所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置，其特征在于，在本装置中 设置有两组及两组以上永磁耦合组件，把设置在非圆中心短轴或扭矩传输滑杠上的永磁转 子盘限位机构以设定的位置固定住或锁紧安装，在装置外部的筒形结构的筒壁或鼠笼形结 构的笼壁上、至少一对电枢绕组转子盘之间设置一组壁式气隙间距调节机构。
33. 如权利要求15所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置，其特征在于，在本装置中 设置有两组及两组以上永磁耦合组件，把设置在非圆中心短轴或扭矩传输滑杠上的永磁转 子盘限位机构以设定的位置固定住或锁紧安装，在装置外部的筒形结构的筒壁或鼠笼形结 构的笼壁上、至少一对电枢绕组转子盘之间设置一组壁式气隙间距调节机构。
34. 如权利要求16所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置，其特征在于，在本装置中 设置有两组及两组以上永磁耦合组件，把设置在非圆中心短轴或扭矩传输滑杠上的永磁转 子盘限位机构以设定的位置固定住或锁紧安装，在装置外部的筒形结构的筒壁或鼠笼形结 构的笼壁上、至少一对电枢绕组转子盘之间设置一组壁式气隙间距调节机构。
35. 如权利要求17所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置，其特征在于，在本装置中 设置有两组及两组以上永磁耦合组件，把设置在非圆中心短轴或扭矩传输滑杠上的永磁转 子盘限位机构以设定的位置固定住或锁紧安装，在装置外部的筒形结构的筒壁或鼠笼形结 构的笼壁上、至少一对电枢绕组转子盘之间设置一组壁式气隙间距调节机构。
36. 如权利要求18所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置，其特征在于，在本装置中 设置有两组及两组以上永磁耦合组件，把设置在非圆中心短轴或扭矩传输滑杠上的永磁转 子盘限位机构以设定的位置固定住或锁紧安装，在装置外部的筒形结构的筒壁或鼠笼形结 构的笼壁上、至少一对电枢绕组转子盘之间设置一组壁式气隙间距调节机构。
37. 如权利要求19所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置，其特征在于，在本装置中 设置有两组及两组以上永磁耦合组件，把设置在非圆中心短轴或扭矩传输滑杠上的永磁转 子盘限位机构以设定的位置固定住或锁紧安装，在装置外部的筒形结构的筒壁或鼠笼形结构的笼壁上、至少一对电枢绕组转子盘之间设置一组壁式气隙间距调节机构。
38. 如权利要求20所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置，其特征在于，在本装置中 设置有两组及两组以上永磁耦合组件，把设置在非圆中心短轴或扭矩传输滑杠上的电枢绕 组限位机构以设定的位置固定住或锁紧安装，在装置外部的筒形结构的筒壁或鼠笼形结构 的笼壁上、至少一对永磁转子盘之间设置一组壁式气隙间距调节机构。
39. 如权利要求21所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置，其特征在于，在本装置中 设置有两组及两组以上永磁耦合组件，把设置在非圆中心短轴或扭矩传输滑杠上的电枢绕 组限位机构以设定的位置固定住或锁紧安装，在装置外部的筒形结构的筒壁或鼠笼形结构 的笼壁上、至少一对永磁转子盘之间设置一组壁式气隙间距调节机构。
40. 如权利要求22所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置，其特征在于，在本装置中 设置有两组及两组以上永磁耦合组件，把设置在非圆中心短轴或扭矩传输滑杠上的电枢绕 组限位机构以设定的位置固定住或锁紧安装，在装置外部的筒形结构的筒壁或鼠笼形结构 的笼壁上、至少一对永磁转子盘之间设置一组壁式气隙间距调节机构。
41. 如权利要求23所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置，其特征在于，在本装置中 设置有两组及两组以上永磁耦合组件，把设置在非圆中心短轴或扭矩传输滑杠上的电枢绕 组限位机构以设定的位置固定住或锁紧安装，在装置外部的筒形结构的筒壁或鼠笼形结构 的笼壁上、至少一对永磁转子盘之间设置一组壁式气隙间距调节机构。
42. 如权利要求24所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置，其特征在于，在本装置中 设置有两组及两组以上永磁耦合组件，把设置在非圆中心短轴或扭矩传输滑杠上的电枢绕 组限位机构以设定的位置固定住或锁紧安装，在装置外部的筒形结构的筒壁或鼠笼形结构 的笼壁上、至少一对永磁转子盘之间设置一组壁式气隙间距调节机构。
43. 如权利要求25所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置，其特征在于，在本装置中 设置有两组及两组以上永磁耦合组件，把设置在非圆中心短轴或扭矩传输滑杠上的电枢绕 组限位机构以设定的位置固定住或锁紧安装，在装置外部的筒形结构的筒壁或鼠笼形结构 的笼壁上、至少一对永磁转子盘之间设置一组壁式气隙间距调节机构。
44. 如权利要求26所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置，其特征在于，在本装置中 设置有两组及两组以上永磁耦合组件，把设置在非圆中心短轴或扭矩传输滑杠上的电枢绕 组限位机构以设定的位置固定住或锁紧安装，在装置外部的筒形结构的筒壁或鼠笼形结构 的笼壁上、至少一对永磁转子盘之间设置一组壁式气隙间距调节机构。
45. 如权利要求27所述的一种高效的传动轴永磁耦合装置，其特征在于，在本装置中 设置有两组及两组以上永磁耦合组件，把设置在非圆中心短轴或扭矩传输滑杠上的电枢绕 组限位机构以设定的位置固定住或锁紧安装，在装置外部的筒形结构的筒壁或鼠笼形结构 的笼壁上、至少一对永磁转子盘之间设置一组壁式气隙间距调节机构。
专利摘要一种高效的传动轴永磁耦合装置，由电枢绕组转子盘和与电枢绕组盘联轴机构、永磁转子盘和与永磁盘联轴机构以及输入输出联轴器构成，电枢绕组转子盘由电枢绕组和电枢绕组安装盘组成，永磁转子盘由一组永磁体和永磁体安装盘组成，永磁体分别以N、S极性交错地装配在永磁体安装盘的圆周上，电枢绕组转子盘与永磁转子盘置面对面地同轴安装，两盘之间有气隙，分别通过相适配的盘联轴机构与对应的输入输出联轴器相联接。本实用新型具有传动效率更高、结构简单可靠、安装方便、不怕恶劣环境、容忍轴偏心、负载隔离、减低振动和噪声以及延长设备寿命等特点；它还具有不伤害电机、不影响电网安全的优点。
文档编号H02K49/00GK201478984SQ20092016026
公开日2010年5月19日 申请日期2009年6月22日 优先权日2009年6月22日
发明者余亚莉, 林贵生 申请人:林贵生