專利名稱：限矩型永磁耦合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種連接裝置，特別是一種限矩型永磁耦合器。
背景技術(shù)：
在201010109757. 6中，公開(kāi)了一種渦流式永磁耦合器，它由一個(gè)筒狀導(dǎo)體轉(zhuǎn)子和 一個(gè)筒狀永磁轉(zhuǎn)子組成；筒狀導(dǎo)體轉(zhuǎn)子與筒狀永磁轉(zhuǎn)子通過(guò)空氣間隙相連，繞各自軸線旋 轉(zhuǎn)；永磁轉(zhuǎn)子置于導(dǎo)體轉(zhuǎn)子內(nèi)。筒狀導(dǎo)體轉(zhuǎn)子由軛鐵和導(dǎo)體組成，安裝在電機(jī)軸上，導(dǎo)體材 料為銅或者鋁。筒狀永磁轉(zhuǎn)子由筒狀轉(zhuǎn)子體、磁座和永磁體組成，安裝在負(fù)載軸上。其工作 原理是電機(jī)與筒狀導(dǎo)體轉(zhuǎn)子同步轉(zhuǎn)動(dòng)，筒狀導(dǎo)體轉(zhuǎn)子與筒狀永磁轉(zhuǎn)子產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而 導(dǎo)體上產(chǎn)生渦流，形成感應(yīng)磁場(chǎng)，感應(yīng)磁場(chǎng)與永磁場(chǎng)相互作用，從而帶動(dòng)永磁轉(zhuǎn)子沿與導(dǎo)體 轉(zhuǎn)子同方向轉(zhuǎn)動(dòng)，結(jié)果是將電機(jī)軸的轉(zhuǎn)矩傳遞到負(fù)載軸上。在201010109757. 6中，公開(kāi)的一種渦流式永磁耦合器的優(yōu)點(diǎn)在于，電機(jī)啟動(dòng)時(shí)， 由于導(dǎo)體轉(zhuǎn)子和永磁轉(zhuǎn)子通過(guò)空氣間隙相連，使得電機(jī)和負(fù)載無(wú)機(jī)械連接，對(duì)電機(jī)起到軟 啟動(dòng)的保護(hù)，同時(shí)能有效的隔振。但是如果在負(fù)載發(fā)生堵轉(zhuǎn)或者過(guò)載故障情況時(shí)，該永磁耦 合器僅僅能夠提供1-2分鐘的過(guò)載保護(hù)，同時(shí)在耦合器上產(chǎn)生大量的熱量，如果超過(guò)2分鐘 電機(jī)保護(hù)還不正常斷電的話，將導(dǎo)致耦合器損壞。因此當(dāng)負(fù)載堵轉(zhuǎn)或者過(guò)載時(shí)，該耦合器不 能提供一種完全的過(guò)載保護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題是在電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)中，當(dāng)負(fù)載超過(guò)允許的轉(zhuǎn)矩時(shí)，使電 機(jī)和負(fù)載完全脫開(kāi)，達(dá)到完全保護(hù)電機(jī)，保護(hù)整個(gè)電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為1)永磁轉(zhuǎn)子永磁轉(zhuǎn)子的永磁支撐架在其一 側(cè)平面上安裝一盤式永磁磁座，永磁磁鋼安裝在永磁磁座內(nèi)；2)導(dǎo)體轉(zhuǎn)子導(dǎo)體轉(zhuǎn)子的筒 狀鋼支撐架的筒底平面上安裝一盤式導(dǎo)體環(huán)；3)位置控制機(jī)構(gòu)位置控制器位于沿著軸向 方向永磁支撐架和方軸之間；本發(fā)明的原理為永磁轉(zhuǎn)子位于導(dǎo)體轉(zhuǎn)子內(nèi)，其間通過(guò)空氣間隙隔開(kāi)，永磁轉(zhuǎn)子和 導(dǎo)體轉(zhuǎn)子間的正對(duì)面積即為作用面積，即永磁轉(zhuǎn)子的側(cè)壁與導(dǎo)體轉(zhuǎn)子的內(nèi)壁間的正對(duì)面積 為作用面積。永磁轉(zhuǎn)子的永磁支撐架在其一側(cè)平面上安裝一盤式永磁磁座，永磁磁鋼安裝 在永磁磁座內(nèi)；導(dǎo)體轉(zhuǎn)子的筒狀鋼支撐架的筒底平面上安裝一盤式導(dǎo)體環(huán)；位置控制器位 于沿著軸向方向永磁支撐架和方軸之間；當(dāng)負(fù)載過(guò)載或堵轉(zhuǎn)時(shí)，由于負(fù)載轉(zhuǎn)速突然下降，使 得永磁轉(zhuǎn)子與導(dǎo)體轉(zhuǎn)子之間形成一個(gè)瞬間的轉(zhuǎn)矩差，此時(shí)永磁轉(zhuǎn)子的永磁支撐架側(cè)平面上 的盤式永磁體旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生永磁場(chǎng)在導(dǎo)體轉(zhuǎn)子的筒狀鋼支撐架筒底平面上的盤式導(dǎo)體環(huán)上 產(chǎn)生渦流磁場(chǎng)推力，將永磁轉(zhuǎn)子沿著軸向方向?qū)⑼齐x導(dǎo)體轉(zhuǎn)子，使得永磁轉(zhuǎn)子與導(dǎo)體轉(zhuǎn)子 的作用面積減到最小，轉(zhuǎn)矩近似為零，電機(jī)與負(fù)載完全脫開(kāi)；此時(shí)安裝在永磁轉(zhuǎn)子與方軸之 間的位置控制器內(nèi)的彈性裝置應(yīng)受到外部壓力，而產(chǎn)生一個(gè)反作用力，這個(gè)反作用力又將 永磁轉(zhuǎn)子推回到正常工作狀態(tài)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)當(dāng)負(fù)載過(guò)載或者堵轉(zhuǎn)時(shí)，本發(fā)明技術(shù)能自動(dòng) 的將電機(jī)和負(fù)載脫開(kāi)，故障解除之后，能自動(dòng)的恢復(fù)到正常工作狀態(tài)。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。


圖1為現(xiàn)已公開(kāi)的一種渦流式永磁耦合器的剖視圖。圖2為本發(fā)明的限矩型永磁耦合器正常工作時(shí)的剖視圖。圖3為本發(fā)明的限矩型永磁耦合器負(fù)載過(guò)載或堵轉(zhuǎn)時(shí)的剖視圖。圖4為本發(fā)明的限矩型永磁耦合器的實(shí)施例1的示意圖。圖5為本發(fā)明的限矩型永磁耦合器的實(shí)施例2的示意圖。圖6為本發(fā)明的限矩型永磁耦合器的實(shí)施例3的示意圖。
具體實(shí)施例方式結(jié)合圖2，本發(fā)明的限矩型永磁耦合器，包括導(dǎo)體轉(zhuǎn)子[1]、永磁轉(zhuǎn)子[6]，導(dǎo)體轉(zhuǎn) 子[1]由筒狀鋼支撐架[12]，筒狀導(dǎo)體環(huán)[5]，盤狀導(dǎo)體環(huán)[3]組成；導(dǎo)體轉(zhuǎn)子的筒狀鋼支 撐架[12]的筒底平面上安裝一盤式導(dǎo)體環(huán)[3]；永磁轉(zhuǎn)子[6]由筒狀永磁座[7]、[4]、永 磁支撐架[8]、方軸[10]、永磁磁鋼[2]、位置控制機(jī)構(gòu)[9]組成；位置控制器[9]位于沿著 軸向方向永磁支撐架[8]和方軸[10]之間；永磁轉(zhuǎn)子[6]的永磁支撐架[8]在其一側(cè)平 面上安裝一 [4]，永磁磁鋼[2]安裝在永磁磁座內(nèi)；導(dǎo)體轉(zhuǎn)子和永磁轉(zhuǎn)子具有獨(dú)立的旋轉(zhuǎn)軸 線；導(dǎo)體轉(zhuǎn)子與永磁轉(zhuǎn)子通過(guò)空氣間隙連接，永磁轉(zhuǎn)子和導(dǎo)體轉(zhuǎn)子間的正對(duì)面積[11]即為 作用面積[11']；永磁轉(zhuǎn)子可沿軸向自由滑動(dòng)。當(dāng)動(dòng)力軸[13]有給定輸入信號(hào)時(shí)，導(dǎo)體轉(zhuǎn)子跟動(dòng)力軸一起旋轉(zhuǎn)，由于永磁轉(zhuǎn)子位 于導(dǎo)體轉(zhuǎn)子內(nèi)，導(dǎo)體轉(zhuǎn)子和永磁轉(zhuǎn)子相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而在導(dǎo)體轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生交變感應(yīng)磁場(chǎng)，交變 感應(yīng)磁場(chǎng)與交變永磁場(chǎng)相互嚙合，從而產(chǎn)生扭矩，將扭矩從動(dòng)力側(cè)傳到負(fù)載側(cè)。此時(shí)永磁耦 合器正常工作，導(dǎo)體轉(zhuǎn)子與永磁轉(zhuǎn)子的作用面積[11']大。結(jié)合圖3，當(dāng)負(fù)載[14]過(guò)載或堵轉(zhuǎn)時(shí)，根據(jù)李氏推拉理論，在永磁轉(zhuǎn)子的軸線方向 產(chǎn)生較大的推力，該推力將永磁轉(zhuǎn)子推離導(dǎo)體轉(zhuǎn)子，使得永磁轉(zhuǎn)子與導(dǎo)體轉(zhuǎn)子的作用面積 [11']減到最小，轉(zhuǎn)矩近似為零，電機(jī)與負(fù)載完全脫開(kāi)；此時(shí)安裝在永磁轉(zhuǎn)子與方軸之間 的位置控制器[9]內(nèi)的彈性裝置應(yīng)受到外部壓力，而產(chǎn)生一個(gè)反作用力，這個(gè)反作用力又 將永磁轉(zhuǎn)子推回到正常工作狀態(tài)。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述。實(shí)施例1結(jié)合圖4，限矩型永磁耦合器，包括動(dòng)力輸入軸[13]和負(fù)載軸[15]，還包括導(dǎo)體轉(zhuǎn) 子[1]、永磁轉(zhuǎn)子[6]；永磁轉(zhuǎn)子位于導(dǎo)體轉(zhuǎn)子內(nèi)部，其間通過(guò)空氣間隙(簡(jiǎn)稱氣隙)隔開(kāi)； 導(dǎo)體轉(zhuǎn)子[1]安裝在動(dòng)力輸入軸[13]上，永磁轉(zhuǎn)子[6]安裝在方軸[10]上；導(dǎo)體轉(zhuǎn)子[1]由筒狀鋼支撐架[12]，筒狀導(dǎo)體環(huán)[5]，盤狀導(dǎo)體環(huán)[3]組成；導(dǎo)體 轉(zhuǎn)子的筒狀鋼支撐架[12]的筒底平面上安裝一盤式導(dǎo)體環(huán)[3]；永磁轉(zhuǎn)子[6]由筒狀永磁 座[5]、盤式永磁磁座[4]、永磁支撐架[8]、方軸[10]、永磁磁鋼[2]、位置控制機(jī)構(gòu)[9]組 成；位置控制機(jī)構(gòu)位于沿著軸向方向永磁支撐架[8]和方軸[10]之間；永磁轉(zhuǎn)子的永磁支撐架[8]在其一側(cè)平面上安裝一盤式永磁磁座[4]，永磁磁鋼[2]安裝在永磁磁座內(nèi)；導(dǎo)體 轉(zhuǎn)子[1]和永磁轉(zhuǎn)子[6]具有獨(dú)立的旋轉(zhuǎn)軸線；導(dǎo)體轉(zhuǎn)子與永磁轉(zhuǎn)子通過(guò)空氣間隙連接，永 磁轉(zhuǎn)子和導(dǎo)體轉(zhuǎn)子間的正對(duì)面積[11]即為作用面積[11']；永磁轉(zhuǎn)子可沿軸向自由滑動(dòng)。工作時(shí)，電機(jī)[16]帶動(dòng)導(dǎo)體轉(zhuǎn)子[1]旋轉(zhuǎn)，由于永磁轉(zhuǎn)子位于導(dǎo)體轉(zhuǎn)子內(nèi)，導(dǎo)體 轉(zhuǎn)子和永磁轉(zhuǎn)子相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而在導(dǎo)體轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生交變感應(yīng)磁場(chǎng)，交變感應(yīng)磁場(chǎng)與交變永 磁場(chǎng)相互嚙合，從而產(chǎn)生扭矩，將扭矩從動(dòng)力側(cè)傳到負(fù)載側(cè)。此時(shí)永磁耦合器正常工作，導(dǎo) 體轉(zhuǎn)子與永磁轉(zhuǎn)子的作用面積[11']最大。當(dāng)負(fù)載[14]過(guò)載或堵轉(zhuǎn)時(shí)，根據(jù)李氏推拉理 論，在永磁轉(zhuǎn)子的軸線方向產(chǎn)生較大的推力，將永磁轉(zhuǎn)子[6]沿著軸向方向?qū)⑼齐x導(dǎo)體轉(zhuǎn) 子[1]，使得永磁轉(zhuǎn)子與導(dǎo)體轉(zhuǎn)子的作用面積[11']減到最小，轉(zhuǎn)矩近似為零，電機(jī)[16] 與負(fù)載[14]完全脫開(kāi)；此時(shí)安裝在永磁轉(zhuǎn)子與方軸之間的位置控制器[9]內(nèi)的彈性裝置應(yīng) 受到外部壓力，而產(chǎn)生一個(gè)反作用力，這個(gè)反作用力又將永磁轉(zhuǎn)子推回到正常工作狀態(tài)。實(shí)施例2結(jié)合圖5，限矩型永磁耦合器，包括動(dòng)力輸入軸[13]和負(fù)載軸[15]，還包括導(dǎo)體轉(zhuǎn) 子[1]、永磁轉(zhuǎn)子[6]；永磁轉(zhuǎn)子位于導(dǎo)體轉(zhuǎn)子內(nèi)部，其間通過(guò)空氣間隙隔開(kāi)；導(dǎo)體轉(zhuǎn)子[1] 安裝在負(fù)載軸[14]上，永磁轉(zhuǎn)子[6]安裝在方軸[10]上；導(dǎo)體轉(zhuǎn)子[1]由筒狀鋼支撐架[12]，筒狀導(dǎo)體環(huán)[5]，盤狀導(dǎo)體環(huán)[3]組成；導(dǎo)體 轉(zhuǎn)子的筒狀鋼支撐架[12]的筒底平面上安裝一盤式導(dǎo)體環(huán)[3]；永磁轉(zhuǎn)子[6]由筒狀永磁 座[7]、盤式永磁磁座[4]、永磁支撐架[8]、方軸[10]、永磁磁鋼[2]、位置控制機(jī)構(gòu)[9]組 成；位置控制機(jī)構(gòu)位于沿著軸向方向永磁支撐架[8]和方軸[10]之間；永磁轉(zhuǎn)子的永磁支 撐架[8]在其一側(cè)平面上安裝一盤式永磁磁座[4]，永磁磁鋼[2]安裝在永磁磁座內(nèi)；導(dǎo)體 轉(zhuǎn)子和永磁轉(zhuǎn)子具有獨(dú)立的旋轉(zhuǎn)軸線；導(dǎo)體轉(zhuǎn)子與永磁轉(zhuǎn)子通過(guò)空氣間隙連接，永磁轉(zhuǎn)子 和導(dǎo)體轉(zhuǎn)子間的正對(duì)面積[11]即為作用面積[11']；永磁轉(zhuǎn)子可沿軸向自由滑動(dòng)。工作時(shí)，電機(jī)[16]帶動(dòng)永磁轉(zhuǎn)子[6]旋轉(zhuǎn)，由于永磁轉(zhuǎn)子位于導(dǎo)體轉(zhuǎn)子內(nèi)，導(dǎo)體 轉(zhuǎn)子和永磁轉(zhuǎn)子相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而在導(dǎo)體轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生交變感應(yīng)磁場(chǎng)，交變感應(yīng)磁場(chǎng)與交變永 磁場(chǎng)相互嚙合，從而產(chǎn)生扭矩，將扭矩從動(dòng)力側(cè)傳到負(fù)載側(cè)。此時(shí)永磁耦合器正常工作，導(dǎo) 體轉(zhuǎn)子與永磁轉(zhuǎn)子的作用面積[11']最大。當(dāng)負(fù)載[14]過(guò)載或堵轉(zhuǎn)時(shí)，根據(jù)李氏推拉理 論，在永磁轉(zhuǎn)子的軸線方向產(chǎn)生較大的推力，該推力將永磁轉(zhuǎn)子推離導(dǎo)體轉(zhuǎn)子，使得永磁轉(zhuǎn) 子與導(dǎo)體轉(zhuǎn)子的作用面積[11']減到最小，轉(zhuǎn)矩近似為零，電機(jī)[16]與負(fù)載[14]完全脫 開(kāi)；此時(shí)安裝在永磁轉(zhuǎn)子與方軸之間的位置控制器[9]內(nèi)的彈性裝置應(yīng)受到外部壓力，而 產(chǎn)生一個(gè)反作用力，這個(gè)反作用力又將永磁轉(zhuǎn)子推回到正常工作狀態(tài)。實(shí)施例3結(jié)合圖6，限矩型永磁耦合器，包括導(dǎo)體轉(zhuǎn)子[1]、永磁轉(zhuǎn)子[6]；永磁轉(zhuǎn)子位于導(dǎo) 體轉(zhuǎn)子內(nèi)部，其間通過(guò)空氣間隙隔開(kāi)；導(dǎo)體轉(zhuǎn)子[1]安裝在負(fù)載軸[14]上，永磁轉(zhuǎn)子[6]安 裝在方軸[10]上；導(dǎo)體轉(zhuǎn)子[1]由筒狀鋼支撐架[12]，多級(jí)串聯(lián)的筒狀導(dǎo)體環(huán)[17]，盤狀導(dǎo)體環(huán)[3] 組成；導(dǎo)體轉(zhuǎn)子的筒狀鋼支撐架[12]的筒底平面上安裝一盤式導(dǎo)體環(huán)[3]；永磁轉(zhuǎn)子[6] 由多級(jí)串聯(lián)的筒狀永磁座[18]、盤式永磁磁座[4]、永磁支撐架[8]、方軸[10]、永磁磁鋼 [2]、位置控制機(jī)構(gòu)[9]組成；位置控制機(jī)構(gòu)[9]位于沿著軸向方向永磁支撐架[8]和方軸 [10]之間；永磁轉(zhuǎn)子[6]的永磁支撐架[8]在其一側(cè)平面上安裝一盤式永磁磁座[4]，永磁磁鋼[2]安裝在永磁磁座內(nèi)；導(dǎo)體轉(zhuǎn)子和永磁轉(zhuǎn)子具有獨(dú)立的旋轉(zhuǎn)軸線；導(dǎo)體轉(zhuǎn)子與永磁 轉(zhuǎn)子通過(guò)空氣間隙連接，永磁轉(zhuǎn)子和導(dǎo)體轉(zhuǎn)子間的正對(duì)面積[11]即為作用面積[11']；永 磁轉(zhuǎn)子可沿軸向自由滑動(dòng)。
權(quán)利要求
1.限矩型永磁耦合器，包括導(dǎo)體轉(zhuǎn)子和永磁轉(zhuǎn)子。其特征是導(dǎo)體轉(zhuǎn)子和永磁轉(zhuǎn)子具 有獨(dú)立的旋轉(zhuǎn)軸線；導(dǎo)體轉(zhuǎn)子與永磁轉(zhuǎn)子通過(guò)空氣間隙(簡(jiǎn)稱氣隙)連接；永磁轉(zhuǎn)子可沿 軸向自由滑動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的限矩型永磁耦合器的導(dǎo)體轉(zhuǎn)子，其特征是該導(dǎo)體轉(zhuǎn)子由筒 狀鋼支撐架，筒狀導(dǎo)體環(huán)，盤狀導(dǎo)體環(huán)組成；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)體轉(zhuǎn)子，其特征是筒狀導(dǎo)體環(huán)與筒狀鋼支撐架的內(nèi)筒相 連；盤狀導(dǎo)體環(huán)與筒狀鋼支架的筒底平面相連；
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)體轉(zhuǎn)子，其特征是筒狀導(dǎo)體環(huán)和盤狀導(dǎo)體環(huán)的材料為低 電阻導(dǎo)體材料，可以是銅、鋁、超導(dǎo)材料等；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的限矩型永磁耦合器的永磁轉(zhuǎn)子，其特征是該永磁轉(zhuǎn)子由筒 狀永磁座、盤式永磁磁座、永磁支撐架、方軸、永磁磁鋼、位置控制機(jī)構(gòu)組成；
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的永磁轉(zhuǎn)子，其特征是永磁磁鋼安裝在永磁磁座中；筒狀永磁 磁座內(nèi)壁與永磁支撐架的外筒相連；盤式永磁磁座與永磁支撐架的側(cè)平面相連；永磁磁鋼 置于筒狀永磁座和盤式永磁磁座內(nèi)；
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的永磁轉(zhuǎn)子，其特征是永磁支撐架內(nèi)為方孔，并可以在方軸上 自由滑動(dòng)；
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的永磁轉(zhuǎn)子，其特征是位置控制機(jī)構(gòu)位于沿著軸向方向永磁 支撐架和方軸之間，位置控制機(jī)構(gòu)可以為彈簧裝置；
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的限矩型永磁耦合器，其特征是導(dǎo)體轉(zhuǎn)子沿軸向方向自由滑 動(dòng)，永磁轉(zhuǎn)子只是沿軸向旋轉(zhuǎn)；
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的限矩型永磁耦合器，其特征是永磁轉(zhuǎn)子的筒狀永磁磁座可 以實(shí)現(xiàn)多級(jí)串聯(lián)，對(duì)應(yīng)導(dǎo)體轉(zhuǎn)子的筒狀導(dǎo)體環(huán)也相應(yīng)可以多級(jí)串聯(lián)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種限矩型永磁耦合器，包括導(dǎo)體轉(zhuǎn)子和永磁轉(zhuǎn)子。導(dǎo)體轉(zhuǎn)子和永磁轉(zhuǎn)子具有獨(dú)立的旋轉(zhuǎn)軸線；導(dǎo)體轉(zhuǎn)子與永磁轉(zhuǎn)子通過(guò)空氣間隙(簡(jiǎn)稱氣隙)連接；永磁轉(zhuǎn)子可沿軸向自由滑動(dòng)。當(dāng)負(fù)載過(guò)載或堵轉(zhuǎn)時(shí)，根據(jù)李氏推拉理論，在永磁轉(zhuǎn)子的軸線方向產(chǎn)生較大的推力，該推力將永磁轉(zhuǎn)子推離導(dǎo)體轉(zhuǎn)子，使得永磁轉(zhuǎn)子與導(dǎo)體轉(zhuǎn)子的作用面積減小從而轉(zhuǎn)矩減小；使電機(jī)和負(fù)載完全脫開(kāi)，達(dá)到完全保護(hù)電機(jī)，保護(hù)整個(gè)電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H02K49/04GK102005898SQ20101029062
公開(kāi)日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月14日
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