圆筒式磁感应智能保护型调速器的制造方法
【专利摘要】圆筒式磁感应智能保护型调速器，包括与电机轴连接的导体外转子和与负载轴连接的永磁内转子，导体外转子与永磁内转子之间径向有固定的空气间隙；永磁内转子上还设有拉动永磁内转子轴向相对移动的啮合面调整机构，啮合面调整机构由负载连接套、滑动键、内丝连接套、固定座和端环通过螺纹、螺钉和滑动键连接成一个整体，负载轴的一侧连接有智能保护系统。本实用新型采用径向气隙大小固定的双圆环式感应装置和辐射环式整体磁环结构及高效散热系统，辅以智能保护系统，通过磁力耦合作用实现电机与负载之间无接触的扭矩传递，利用高效散热，确保系统磁力工作稳定，在负载过载时通过智能保护系统实现对电机、负载设备和调速器的自动保护。
【专利说明】圆筒式磁感应智能保护型调速器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电机调速装置，具体涉及一种圆筒式磁感应智能保护型调速器。
【背景技术】
[0002]现有的电机系统，尤其是离心设备系统调节流量和压力的方式主要有以下几种:风门挡板、阀门、液力耦合器、变频器、内反馈斩波调速。风门挡板、阀门是传统方式，可以有效调节流量或压力，但弊端也显而易见:不节能，易引起系统内的冲击。液力耦合器虽然可以起到调节转速的作用并可以一定程度节能，但效率较低，且不够稳定。变频器和内反馈斩波调速则是用直接改变电机转速的方式来调节系统和负载，效率较高，节能效果也不错，但因为电器元件多，故障点多，对环境要求高，寿命周期较短，且对环境有复杂的谐波干扰，维护和治理费用高。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的是提供一种圆筒式磁感应智能保护型调速器，能同时具备对中安装误差大、软启动和过载滑差保护功能。
[0004]本实用新型所采用的技术方案是，圆筒式磁感应智能保护型调速器，包括与电机轴连接的导体外转子和与负载轴连接的永磁内转子，导体外转子与永磁内转子之间径向有固定的空气间隙；永磁内转子上还设有拉动永磁内转子轴向相对移动的啮合面调整机构，啮合面调整机构由负载连接套、滑动键、内丝连接套、固定座和端环通过螺纹、螺钉和滑动键连接成一个整体；在负载轴的一侧连接有智能保护系统；导体外转子包括外旋转盘和通过螺钉固定在外旋转盘上的外钢环与内钢环，外钢环上通过螺钉连接有外铜环，内钢环上通过螺钉连接有内铜环；永磁内转子包括辐射式整体磁环和与辐射式整体磁环通过粘胶粘连接的内旋转盘。
[0005]本实用新型的特点还在于，
[0006]智能保护系统包括信号检测轴和与信号检测轴通过螺钉连接的信号码盘，所述信号检测轴与负载轴键条连接，转速传感器与信号码盘连接，信号处理器与转速传感器通过电源线连接。
[0007]外旋转盘通过电机轴连接套连接在电机轴上，同时电机轴连接套外装有电机轴胀套，电机轴胀套将电机轴、电机轴键条与电机轴连接套连接作为电机动力输出机构。
[0008]外旋转盘外侧固定有侧面散热片，外钢环外侧通过螺钉连接有外环散热片，内钢环的外侧通过螺钉连接有内环散热片。
[0009]内旋转盘通过负载轴连接套与负载轴连为一体，并用负载轴胀套将负载轴连接套与负载轴、负载轴键条连为一体作为负载动力输出机构。
[0010]本实用新型的有益效果是，
[0011]1.本实用新型圆筒式磁感应智能保护型调速器，隔振，容许较大的对中误差、安装简单，能实现软启动和过载滑差保护，使用寿命长，运行可靠，免维护，传递效率高，节能10?30%，大大降低了系统运行费用并延长了设备的使用寿命，还可缩小电机容量，消除“大马拉小车”现象且符合国家的“节能减排”政策。
[0012]2.本实用新型圆筒式磁感应智能保护型调速器，采用径向气隙大小固定的双圆环式感应装置和辐射环式整体磁环结构及高效散热系统，辅以智能保护系统，通过磁力耦合作用实现电机与负载之间无接触的扭矩传递，利用高效散热，确保系统磁力工作稳定，在负载过载时通过智能保护系统实现对电机、负载设备和圆筒式磁感应智能保护型调速器的自动保护。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型圆筒式磁感应智能保护型调速器的整体结构示意图。
[0014]图中，1.电机轴胀套，2.电机轴连接套，3.外旋转盘，4.外钢环，5.外铜环，6.内钢环，7.内铜环，8.内环散热片，9.外环散热片，10.侧面散热片，11.辐射式整体磁环，12.内旋转盘，13.负载轴连接套，14.滑动键，15.内丝连接套，16.负载轴胀套，17.固定座，18.端环，19.电机轴，20.电机轴键条，21.负载轴，22.负载轴键条，23.信号码盘，24.信号检测轴,25.转速传感器,26.信号处理器。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进行详细说明。
[0016]本实用新型圆筒式磁感应智能保护型调速器，结构参见图1，包括与电机轴19连接的导体外转子和与负载轴21连接的永磁内转子，导体外转子与永磁内转子之间径向有固定的空气间隙；永磁内转子上还设有拉动永磁内转子轴向相对移动的啮合面调整机构，啮合面调整机构由负载连接套13、滑动键14、内丝连接套15、固定座17和端环18通过螺纹、螺钉和滑动键连接成一个整体；在负载轴21的一侧连接有智能保护系统，智能保护系统包括信号检测轴24和与信号检测轴24通过螺钉连接的信号码盘23，信号检测轴24与负载轴键条22连接，转速传感器25与信号码盘23连接，信号处理器26与转速传感器25通过电源线连接；
[0017]导体外转子包括外旋转盘3和通过螺钉固定在所述外旋转盘3上的外钢环4与内钢环6，外钢环4上通过螺钉连接有外铜环5，内钢环6上通过螺钉连接有内铜环7，外旋转盘3通过电机轴连接套2连接在电机轴19上，同时电机轴连接套2外装有电机轴胀套1，电机轴胀套I将电机轴19、电机轴键条20与电机轴连接套2连接作为电机动力输出机构；夕卜旋转盘3外侧固定有侧面散热片10，外钢环4外侧通过螺钉连接有外环散热片9，内钢环6的外侧通过螺钉连接有内环散热片8 ；
[0018]永磁内转子包括辐射式整体磁环11和与辐射式整体磁环11通过粘胶粘连接的内旋转盘12，内旋转盘12通过负载轴连接套13与负载轴21连为一体，并用负载轴胀套16将负载轴连接套13与负载轴21、负载轴键条22连为一体作为负载动力输出机构。
[0019]工作时由电机轴19带动导体外转子高速旋转外铜环5和内铜环7以径向固定气隙切割辐射式整体磁环11的磁力线并在外铜环5和内铜环7上产生涡流，同时涡流产生感应磁场，永磁内转子中的辐射式整体磁环11的永磁场受到导体外转子内铜环5和外铜环7中的内、外感应磁场的相互作用使得内旋转盘12旋转，并由负载轴21和负载轴键条22将电机的输出扭矩输入给负载；在负载过载(负载失速)时，信号检测轴24会及时传递负载同步转速变化，利用信号码盘23、转速传感器25和信号处理器26系统工作，快速切断电机电源，使电机停转，实现对电机、负载设备和圆筒式磁感应智能保护型调速器的全自动保护。
[0020]智能保护系统的工作原理是检测负载转速变化，当负载转速降低到0-4r/min时，转速传感器25给信号处理器26 —个过程信号，经过信号处理器26判定后再给电机电源一个控制信号，立即切断电机电源，使电机停转，阻止圆筒式磁感应智能保护型调速器在高速滑差时，系统温度升高，严重时融化铜环、烧毁电机、损坏负载设备。
[0021]本实用新型圆筒式磁感应智能保护型调速器，导体外转子采用双圆环式结构，根据传递功率不同，改变内铜环7和外铜环5的几何尺寸，来设计不同规格的磁感应调速器。永磁内转子采用辐射取向环式整体磁环结构一单圆环式结构并置于内铜环7和外铜环5中间。根据传递功率不同，改变辐射式整体磁环11几何尺寸和充磁极数多少而设计不同规格的磁感应调速器，实现不同规格的磁感应调速器的扭矩传递。
[0022]啮合面调整机构:是由负载轴连接套13、滑动键14、内丝连接套15、固定座17和端环18通过螺纹、螺钉和滑动键连接成一个整体。在静止状态下，手动旋转内丝连接套15，由于受到滑动键14的限制，负载轴连接套13只能轴向移动，从而拉动永磁内转子轴向相对移动，以改变导体外转子的内铜环7和外铜环5与永磁内转子的辐射式整体磁环11之间的磁力啮合面积大小，实现改变导体外转子与永磁内转子之间传递转矩的大小。啮合面积大，传递的扭矩大，负载转速高；啮合面积小，传递的扭矩小，负载转速小；电机输出到圆筒式磁感应调速器的扭矩和圆筒式磁感应调速器输出到负载的扭矩是相等的。这样可以根据负载实际运行过程中输出量的要求。调节磁力啮合面积大小，改变传输扭矩大小，负载扭矩小，电机输出扭矩小，相应输出功率也小。实现电机大幅节能和提高电机工作效率。
[0023]本实用新型圆筒式磁感应智能保护型调速器的工作过程如下:
[0024]电机启动时，导体外转子与电机同步高速旋转，由于导体外转子与永磁内转子为非接触式连接，永磁内转子并不能立即旋转。电机转动过程中，导体外转子双圆环感应体中的内铜环7和外铜环5与永磁内转子的辐射式整体磁环11产生相对转动，交变磁场通过气隙在内铜环7和外铜环5上产生涡流，同时涡流产生感应磁场与辐射式整体磁环11的永磁场相互作用，由于负载转矩作用，被动永磁内转子仍处于静止，当主动导体外转子转过一个角度后，其内铜环7和外铜环5中的感应磁场和从动永磁内转子的永磁场之间存在一定的转差角，根据磁极同性相斥、异性相吸的原理，从而使得静止的平衡状态被打破，主动导体外转子所转过的角度的大小取决于负载转矩的大小，此时从动永磁内转子会受到电磁力矩的作用，电磁转矩随着主动导体外转子与从动永磁内转子的转差角的增加而增大；当电磁转矩超过负载转矩时，从动永磁内转子开始转动。此后，在电动机的驱动下，主动导体外转子将与从动永磁内转子保持一定的转差角度同步运行，从而带动永磁内转子沿着与导体外转子相同的方向旋转，结果在负载侧输出轴上产生转矩，从而带动负载做旋转运动，实现动力的无接触传递，实现电机与负载之间的扭矩传递。当负载变载时磁感应调速器自动调节转差角，确保扭矩传递顺利。
[0025]根据适时的负载输出量的要求，在静止状态下，通过啮合面调整机构调节导体外转子与永磁内转子在轴线方向上的相对位置，手动旋转负载轴连接套13，由于受到滑动键14的限制，负载轴连接套13只能轴向移动，从而拉动永磁内转子轴向相对移动，以改变导体外转子与永磁内转子之间的磁力啮合面积大小，实现改变电机导体外转子与负载永磁内转子之间传递转矩的大小。
[0026]本实用新型圆筒式磁感应智能保护型调速器的整个启动过程中，启动电流大约为正常工作电流的2倍，实现了电机软启动，减少电动机的启动电能消耗以及避免造成较大的电压冲击，尤其适用于电机频繁启动及负载变载频繁的工况下电机与负载的联接。
[0027]本实用新型圆筒式磁感应智能保护型调速器所能承受的最大负载转矩由静转矩特性的峰值转矩决定，当负载转矩值超过该峰值大小时，将会产生失步现象。由于滑差原理，电机不出现堵转，导体外转子中的外铜环5和内铜环7仍会保持电机转速不变以径向固定气隙切割永磁外转子中的辐射式整体磁环11的磁力线，同时电机过载工作。此时智能保护系统中的转速传感器25会在信号码盘23上采集一个过程信号传递给信号处理器26，经过信号处理器26单片机处理，然后给电机电源一个控制信号，切断电源使电机停转，阻止圆筒式磁感应智能保护型调速器在高速滑差时，系统升温过高而产生负面影响，实现对电机、负载设备和圆筒式磁感应智能保护型调速器的全自动保护。在负载过载消除后，重新起动电机实现下一个过程的扭矩传递，为远程电机控制提供了保证。
[0028]本实用新型圆筒式磁感应智能保护型调速器整套装置实现了无接触动力传递和过载保护动作的自动完成，节能环保。
[0029]本实用新型圆筒式磁感应智能保护型调速器，隔振，容许较大的对中误差、安装简单，能实现软启动和过载滑差保护，使用寿命长，运行可靠，免维护，传递效率高，节能10?30%，大大降低了系统运行费用并延长了设备的使用寿命，还可缩小电机容量，消除“大马拉小车”现象且符合国家的“节能减排”政策。
[0030]本实用新型圆筒式磁感应智能保护型调速器，采用径向气隙大小固定的双圆环式感应装置和辐射环式整体磁环结构及高效散热系统，辅以智能保护系统，通过磁力耦合作用实现电机与负载之间无接触的扭矩传递，利用高效散热，确保系统磁力工作稳定，在负载过载时通过智能保护系统实现对电机、负载设备和圆筒式磁感应智能保护型调速器的自动保护。
[0031]本实用新型圆筒式磁感应智能保护型调速器，利用外感应铜环与辐射式整体内磁环相对转动导磁体以径向固定气隙切割永磁环的磁力线产生磁感应力，实现电机与负载之间无接触的扭矩传递。根据适时的负载输出量的要求，在静止状态下，手动调节电机导体外转子与负载永磁内转子之间的磁力啮合面积大小，从而改变传递扭矩大小，通过负载扭矩的调节实现负载输出速度的改变，达到控制负载输出量的要求。实现电机大幅节能和提高电机工作效率。利用高效散热，确保系统磁力工作稳定。
【权利要求】
1.圆筒式磁感应智能保护型调速器，其特征在于，包括与电机轴(19)连接的导体外转子和与负载轴(21)连接的永磁内转子，所述导体外转子与永磁内转子之间径向有固定的空气间隙；所述永磁内转子上还设有拉动永磁内转子轴向相对移动的啮合面调整机构，所述啮合面调整机构由负载连接套(13)、滑动键(14)、内丝连接套(15)、固定座(17)和端环(18)通过螺纹、螺钉和滑动键连接成一个整体；在负载轴(21)的一侧连接有智能保护系统； 所述导体外转子包括外旋转盘(3)和通过螺钉固定在所述外旋转盘(3)上的外钢环(4)与内钢环(6)，外钢环(4)上通过螺钉连接有外铜环(5)，内钢环(6)上通过螺钉连接有内铜环(7)，所述永磁内转子包括辐射式整体磁环(11)和与所述辐射式整体磁环(11)通过粘胶粘连接的内旋转盘(12)。
2.根据权利要求1所述的圆筒式磁感应智能保护型调速器，其特征在于，所述智能保护系统包括信号检测轴(24)和与所述信号检测轴(24)通过螺钉连接的信号码盘(23)，所述信号检测轴(24)与所述负载轴键条(22)连接，转速传感器(25)与所述信号码盘(23)连接，信号处理器(26)与所述转速传感器(25)通过电源线连接。
3.根据权利要求1所述的圆筒式磁感应智能保护型调速器，其特征在于，外旋转盘(3)通过电机轴连接套(2)连接在电机轴(19)上，同时电机轴连接套(2)外装有电机轴胀套(I)，电机轴胀套⑴将电机轴(19)、电机轴键条(20)与电机轴连接套(2)连接作为电机动力输出机构。
4.根据权利要求1所述的圆筒式磁感应智能保护型调速器，其特征在于，外旋转盘(3)外侧固定有侧面散热片(10)，外钢环(4)外侧通过螺钉连接有外环散热片(9)，内钢环(6)的外侧通过螺钉连接有内环散热片(8)。
5.根据权利要求1所述的圆筒式磁感应智能保护型调速器，其特征在于，内旋转盘(12)通过负载轴连接套(13)与负载轴(21)连为一体，并用负载轴胀套(16)将负载轴连接套(13)与负载轴(21)、负载轴键条(22)连为一体作为负载动力输出机构。
【文档编号】H02K7/10GK204013143SQ201420495321
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月29日 优先权日:2014年8月29日
【发明者】赵克中 申请人:宝鸡泰华磁机电技术研究所有限公司