永磁调速器的制作方法

本发明涉及机械传动领域，特别是一种永磁调速器。

背景技术：

永磁调速技术是近年来国际上开发的一项突破性新技术，是专门针对风机、泵类离心负载调速节能的适用技术。它具有高效节能、高可靠性、无刚性连接传递扭矩、可在恶劣环境下应用、极大减少整体系统振动、减少系统维护和延长系统使用寿命等特点，使其成为风机及泵类设备节能技术改造的首选。

问题在于，现有的永磁调速器无论是筒式的还盘式的，转子绕组都依附在铁芯的支撑结构上。由于铁芯具有铁磁性，使得永磁转子只能从一个方向对转子绕组提供磁场，单位磁通密度较低，为了保证传动效率，调速器的体积不得不做的很大，以承载足够多的永磁转子和绕组。

技术实现要素：

本发明采取的技术方案如下：

本发明针对上述问题，提出了一种永磁调速器，包括：主动轴、从动轴、永磁转子组、转子绕组、调速装置和高分子塑料载体；所述永磁转子组和主动轴传动连接，所述高分子塑料载体和从动轴传动连接；所述主动轴和从动轴的轴线重合；所述永磁转子组上设有永磁转子，用于在主动轴旋转时产生变化的磁场；所述转子绕组设置在高分子塑料载体上，转子绕组和调速装置连接，用于调节从动轴的转动速率。

主动轴带动永磁转子旋转，使得磁场发生变化，转子绕组由于相对运动切割磁感线产生感应电动势，电动势在闭合回路中产生电流，电流在磁场中受到安培力的作用，驱动从动轴转动。由于产生的安培力具有阻碍原磁场磁通量发生变化的趋势，所以从动轴跟随主动轴的旋转方向转动。通过调速装置调节安培力的大小，即可调节传动力矩，实现对从动轴转速的调节。

由于转子绕组通过高分子塑料载体装载，去除了传统的支撑铁芯，由于高分子塑料密度小于铁，使得承载转子绕组的部分质量减轻，从动轴上的传递力矩得到提高，从而可以实现更加灵活精准地调速传动。

于本发明一实施例中，所述转子绕组设置在高分子塑料载体内。

转子绕组设置在高分子塑料载体内，由高分子塑料构成的外表面可以做得更加平整光滑，降低在调速转动过程中高分子塑料载体的风阻，提高传动效率。

于本发明一实施例中，所述高分子塑料载体为包覆转子绕组后模压成的一体结构。

将转子绕组在模具中设置好后倒入高分子塑料原料模压一体成型，可以将转子绕组的位置固定，使转子绕组的排布更加固定和准确，有利于在磁场中均匀受力。

于本发明一实施例中，所述调速装置为电流调节器，调速装置上设有碳刷，所述转子绕组通过碳刷和调速装置连接。

转子绕组通过碳刷和调速装置连接在一个电路中，靠电流调节器调节转子绕组中的电流大小，即可实现对从动轴转速的调节。无需对永磁转子组和转子绕组之间的位置进行调节，使调速器的承载结构可以更加简单稳固，提升了运行的可靠性。由于采用高分子塑料载体使得承载在从动轴上的负载减轻，转子绕组和与调速装置连接的碳刷之间的应力变小，使得碳刷的使用寿命得以增加。

于本发明一实施例中，所述永磁转子组横截面呈圆形，所述永磁转子在永磁转子组上等间距设置。

于本发明一实施例中，所述高分子塑料载体横截面呈圆形，所述转子绕组在高分子塑料载体上等间距设置。

永磁转子和转子绕组在横截面为圆形的结构上等间距设置，即相邻的两个转子绕组之间距离相等，使得在主动轴及从动轴运转时调速器的气隙磁通密度均匀一致，避免了因为受力不均使得传动及调速过程不顺畅的情况出现。

于本发明一实施例中，所述永磁转子组包括第一永磁转子组和第二永磁转子组；所述第一永磁转子组设置在主动轴上，所述第二永磁转子组通过第一永磁转子组和主动轴传动连接；所述高分子塑料载体设置在第一永磁转子组和第二永磁转子组之间；高分子塑料载体与第一永磁转子组及第二永磁转子组之间均无接触。

于本发明一实施例中，所述第一永磁转子组、第二永磁转子组和高分子塑料载体均为圆筒形；第一永磁转子组、高分子塑料载体和第二永磁转子组依次从外到内排布。

在筒式调速器中，调速器的磁力传动部分的横截面为三个同心圆，最外层和最内层分别是第一永磁转子组和第二永磁转子组，设置有转子绕组的高分子塑料载体设置在两者之间，径向上受到两组永磁转子组提供的磁场力，具有更高的体积功率密度。

于本发明一实施例中，所述第一永磁转子组、第二永磁转子组和高分子塑料载体均为圆盘形；第二永磁转子组中间具有空洞，用于使从动轴无接触地穿过。

在盘式调速器中，调速器的磁力传动部分为三个平行设置的圆盘，第一永磁转子组安装在主动轴上，第二永磁转子组通过边缘的连接结构和第一永磁转子组连接，从动轴从第二永磁转子组中间的空洞穿过后和设置在第一永磁转子和第二永磁转子之间的转子绕组连接，从而使得转子绕组在轴向上受到前后两个方向的磁场作用，具有更高的体积功率密度。

本发明的有益效果是：采用高分子塑料制成高分子塑料载体，优化了支撑结构，降低了转动惯量，提高了转子绕组的随动性，使得调节更加迅速精确；同时，采用高分子塑料在保证结构强度的情况下减轻了质量，使得转子绕组和碳刷之间的磨损速率减缓，提升了使用寿命。进一步的，通过高分子塑料载体承载转子绕组，去掉了支撑绕组的铁芯或铁盘的影响，从而可以在转子绕组的两侧设置永磁转子，提高了传递力矩和体积功率密度，使得调速的传动效率得到提高。

附图说明：

图1是本发明双层永磁调速器第一实施例的结构示意图；

图2是图1中a部分的放大示意图；

图3是图1中b-b方向的剖视示意图；

图4是本发明双层永磁调速器第二实施例的结构示意图。

图中各附图标记为：

1、主动轴；2、从动轴；3、永磁转子组；31、第一永磁转子组；32、第二永磁转子组；321、空洞；322、连接结构；4、高分子塑料载体；5、转子绕组；6、调速装置；7、永磁转子。

具体实施方式：

下面结合各附图，对本发明做详细描述。

请参考图1和图2，本发明实施例提供一种永磁调速器，包括：主动轴1、从动轴2、永磁转子组3、转子绕组5、调速装置6和高分子塑料载体4；永磁转子组3和主动轴1传动连接，高分子塑料载体4和从动轴2传动连接；主动轴1和从动轴2的轴线重合；永磁转子组3上设有永磁转子7，用于在主动轴1旋转时产生变化的磁场；转子绕组5设置在高分子塑料载体4上，转子绕组5和调速装置6连接，用于调节从动轴2的转动速率。

主动轴1带动永磁转子7旋转，使得磁场发生变化，转子绕组5由于相对运动切割磁感线产生感应电动势，电动势在闭合回路中产生电流，电流在磁场中受到安培力的作用，驱动从动轴2转动。由于产生的安培力具有阻碍原磁场磁通量发生变化的趋势，所以从动轴2跟随主动轴的旋转方向转动。通过调速装置6调节安培力的大小，即可调节传动力矩，实现对从动轴2转速的调节。

由于转子绕组5通过高分子塑料载体4装载，去除了传统的支撑铁芯，由于高分子塑料密度小于铁，使得承载转子绕组5的部分质量减轻，从动轴2上的传递力矩得到提高，从而可以实现更加灵活精准地调速传动。

请参考图2，作为一种实施例，转子绕组5设置在高分子塑料载体4内。

转子绕组5设置在高分子塑料载体4内，由高分子塑料构成的外表面可以做得更加平整光滑，降低在调速转动过程中高分子塑料载体4的风阻，提高传动效率。

请参考图2，作为一种实施例，高分子塑料载体4为包覆转子绕组5后模压成的一体结构。

将转子绕组5在模具中设置好后倒入高分子塑料原料模压一体成型，可以将转子绕组5的位置固定，使转子绕组5的排布更加固定和准确，有利于在磁场中均匀受力。

作为一种实施例，调速装置6为电流调节器，调速装置6上设有碳刷，转子绕组5通过碳刷和调速装置6连接。

转子绕组5通过碳刷和调速装置6连接在一个电路中，靠电流调节器调节转子绕组5中的电流大小，即可实现对从动轴2转速的调节。无需对永磁转子组3和转子绕组5之间的位置进行调节，使调速器的承载结构可以更加简单稳固，提升了运行的可靠性。由于采用高分子塑料载体使得承载在从动轴2上的负载减轻，转子绕组5和与调速装置6连接的碳刷之间的应力变小，使得碳刷的使用寿命得以增加。

请参考图3，作为一种实施例，永磁转子组3横截面呈圆形，永磁转子7在永磁转子组3上等间距设置。

请参考图3，作为一种实施例，高分子塑料载体4横截面呈圆形，转子绕组5在高分子塑料载体4上等间距设置。

永磁转子7和转子绕组5在横截面为圆形的结构上等间距设置，使得在主动轴1及从动轴2运转时调速器的气隙磁通密度均匀一致，避免了因为受力不均使得传动及调速过程不顺畅的情况出现。

请参考图1，作为一种实施例，永磁转子组3包括第一永磁转子组31和第二永磁转子组32；第一永磁转子组31设置在主动轴1上，第二永磁转子组32通过第一永磁转子组31和主动轴1传动连接；高分子塑料载体4设置在第一永磁转子组31和第二永磁转子组32之间；高分子塑料载体4与第一永磁转子组31及第二永磁转子组32之间均无接触。

请参考图1，作为一种实施例，第一永磁转子组31、第二永磁转子组32和高分子塑料载体4均为圆筒形；第一永磁转子组31、高分子塑料载体4和第二永磁转子组32依次从外到内排布。

在筒式调速器中，调速器的磁力传动部分的横截面为三个同心圆，最外层和最内层分别是第一永磁转子组31和第二永磁转子组32，设置有转子绕组5的高分子塑料载体4设置在两者之间，径向上受到两组永磁转子组提供的磁场力，具有更高的体积功率密度。

请参考图4，作为一种实施例，第一永磁转子组31、第二永磁转子组32和高分子塑料载体4均为圆盘形；第二永磁转子组32中间具有空洞321，用于使从动轴2无接触地穿过。

在盘式调速器中，调速器的磁力传动部分为三个平行设置的圆盘，第一永磁转子组31安装在主动轴1上，第二永磁转子组32通过边缘的连接结构322和第一永磁转子组31连接，从动轴2从第二永磁转子组32中间的空洞321穿过后和设置在第一永磁转子组31和第二永磁转子组32之间的转子绕组5连接，从而使得转子绕组5在轴向上受到前后两个方向的磁场作用，具有更高的体积功率密度。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此即限制本发明的专利保护范围，凡是运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。