一种周向调速的筒式永磁涡流调速器

本发明涉及调速，特别是涉及一种周向调速的筒式永磁涡流调速器。

背景技术：

1、永磁调速器是一种利用永磁体与铜盘(环)之间的感应涡流及电磁力实现转矩从发动机等主动件到负载的传动装置，主要由三部分构成：导体转子、永磁体转子和调节机构，有盘式和筒式两种结构。其中筒式永磁涡流调速器的永磁转子的轭铁、导体转子的轭铁和导体层做成筒状，具有非接触无磨损、振动噪声小、寿命长等优势，调节机构通过改变永磁(或铜盘)转子的轴向位置改变啮合宽度以调节输出转矩和速度。

2、现有筒式永磁涡流调速器无论是单筒还是双筒式都是通过轴向移动调节耦合面积来调速，存在以下两方面的缺点。

3、1.负载端为悬臂梁结构，轴向调速时，永磁体及轭铁发生轴向移动，从而改变了悬臂梁的长度，打破了原负载端转动的动平衡关系，增大了转动系统的不平衡，造成振动噪声加剧并影响调速器的使用寿命。

4、2.因轴向位移调节机构和轴向位移空间等因素，增加了调速器轴向尺寸；对于动力源与负载之间轴向位置短的工况无法满足要求，限制了应用场景。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种周向调速的筒式永磁涡流调速器，以解决上述现有技术存在的问题，能够保证调速过程中负载端动平衡不发生变化，同时节约轴向位置空间，结构更加紧凑，增加了永磁体的利用率和调速器的功率密度。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明提供一种周向调速的筒式永磁涡流调速器，包括同轴心设置的输入轴和输出轴，所述输入轴上设置有导体环，所述输出轴上设置有永磁体外环，所述输出轴上固定连接有角度调整机构，所述角度调整机构包括带自锁机构的驱动电机，所述驱动电机的输出端与内环轭铁固定连接，所述内环轭铁上设置有永磁体内环，所述导体环、所述永磁体内环和所述永磁体外环均与所述输入轴同轴心，所述导体环套设于所述永磁体内环外且两者之间设有第一气隙，所述永磁体外环套设于所述导体环外且两者之间设有第二气隙，所述永磁体内环和所述永磁体外环与所述导体环的轴向位置相对固定，通过所述驱动电机来调整所述永磁体外环与所述永磁体内环的相对周向位置并锁定，以改变磁通密度实现调速器的调速功能。

4、优选地，所述导体环通过导体轭铁固定连接在所述输入轴上，所述永磁体外环通过外环轭铁固定连接在所述输出轴上。

5、优选地，所述永磁体内环包括沿周向均匀设置于所述内环轭铁外周面上的径向充磁且磁极交替排列的多个内环永磁体。

6、优选地，所述永磁体外环包括沿周向均匀设置于所述外环轭铁内周面上的径向充磁且磁极交替排列的多个外环永磁体；所述外环永磁体与所述内环永磁体数量相等且一一对应。

7、优选地，所述永磁体内环、所述永磁体外环和所述导体环在轴向方向的长度相等。

8、优选地，所述永磁体内环和所述永磁体外环在径向方向的厚度相等。

9、优选地，所述导体环固定连接在所述导体轭铁内周面上。

10、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

11、本发明提供一种周向调速的筒式永磁涡流调速器，通过驱动电机能够调整永磁体外环与永磁体内环的相对周向位置并锁定，从而改变磁通密度实现调速器的调速功能，驱动电机自锁后，永磁体内环和永磁体外环周向相对固定，永磁体内环和永磁体外环产生磁场，输入轴带动导体环转动，因电磁感应原理产生转矩，带动永磁体内环、永磁体外环、内环轭铁和输出轴一起转动，调速时只改变永磁体内环与永磁体外环的周向相对位置，不产生轴向位移，不会改变负载端悬臂梁长度，保证了调速过程中负载端动平衡量不发生变化，同时节约了轴向位置空间，结构更加紧凑，与传统结构相比，在同样轴向尺寸的空间里，可以增加永磁体环和导体环的长度，增强了气隙磁密，提高了转矩密度和永磁体的利用率，提高功率密度。

技术特征：

1.一种周向调速的筒式永磁涡流调速器，其特征在于：包括同轴心设置的输入轴和输出轴，所述输入轴上设置有导体环，所述输出轴上设置有永磁体外环，所述输出轴上固定连接有角度调整机构，所述角度调整机构包括带自锁机构的驱动电机，所述驱动电机的输出端与内环轭铁固定连接，所述内环轭铁上设置有永磁体内环，所述导体环、所述永磁体内环和所述永磁体外环均与所述输入轴同轴心，所述导体环套设于所述永磁体内环外且两者之间设有第一气隙，所述永磁体外环套设于所述导体环外且两者之间设有第二气隙，所述永磁体内环和所述永磁体外环与所述导体环的轴向位置相对固定，通过所述驱动电机来调整所述永磁体外环与所述永磁体内环的相对周向位置并锁定，以改变磁通密度实现调速器的调速功能。

2.根据权利要求1所述的周向调速的筒式永磁涡流调速器，其特征在于：所述导体环通过导体轭铁固定连接在所述输入轴上，所述永磁体外环通过外环轭铁固定连接在所述输出轴上。

3.根据权利要求2所述的周向调速的筒式永磁涡流调速器，其特征在于：所述永磁体内环包括沿周向均匀设置于所述内环轭铁外周面上的径向充磁且磁极交替排列的多个内环永磁体。

4.根据权利要求3所述的周向调速的筒式永磁涡流调速器，其特征在于：所述永磁体外环包括沿周向均匀设置于所述外环轭铁内周面上的径向充磁且磁极交替排列的多个外环永磁体；所述外环永磁体与所述内环永磁体数量相等且一一对应。

5.根据权利要求1所述的周向调速的筒式永磁涡流调速器，其特征在于：所述永磁体内环、所述永磁体外环和所述导体环在轴向方向的长度相等。

6.根据权利要求1所述的周向调速的筒式永磁涡流调速器，其特征在于：所述永磁体内环和所述永磁体外环在径向方向的厚度相等。

7.根据权利要求2所述的周向调速的筒式永磁涡流调速器，其特征在于：所述导体环固定连接在所述导体轭铁内周面上。

技术总结
本发明公开了一种周向调速的筒式永磁涡流调速器，包括同轴心设置的输入轴和输出轴，输入轴上设置有导体环，输出轴上设置有永磁体外环，输出轴上固定连接有角度调整机构，角度调整机构包括带自锁机构的驱动电机，驱动电机的输出端与内环轭铁固定连接，内环轭铁上设置有永磁体内环，导体环、永磁体内环和永磁体外环均与输入轴同轴心，导体环套设于永磁体内环外且两者之间设有第一气隙，永磁体外环套设于导体环外且两者之间设有第二气隙，通过驱动电机来调整永磁体外环与永磁体内环的相对周向位置并锁定。本发明能够保证调速过程中负载端动平衡不发生变化，同时节约轴向位置空间，结构更加紧凑，增加了永磁体的利用率和调速器的功率密度。

技术研发人员：罗均,张春林,蒲华燕,秦毅,元书进,肖韵律,侯磊
受保护的技术使用者：重庆大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13