徑向螺旋移動式磁屏蔽永磁調(diào)速器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于永磁調(diào)速技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種徑向螺旋移動式磁屏蔽永磁調(diào)速器。
【背景技術(shù)】
[0002]在大型采礦、石油化工、電力及冶金等行業(yè)中，由于節(jié)能環(huán)保的需要，永磁調(diào)速裝置的應(yīng)用越來越廣泛。永磁調(diào)速裝置能適應(yīng)各種惡劣環(huán)境，包括電網(wǎng)電壓波動大、諧波嚴(yán)重、易燃易爆、潮濕、粉塵等場所，可在線調(diào)節(jié)負(fù)載的轉(zhuǎn)速，以滿足系統(tǒng)實際運(yùn)行需要，實現(xiàn)調(diào)速節(jié)能，調(diào)速范圍0_98%，節(jié)能率10%?65%。工作時，電機(jī)帶動永磁調(diào)速器的導(dǎo)體轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，導(dǎo)體轉(zhuǎn)子上的銅導(dǎo)體切割永磁轉(zhuǎn)子上永磁體發(fā)出的磁感線產(chǎn)生渦流，渦流產(chǎn)生感應(yīng)磁場，感應(yīng)磁場與永磁體源磁場親合作用進(jìn)而產(chǎn)生扭矩，使永磁轉(zhuǎn)子帶動負(fù)載轉(zhuǎn)動，由于永磁調(diào)速技術(shù)簡單、可靠，設(shè)備使用壽命長;無電磁波干擾問題;所以很多條件艱難的場所的調(diào)速裝置逐漸被永磁調(diào)速器代替。
[0003]現(xiàn)有的永磁調(diào)速器主要有筒形永磁調(diào)速器和盤式永磁調(diào)速器，筒形調(diào)速器靠調(diào)節(jié)筒形永磁轉(zhuǎn)子與筒形導(dǎo)體轉(zhuǎn)子在軸線方向的相對位置，以改變永磁轉(zhuǎn)子和導(dǎo)體轉(zhuǎn)子耦合的有效部分，進(jìn)而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩，這就需要的較大的軸向空間以利于永磁轉(zhuǎn)子和導(dǎo)體轉(zhuǎn)子之間進(jìn)行相對軸向的移動;而盤式永磁調(diào)速器通過調(diào)節(jié)盤形永磁轉(zhuǎn)子和導(dǎo)體轉(zhuǎn)子之間的氣隙來進(jìn)行轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)，進(jìn)而實現(xiàn)對負(fù)載的調(diào)速。也需要較大的軸向空間進(jìn)行氣隙的調(diào)節(jié)，產(chǎn)品軸向尺寸大，給現(xiàn)場改造帶來很大的不便;調(diào)速時，永磁轉(zhuǎn)子需要移動，設(shè)備懸臂長、振動大、容易損壞軸承、設(shè)備可靠性不好;調(diào)節(jié)時，由于永磁轉(zhuǎn)子質(zhì)量、轉(zhuǎn)動慣量大、易沖擊;調(diào)節(jié)裝置負(fù)載、調(diào)節(jié)軸承受力過大易損壞;設(shè)備振動大、發(fā)熱高、永磁體易失效；同時調(diào)節(jié)氣隙時還需要克服較大的永磁吸力的作用。這樣在一些空間受限的地方難以應(yīng)用。
[0004]中國專利CN104883030 A提供了一種新型旋轉(zhuǎn)凸極調(diào)節(jié)磁通的永磁調(diào)速器，筒形導(dǎo)體轉(zhuǎn)子形成的腔室內(nèi)設(shè)置有一端固定在從動軸的永磁轉(zhuǎn)子，且永磁轉(zhuǎn)子和筒形導(dǎo)體轉(zhuǎn)子之間存在徑向間隙，永磁轉(zhuǎn)子另一端的下部設(shè)置有與從動軸一起旋轉(zhuǎn)的棘輪套和可在棘輪套上相對轉(zhuǎn)動的凸極導(dǎo)磁磁軛，永磁轉(zhuǎn)子內(nèi)等間距設(shè)置有多個切向式永磁磁鋼。避免了傳統(tǒng)的筒形永磁調(diào)速器靠調(diào)節(jié)永磁轉(zhuǎn)子與筒形導(dǎo)體轉(zhuǎn)子在軸線方向的相對位置來調(diào)節(jié)永磁轉(zhuǎn)子和導(dǎo)體轉(zhuǎn)子耦合面積的有效部分所占空間較大的問題，不需要額外的軸向空間。但是，在這種結(jié)構(gòu)中，每個永磁體只能從自身的N極發(fā)出回到自身的S極，相鄰永磁體的N極和N極是相互排斥的，凸極導(dǎo)磁磁軛只能屏蔽一部分磁感線，甚至對磁感線基本起不到屏蔽作用，起不到調(diào)節(jié)磁通量的作用，其原理圖如圖10、圖11所示，磁感線從N極發(fā)出回到S極時，一部分從永磁體朝向銅導(dǎo)體的一側(cè)通過，這部分磁感線被銅導(dǎo)體切割，而且通過銅導(dǎo)體的磁通量不會隨凸極導(dǎo)磁磁軛的位置改變而改變，另一部從永磁體朝向凸極導(dǎo)磁磁軛的一側(cè)通過，這部分磁感線不論凸極導(dǎo)磁磁軛如何轉(zhuǎn)動，都不會被銅導(dǎo)體切割，也不會產(chǎn)生渦流和扭矩，綜上所述，該結(jié)構(gòu)對負(fù)載的速度調(diào)節(jié)范圍是極其有限的，甚至幾乎不能調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，不能從零速進(jìn)行調(diào)節(jié)，也不能達(dá)到磁感線的百分之百傳遞，造成了能量的浪費，達(dá)不到預(yù)期的效果，要想實現(xiàn)導(dǎo)體轉(zhuǎn)子與永磁轉(zhuǎn)子之間轉(zhuǎn)速從零到最大的調(diào)節(jié)非常難，現(xiàn)有技術(shù)沒有能到達(dá)這種效果的結(jié)構(gòu)。
[0005]中國專利CN104811000 A提供了一種永磁調(diào)速器，包括筒形的導(dǎo)體轉(zhuǎn)子、永磁轉(zhuǎn)子和導(dǎo)磁軛，所述導(dǎo)體轉(zhuǎn)子、所述永磁轉(zhuǎn)子和所述導(dǎo)磁軛同軸設(shè)置，導(dǎo)磁軛位于所述永磁轉(zhuǎn)子的外側(cè)，所述導(dǎo)磁軛可軸向運(yùn)動，通過移動導(dǎo)磁軛來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，所需的軸向空間較傳統(tǒng)筒形永磁調(diào)速器大大縮小，在一定程度上解決了傳統(tǒng)筒形永磁調(diào)速器軸向空間占用較大且調(diào)速機(jī)構(gòu)復(fù)雜且作用力大的問題。這種結(jié)構(gòu)同樣存在上述問題，其并沒有真正起到調(diào)節(jié)磁感線切割的作用，基本上達(dá)不到調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對現(xiàn)有永磁調(diào)速器調(diào)節(jié)整體永磁轉(zhuǎn)子所需要克服的軸向力很大、以及通過調(diào)節(jié)切割磁感線的面積調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速效果不佳的問題，提供了一種徑向螺旋移動式磁屏蔽永磁調(diào)速器，調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)更簡單，尺寸更小，同時不用移動整體永磁轉(zhuǎn)子使得設(shè)備的質(zhì)量中心始終保持固定，設(shè)備更穩(wěn)定更可靠，并且能將負(fù)載的轉(zhuǎn)速從零速到導(dǎo)體轉(zhuǎn)子的速度之間任意調(diào)節(jié)。
[0007 ] 一種徑向螺旋移動式磁屏蔽永磁調(diào)速器，包括導(dǎo)體轉(zhuǎn)子、永磁轉(zhuǎn)子，所述導(dǎo)體轉(zhuǎn)子與所述永磁轉(zhuǎn)子之間存在氣隙，其特征在于還包括徑向螺旋移動磁屏蔽機(jī)構(gòu)，所述徑向螺旋磁屏蔽機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述導(dǎo)體轉(zhuǎn)子與所述永磁轉(zhuǎn)子之間。
[0008]所述徑向螺旋磁屏蔽機(jī)構(gòu)可相對所述永磁轉(zhuǎn)子在所述徑向螺旋磁屏蔽機(jī)構(gòu)的圓周平面內(nèi)徑向移動。
[0009]所述徑向螺旋移動磁屏蔽機(jī)構(gòu)包括磁通屏蔽結(jié)構(gòu)、螺旋移動調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，所述磁通屏蔽結(jié)構(gòu)與所述螺旋移動調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)同軸，且所述磁通屏蔽結(jié)構(gòu)可沿所述螺旋移動調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)移動。
[0010]所述磁通屏蔽結(jié)構(gòu)包括若干個屏蔽部和與屏蔽部連接的連接結(jié)構(gòu)，所述連接結(jié)構(gòu)一側(cè)設(shè)有連接凸臺，另一側(cè)設(shè)有螺旋連接柱。
[0011]所述屏蔽部為扇形環(huán)結(jié)構(gòu)，所述屏蔽部共同形成一個圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)的寬度大于等于所述永磁轉(zhuǎn)子上永磁體固定盤的寬度。
[0012]所述螺旋移動調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)包括螺旋盤、軌道盤，所述軌道盤與支撐結(jié)構(gòu)固定連接，所述螺旋盤、所述軌道盤與所述永磁轉(zhuǎn)子共軸線，且所述螺旋盤可繞軸線轉(zhuǎn)動，
[0013]所述螺旋盤上設(shè)有沿徑向的、與所述螺旋連接柱配合的螺旋槽，所述軌道盤上設(shè)有沿徑向的、與所述連接凸臺配合的軌道槽。
[0014]所述屏蔽部設(shè)置在所述螺旋盤與所述軌道盤之間，所述屏蔽部與所述軌道盤通過所述連接凸臺、所述軌道槽配合連接，所述連接凸臺可沿所述軌道槽滑動，所述屏蔽部與所述螺旋盤通過所述螺旋連接柱、所述螺旋槽配合連接，所述螺旋連接柱可沿所述螺旋槽滑動。
[0015]所述導(dǎo)體轉(zhuǎn)子包括電機(jī)聯(lián)軸器、導(dǎo)體盤、銅環(huán)，所述導(dǎo)體盤通過所述電機(jī)聯(lián)軸器與電機(jī)連接，所述導(dǎo)體盤上設(shè)置有所述銅環(huán)。
[0016]所述永磁轉(zhuǎn)子包括永磁體、永磁體固定盤、負(fù)載聯(lián)軸器，所述永磁體固定盤通過所述負(fù)載聯(lián)軸器與負(fù)載相連，所述永磁體設(shè)置在所述永磁體固定盤上。
[0017]所述徑向螺旋磁屏蔽機(jī)構(gòu)與所述永磁轉(zhuǎn)子同軸設(shè)置。
[0018]還包括與所述徑向螺旋移動磁屏蔽機(jī)構(gòu)連接的外部執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:設(shè)置了徑向螺旋移動磁屏蔽機(jī)構(gòu)，當(dāng)螺旋盤沿軸心轉(zhuǎn)動時，屏蔽部沿軌道盤上軌道槽在射線方向移動；當(dāng)屏蔽部沿射線方向向外移動時，此時導(dǎo)體轉(zhuǎn)子上的銅環(huán)切割的永磁體的磁力線增多，銅環(huán)上的渦流增大，此時產(chǎn)生的扭矩增大，負(fù)載的轉(zhuǎn)速增大，當(dāng)屏蔽部完全外移時，扭矩最大，負(fù)載的轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速；當(dāng)屏蔽部沿射線向軸心移動時，導(dǎo)體轉(zhuǎn)子上銅環(huán)的渦流減小，產(chǎn)生的扭矩減小，負(fù)載的轉(zhuǎn)速降低，當(dāng)屏蔽部移動到完全屏蔽住永磁體的磁力線時，導(dǎo)體轉(zhuǎn)子以電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，而負(fù)載轉(zhuǎn)速為零，實現(xiàn)了負(fù)載的調(diào)速功能。調(diào)節(jié)過程中，永磁轉(zhuǎn)子沒有軸向位移，省去了其復(fù)雜的調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單易實現(xiàn)，占用空間小，避免了產(chǎn)品軸向尺寸大給現(xiàn)場改造帶來的不便;減小了設(shè)備的振動，使得軸承不易損壞，設(shè)備可靠性好;發(fā)熱量小，不存在設(shè)備散熱困難、永磁體易失效的問題，負(fù)載轉(zhuǎn)速實現(xiàn)了從零速到導(dǎo)體轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之間的任意調(diào)節(jié)，屏蔽和磁通量調(diào)控效果好。本發(fā)明應(yīng)用磁屏蔽原理調(diào)節(jié)屏蔽部的徑向位置，消除了永磁轉(zhuǎn)子驅(qū)動負(fù)載時驅(qū)動扭矩所產(chǎn)生的摩擦力，相比較調(diào)節(jié)整體永磁轉(zhuǎn)子所需要克服的軸向力大大減小，磁通調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的輸出力矩隨之大大減小，整個調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)更簡單，尺寸更小。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0021 ]圖2為本發(fā)明軌道盤的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為本發(fā)明螺旋盤的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4為本發(fā)明屏蔽部上連接凸臺的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖5為本發(fā)明屏蔽部上螺旋連接柱的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖6為本發(fā)明永磁體處于完全開放時設(shè)備的狀態(tài)圖；
[0026]圖7為本發(fā)明永磁體被屏蔽部完全屏蔽時設(shè)備的狀態(tài)圖；
[0027]圖8為本發(fā)明永磁體處于完全開放狀態(tài)的磁感線分布圖；
[0028]圖9為本發(fā)明永磁體處于完全屏蔽狀態(tài)的磁感線分布圖；
[0029]圖10為現(xiàn)有技術(shù)中凸極導(dǎo)磁磁軛對磁感線與銅導(dǎo)體完全屏蔽的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖11為現(xiàn)有技術(shù)中凸極導(dǎo)磁磁軛對磁感線與銅導(dǎo)體完全沒有屏蔽的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖中，1-電機(jī)聯(lián)軸器，2-導(dǎo)體盤，3-銅環(huán)，4-防護(hù)罩，5-螺旋盤，6-屏蔽部，7-軌道盤，8-永磁體，9-永磁體固定盤，10-負(fù)載聯(lián)軸器，11-軌道槽，12-螺旋槽，13-連接凸臺，14-螺旋連接柱。
【具體實施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖對發(fā)明的【具體實施方式】做出說明。
[0033]如圖1所示，本發(fā)明提供一種徑向螺旋移動式磁屏蔽永磁調(diào)速器，包括導(dǎo)體轉(zhuǎn)子、永磁轉(zhuǎn)子，所