筒式限矩型永磁耦合器的制作方法

1.本实用新型涉及一种异步式限矩型永磁耦合器，具体地说是一种筒式限矩型永磁耦合器，特别是涉及一种实现对设备的软启动和过载限矩保护的筒式限矩型永磁耦合器。


背景技术：

2.永磁体磁力传动是上世纪末发展起来的新型传动方式，有同步式和异步式两大类。同步式是利用永磁体之间吸引（或排斥）力实现非刚性连接同步传动，主要作为力矩限制安全联轴器使用。异步式则是利用永磁体与导电体之间磁—电—磁感应力实现非刚性连接异步传动，除作为安全联轴器使用外，近些年又被作为具一定软启动特性且具有限矩保护性的传动元件。因其无喷液污染，具有安装调整允许有较大安装同轴度误差、维护简便等特点，而作为液力耦合器的替代产品被广泛应用。
3.但是，上述产品还是存在以下缺陷：一是所谓“软”启动特性极其有限。限矩型永磁耦合器虽非刚性连接，启动的最初瞬间所传动力矩为零或者接近零，但随着电动机转速提升尚未进入稳定工况区就连接上负载而难以完成启动，也就是说，电动机启动过程的中后期实际是“刚性”连接负载，依靠电动机的驱动力矩对设备实施“刚性”启动。二是所谓“限矩”保护，其实多为“失矩”保护。即当设备严重超载导致盘式永磁耦合器从动端失速时，巨大的转速差所形成的感应轴向推力会使永磁体与导电体（感应盘）陡然分离，使永磁耦合器传动力矩陡然消失或骤然锐减至极小值而呈现力矩断崖式“保护”状态，这种断崖式保护对于某些类型的设备而言将是十分可怕的。如斜置带式输送机或斗式提升机，若其所配限矩型永磁耦合器进入失矩保护状态时，电机因处于运转状态使制动器无制动动作，在未安装逆止器或其失效时，设备悔料将造成极大麻烦甚至酿成恶性事故。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种实现对设备的软启动和过载限矩保护的筒式限矩型永磁耦合器；在设备启动初期，只产生很小传动力矩，使电动机在低载条件下快速完成启动达到额定转速，并随着设备的加速永磁耦合器的传动力矩逐渐增至恒定值，使设备在恒矩条件下柔性加速直至完成启动进入额定工况；并且在设备严重超载，负载端转速明显下降时，永磁耦合器自动限制其传动力矩增加幅度以实现对电动机和传动系统的过载限矩保护。
5.本实用新型是采用如下技术方案实现其发明目的的，在感应绕组的两个引出端子串接有可变电阻，利用物体在不同转速时受到的离心力不同，自动调节包括感应绕组的导电回路中所串可变电阻的阻值（即随着离心力的逐渐增大，导电回路中所串可变电阻的阻值逐渐减小，随着离心力的逐渐减小，导电回路中所串可变电阻的阻值逐渐增大），使得感应绕组在永磁耦合器不同工况下产生不同感应电动势下，其导电回路中的感应电流变化不大，从而使永磁耦合器传递扭矩得到自动调节，都在很小范围内变化而趋于恒定，实现设备的软起动和过载限矩保护。
6.一种筒式限矩型永磁耦合器，它包括作为主动端的外转子、作为从动端的内转子，外转子内沿圆周嵌装有永磁体，内转子外周装有铁芯，铁芯上嵌装有感应绕组，感应绕组的两个引出端子串接有可变电阻，所述可变电阻的阻值由电阻调节装置调节，所述电阻调节装置针对永磁耦合器的不同工况对可变电阻的阻值进行调节，即随着离心力的逐渐增大，可变电阻的阻值逐渐减小，随着离心力的逐渐减小，导电回路中所串电阻的阻值逐渐增大，使通过包括感应绕组的导电回路中的感应电流在设定的工作电流范围内变化，从而使永磁耦合器在不同工况下，其传递扭矩得到自动调节而趋于恒定，实现设备的软起动和过载限矩保护。
7.本实用新型所述电阻调节装置包括安装在内转子上的u型电阻板，感应绕组的两个引出端子分别与u型电阻板连接，内转子沿径向方向上设有径向导轨，径向导轨上安装有在其上滑动的离心滑块，离心滑块上设有两个分别与u型电阻板接触的滑动导电触头，使感应绕组、u型电阻板、滑动导电触头构成一个导电回路，离心滑块一端安装有拉伸弹簧，拉伸弹簧的另一端连接在内转子上，将离心滑块拉向内转子心部；当内转子处于不同转速时，离心滑块受到的离心力也不同，与拉伸弹簧拉力相平衡所处位置也将不同，即离心滑块上两个滑动导电触头与u型电阻板的接触位置也将不同，从而使导电回路所串可变电阻的阻值也不同。
8.为使设备完成启动进入额定工况后，导电回路中所串电阻的阻值为零，本实用新型感应绕组的两个端子通过两个短路触头分别与u型电阻板连接，即感应绕组、短路触头、u型电阻板、滑动导电触头构成一个导电回路。
9.为方便调节导电回路中所串电阻的阻值，本实用新型内转子上安装有挡块，拉伸弹簧通过弹簧架安装在挡块上；拉伸弹簧的初始拉力和离心滑块的初始位置通过挡块的安装位置调节。
10.为方便调节离心力大小，本实用新型所述离心滑块上设有配重调节螺钉，用以调节离心滑块的质量。
11.由于采用上述技术方案，本实用新型较好的实现了发明目的，其原理可靠，结构简单，实现容易，可广泛应用于如带式输送机、提升机等须软启动的设备以及如球磨机、混料机、破碎机等须改善启动性能的各种大惯量设备。
附图说明
12.图1是本实用新型的结构示意图；
13.图2是本实用新型静止状态时滑动导电触头的位置示意图；
14.图3是本实用新型起动或超载过渡状态时滑动导电触头的位置示意图；
15.图4是本实用新型额定工作状态时滑动导电触头的位置示意图。
16.1.主联轴节
ꢀꢀ
2.拉伸弹簧
ꢀꢀ
3.弹簧架
ꢀꢀ
4.配重调节螺钉
ꢀꢀ
5.径向导轨
ꢀꢀ
6.离心滑块
ꢀꢀ
7.感应绕组
ꢀꢀ
8.外转子
ꢀꢀ
9.永磁体
ꢀꢀ
10.铁芯
ꢀꢀ
11.短路触头
ꢀꢀ
12.挡块
ꢀꢀ
13.u型电阻板
ꢀꢀ
14.滑动导电触头
ꢀꢀ
15. 从联轴节
ꢀꢀ
16.内转子。
具体实施方式
17.下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
18.由图1可知，一种筒式限矩型永磁耦合器，它包括作为主动端的外转子8、作为从动端的内转子16，外转子8与主联轴节1连接，内转子16与从联轴节15连接，外转子8内沿圆周嵌装有永磁体9，内转子16外周装有铁芯10，铁芯10上嵌装有感应绕组7，感应绕组7的两个引出端子串接有可变电阻，所述可变电阻的阻值由电阻调节装置调节，所述电阻调节装置针对永磁耦合器的不同工况对可变电阻的阻值进行调节，即随着离心力的逐渐增大，可变电阻的阻值逐渐减小，随着离心力的逐渐减小，导电回路中所串可变电阻的阻值逐渐增大，使通过包括感应绕组7的导电回路中的感应电流在设定的工作电流范围内变化，从而使永磁耦合器在不同工况下，其传递扭矩得到自动调节而趋于恒定，实现设备的软起动和过载限矩保护。
19.本实用新型所述电阻调节装置包括安装在内转子16上的u型电阻板13，感应绕组7的两个引出端子分别与u型电阻板13连接，内转子16沿径向方向上设有径向导轨5，径向导轨5上安装有在其上滑动的离心滑块6，离心滑块6上设有两个分别与u型电阻板13接触的滑动导电触头14，使感应绕组7、u型电阻板13、滑动导电触头14构成一个导电回路，离心滑块6一端安装有拉伸弹簧2，拉伸弹簧2的另一端连接在内转子16上，将离心滑块6拉向内转子16心部；当内转子16处于不同转速时，离心滑块6受到的离心力也不同，与拉伸弹簧2拉力相平衡所处位置也将不同，即离心滑块6上两个滑动导电触头14与u型电阻板13的接触位置也将不同，从而使导电回路所串可变电阻的阻值也不同。
20.为使设备完成启动进入额定工况后，导电回路中所串电阻的阻值为零，本实用新型感应绕组7的两个端子通过两个短路触头11分别与u型电阻板13连接，即感应绕组7、短路触头11、u型电阻板13、滑动导电触头14构成一个导电回路。
21.为方便调节导电回路中所串电阻的阻值，本实用新型内转子16上安装有挡块12，拉伸弹簧2通过弹簧架3安装在挡块12上；拉伸弹簧2的初始拉力和离心滑块6的初始位置通过挡块12的安装位置调节。
22.为方便调节离心力大小，本实用新型所述离心滑块6上设有配重调节螺钉4，用以调节离心滑块6的质量。
23.由图2可知，本实用新型在设备启动前，离心滑块6在拉伸弹簧2的拉力作用下处于初始位置，此时导电回路中所串可变电阻阻值最大。由图3、图4可知，设备启动时，电动机开始带着外转子8旋转，此时外转子8与内转子16产生转速差，同时在感应绕组7中产生感应电动势；由于此时导电回路所串可变电阻阻值最大，故导电回路中通过的感应电流很微弱，外转子8与内转子16间形成的传动力矩也极小，这使得电动机可迅速加速越过力矩峰值转速进入稳定工况区完成启动。随着内转子16、外转子8间转速差不断增大，永磁耦合器传递的扭矩也逐渐增大并克服设备的初始值力矩开始加速。当内转子16随着设备启动加速旋转，离心滑块6在离心力作用下克服拉伸弹簧2拉力，沿径向导轨5作径向外移，滑动导电触头14也随之在u型电阻板13逐渐移动至短路触头11，使导电回路中所串可变电阻阻值逐渐减小至零；尽管此过程内转子16、外转子8的转速差在逐渐减小，感应绕组7产生的感应电动势也随之减小，但因其导电回路中所串可变电阻阻值随内转子16转速的提高而逐渐减小至零，故导电回路中感应电流的变化不大，使内转子16、外转子8间产生的传递力矩也只在一个很小的范围内变化。当设备完成启动进入额定工况后，内转子16转速达到额定，外转子8与内转子16间额定转速差很小，也能使本实用新型永磁耦合器在额定工况传递额定扭矩。
24.当设备超载时，本实用新型永磁耦合器内转子16、外转子8间转速差增加，使其传动力矩增加以克服过载回归额定状况；若设备超载继续增大，内转子16转速持续下降，离心滑块6所受离心力减少，开始向内转子16心部滑动，使导电回路中所串可变电阻阻值逐渐增大直至达到最大值，尽管此过程感应绕组7产生的感应电动势会随内转子16、外转子8间转速差增大而增大，但其感应电流却因导电回路所串可变电阻阻增大而无多大变化，使内转子16、外转子8间所传递的扭矩被限制在一定范围内，从而对整个传动系统起到良好的限矩保护作用。
25.本实用新型通过合理选择u型电阻板13的电阻值、调节拉伸弹簧2的刚度与初始拉力、调整离心滑块6的质量及其初始与终止位置，便可方便地根据永磁耦合器所传递功率大小和设备对启动、限矩保护的要求，调节永磁耦合器启动特性的软硬以及限矩保护时的过载系数。
26.本实用新型在设备启动初期，只产生很小传动力矩，使电动机在低载条件下快速完成启动达到额定转速，并随着设备的加速永磁耦合器的传动力矩逐渐增至恒定值，使设备在恒矩条件下柔性加速直至完成启动进入额定工况；并且在设备严重超载，负载端转速明显下降时，永磁耦合器自动限制其传动力矩增加幅度以实现对电动机和传动系统的过载限矩保护。可广泛应用于如带式输送机、提升机等须软启动的设备以及如球磨机、混料机、破碎机等须改善启动性能的各种大惯量设备。