專利名稱：一種可自動變速的磁力調(diào)速器及其調(diào)速方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機械工程傳動技術(shù)領(lǐng)域，特指一種可自動變速的磁力調(diào)速器，主要用于煉油、化工、煤炭、發(fā)電等行業(yè)的電機與負(fù)載之間的動力傳遞系統(tǒng)中。
背景技術(shù)：
隨著磁力機械的發(fā)展，異步磁力調(diào)速器在煉油、化工等行業(yè)中的應(yīng)用越來越廣，異步磁力調(diào)速器作為磁力機械的一種結(jié)構(gòu)，相對于傳統(tǒng)的機械式聯(lián)軸器，在傳動過程中，不存在機械接觸、摩擦和磨損，實現(xiàn)了無接觸轉(zhuǎn)矩傳遞，減少了傳動部件的機械損耗，因而，在一些大轉(zhuǎn)矩振動領(lǐng)域，磁力調(diào)速器已逐步取代機械式聯(lián)軸器來傳遞轉(zhuǎn)矩和動力；然而，一方面，普通的異步磁力調(diào)速器不能自動調(diào)節(jié)輸入裝置與輸出裝置之間的間隙，所以在工作過程中無過載保護功能，從而不能解決電機負(fù)載啟動時電機發(fā)熱乃至失效的問題；另一方面，普通的異步磁力調(diào)速器只能依靠永磁體磁場旋轉(zhuǎn)來產(chǎn)生力矩傳遞運動，因此在電機啟動時 永磁體的旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速逐步提升，磁力調(diào)速器轉(zhuǎn)矩小，啟動較慢，無法實現(xiàn)變速功能和低速大轉(zhuǎn)矩下的啟動；因此，如何實現(xiàn)異步磁力調(diào)速器的自動變速和電機的軟啟動，有效地解決電機負(fù)載啟動時電機發(fā)熱和失效問題，提高磁力調(diào)速器的傳動性能，滿足對負(fù)載轉(zhuǎn)速有特定要求的特殊工況，是拓展磁力調(diào)速器應(yīng)用范圍的關(guān)鍵課題之一。在專利200910263064. X中，公開了一種可調(diào)式磁感應(yīng)聯(lián)軸器，包括驅(qū)動盤總成、從動盤總成和調(diào)速機構(gòu)，改變從動盤的軸向運動，使主、從動盤之間的氣隙厚度發(fā)生改變，以此改變輸出轉(zhuǎn)矩的大小，但是此種磁力聯(lián)軸器通過手動調(diào)節(jié)操作不太方便，調(diào)節(jié)精度不高，誤差大，傳動性能也不高；在專利201010228656.0中，公開了一種遠(yuǎn)程自動控制可調(diào)速式盤式磁力聯(lián)軸器，包括驅(qū)動盤總成、從動盤總成和調(diào)速裝置總成，也是通過調(diào)速裝置使主、從動盤之間的氣隙厚度發(fā)生改變，以此改變輸出轉(zhuǎn)矩的大小，雖然此種磁力聯(lián)軸器可以實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)氣隙長度，但對于微型電機的電源供給結(jié)構(gòu)沒有具體說明。本發(fā)明的磁力調(diào)速器為一種可自動變速的磁力調(diào)速器，利用調(diào)速控制器控制微型電機轉(zhuǎn)動，通過齒輪傳動和螺紋傳動，使得從動盤基體沿軸向作相向或相背移動，從而改變從動盤與主動盤之間的氣隙厚度，通過磁場耦合實現(xiàn)無級自動變速的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種可自動變速的磁力調(diào)速器，其總體結(jié)構(gòu)由主動盤總成、從動盤總成和自動調(diào)速裝置總成組成，主動盤總成由主動盤基體I、主動盤基體π和水磁體組成；從動盤總成由從動盤基體I、從動盤基體Π和銅塊組成；主動盤基體I裝在主動軸上，左端通過螺釘與套筒I固定在一起，主動盤基體π通過螺栓與主動盤基體I連接，永磁體按N極、S極偶數(shù)相間緊密內(nèi)嵌在主動盤基體表面的槽內(nèi)；從動盤基體I裝在從動軸上，左端通過擋板進行軸向固定，從動盤基體Π裝在從動軸上，右端通過螺釘與套筒π固定在一起，其特征在于自動調(diào)速裝置包括微型電機、單頭螺紋絲杠和調(diào)速控制器，沿主動軸或從動軸軸線呈對稱分布，微型電機裝在從動軸的槽中，微型電機端部的小錐齒輪與單頭螺紋絲杠端部的大錐齒輪嚙合，單頭螺紋絲杠與從動盤基體通過螺紋副連接，微型電機的電源引線與導(dǎo)電滑輪I連接，導(dǎo)電滑輪I與導(dǎo)電環(huán)中的導(dǎo)電滑滾動接觸，導(dǎo)電環(huán)的正負(fù)極接線柱連接調(diào)速控制器，調(diào)速控制器與外部電源相連接；調(diào)速K制器精確控制微型電機的轉(zhuǎn)動位移，微型電機端部的小錐齒輪轉(zhuǎn)動帶動大錐齒輪轉(zhuǎn)動從而使得兩邊的單頭螺紋絲杠轉(zhuǎn)動，單頭螺紋絲杠繞自身軸線旋轉(zhuǎn)時，通過螺紋傳動使得從動盤基體I和從動盤基體E將分別沿軸向作相向或相背移動，從而改變從動盤與主動盤之間的氣隙厚度，通過磁場耦合實現(xiàn)不同轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩的輸出。利用導(dǎo)電滑輪I與導(dǎo)電環(huán)中導(dǎo)電滑輪Π的滾動接觸為微型電機供電，導(dǎo)電環(huán)的正負(fù)極接線柱連接調(diào)速控制器，調(diào)速控制器與外部電源相連接，當(dāng)調(diào)速控制器發(fā)出正轉(zhuǎn)信號 時，微型電機接收到正轉(zhuǎn)脈沖信號后順時針轉(zhuǎn)動，微型電機端部的小錐齒輪與大錐齒輪嚙合，左邊的大錐齒輪使得單頭螺紋絲杠繞自身軸線逆時針轉(zhuǎn)動，右邊的大錐齒輪使得單頭螺紋絲杠繞自身軸線順時針轉(zhuǎn)動，單頭右旋螺紋絲杠與從動盤基體通過螺紋傳動使得從動盤基體I和從動盤基體Π將分別沿軸向作相背移動，從動盤與主動盤之間的氣隙厚度變小，磁耦合力增大，輸出的轉(zhuǎn)矩變大；當(dāng)調(diào)速控制器發(fā)出反轉(zhuǎn)信號時，微型電機接收到反轉(zhuǎn)脈沖信號后逆時針轉(zhuǎn)動，微型電機端部的小錐齒輪與大錐齒輪嚙合，左邊的大錐齒輪使得單頭螺紋絲杠繞自身軸線順時針轉(zhuǎn)動，右邊的大錐齒輪使得單頭螺紋絲杠繞自身軸線逆時針轉(zhuǎn)動，單頭右旋螺紋絲杠與從動盤基體通過螺紋傳動使得從動盤基體I和從動盤基體π分別沿軸向作相向移動，從動盤與主動盤之間的氣隙厚度變大，磁耦合力減小，輸出的轉(zhuǎn)矩變小。所述的永磁體按N極、S極偶數(shù)相間緊密內(nèi)嵌在主動盤基體I和主動盤基體Π的槽內(nèi)，永磁體采用釹鐵硼材料，通過軸向多極充磁或Halbach軸向充磁形成，N極和S極既可以單塊磁體為一極，也可以多塊同極性、同尺寸的環(huán)形磁體為一極。所述的主動盤總成和從動盤總成組成的傳動機構(gòu)，它有二種可供實施的結(jié)構(gòu)，其一為異步感應(yīng)式磁力調(diào)速器，其銅塊嵌入在從動盤基體的槽內(nèi)，形成鼠籠式結(jié)構(gòu)；其二為異步渦流式磁力調(diào)速器，其從動盤總成由實心圓盤和銅盤組成，銅盤澆鑄在實心圓盤上形成雙層盤式結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的優(yōu)點
(O利用調(diào)速控制器控制微型電機轉(zhuǎn)動，同時通過齒輪傳動和螺紋傳動，可以精確地調(diào)節(jié)從動盤基體沿軸向作相向或相背移動的距離，從而改變從動盤與主動盤之間的氣隙厚度，實現(xiàn)了調(diào)速器自身無級變速的目的。(2)微型電機的電源供給采用滑輪相互滾動接觸導(dǎo)電，減少了摩擦磨損，提高了磁力調(diào)速器性能的穩(wěn)定性和持久性。(3)永磁體內(nèi)嵌在主動盤基體的槽內(nèi)，使得主動盤總成與從動盤總成實現(xiàn)非接觸傳動，通過氣隙磁場相互作用實現(xiàn)了轉(zhuǎn)矩的傳遞，過載保護性能和起動性能好，避免了振動的干擾，減小了傳動部件的損耗，提高了調(diào)速器傳動的效率。


圖I為實施例I的異步感應(yīng)式磁力調(diào)速器結(jié)構(gòu) 圖2為異步感應(yīng)式磁力調(diào)速器主動盤的剖面視 圖3為異步感應(yīng)式磁力調(diào)速器從動盤的剖面視 圖4為自動調(diào)速示意 圖5導(dǎo)電裝置結(jié)構(gòu)示意 圖6為實施例2的異步渦流式磁力調(diào)速器結(jié)構(gòu) 圖7異步渦流式磁力調(diào)速器從動盤的剖面視 圖中，I-主動軸，2-套筒I，3-主動盤基體I，4-永磁體，5-銅塊，6-從動盤基體I，7-大錐齒輪，8-小錐齒輪，9-微型電機，10-單頭螺紋絲杠，11-套筒Π , 12-調(diào)速控制器，13-導(dǎo) 電滑輪I，14-絕緣體，15-從動軸，16-導(dǎo)電滑輪Π丄導(dǎo)電環(huán)，18-從動盤基體Π , 19-主動盤基體Π，20-螺紋副，21-銅盤，22-實心圓盤，①-主動盤總成，②-從動盤總成,Θ -自動調(diào)速裝置總成。
具體實施例方式下面結(jié)合圖I對本發(fā)明的實施例I的異步感應(yīng)式磁力調(diào)速器進行詳細(xì)說明。本發(fā)明的一種可自動變速的磁力調(diào)速器,其總體結(jié)構(gòu)由主動盤總成①、從動盤總成I和自動調(diào)速裝置總成③組成，主動盤總成①由主動盤基體I (3)、主動盤基體Π〔19)和永磁體4組成；從動盤總成③由從動盤基體I (6)、從動盤基體]I (18)和銅塊5組成；主動盤基體I (3)裝在主動軸I上，左端通過螺釘與套筒I (2)固定在一起，主動盤基體Π (19)通過螺栓與主動盤基體I (3)連接。永磁體4按N極、S極偶數(shù)相間緊密內(nèi)嵌在主動盤基體表面的槽內(nèi)；從動盤基體I (6)裝在從動軸15上，左端通過擋板進行軸向固定，從動盤基體Π CIS)裝在從動軸15上，右端通過螺釘與套筒Π (11)固定在一起。其特征在于自動調(diào)速裝置總成(I)沿軸線呈對稱分布，包括微型電機9、單頭螺紋絲杠10和調(diào)速控制器12，微型電機9裝在從動軸15的槽中，微型電機9端部的小錐齒輪8與單頭螺紋絲杠10端部的大錐齒輪7嚙合，單頭螺紋絲杠10與從動盤基體通過螺紋副連接，微型電機9的電源引線與導(dǎo)電滑輪I (13)連接，導(dǎo)電滑輪I (13)與導(dǎo)電環(huán)17中的導(dǎo)電滑輪E (16)滾動接觸，導(dǎo)電環(huán)17的正負(fù)極接線柱連接調(diào)速控制器12，調(diào)速控制器12與外部電源相連接；調(diào)速控制器12精確控制微型電機9的轉(zhuǎn)動位移，微型電機9端部的小錐齒輪8轉(zhuǎn)動帶動兩邊的單頭螺紋絲杠10轉(zhuǎn)動,單頭螺紋絲杠10繞自身軸線旋轉(zhuǎn)時，通過螺紋傳動使得從動盤基體I (6)和從動盤基體Π (18)將分別沿軸向作相向或相背移動，從而改變從動盤與主動盤之間的氣隙厚度，通過磁場耦合實現(xiàn)不同轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩的輸出。永磁體4按N極、S極偶數(shù)相間緊密內(nèi)嵌在主動盤基體I (3)和主動盤基體E (19)的槽內(nèi)，永磁體4采用釹鐵硼材料,通過軸向多極充磁或Halbach軸向充磁形成,N極和S極既可以單塊磁體為一極，也可以多塊同極性、同尺寸的環(huán)形磁體為一極。自動變速原理利用導(dǎo)電滑輪I (13)與導(dǎo)電環(huán)17中導(dǎo)電滑輪Π (16)的滾動接觸為微型電機9供電，導(dǎo)電環(huán)17的正負(fù)極接線柱連接調(diào)速控制器12，調(diào)速控制器12與外部電源相連接，當(dāng)調(diào)速控制器12發(fā)出正轉(zhuǎn)信號時，微型電機9接收到正轉(zhuǎn)脈沖信號后順時針轉(zhuǎn)動，微型電機9端部的小錐齒輪8與大錐齒輪7嚙合，左邊的大錐齒輪7使得單頭螺紋絲杠10繞自身軸線逆時針轉(zhuǎn)動，右邊的大錐齒輪7使得單頭螺紋絲杠10繞自身軸線順時針轉(zhuǎn)動，單頭右旋螺紋絲杠10與從動盤基體通過螺紋傳動使得從動盤基體I (6)和從動盤基體Π (18)將分別沿軸向作相背移動，從動盤與主動盤之間的氣隙厚度變小，磁耦合力增大，輸出的轉(zhuǎn)矩變大；當(dāng)調(diào)速控制器12發(fā)出反轉(zhuǎn)信號時，微型電機9接收到反轉(zhuǎn)脈沖信號后逆時針轉(zhuǎn)動，微型電機9端部的小錐齒輪8與大錐齒輪7嚙合，左邊的大錐齒輪7使得單頭螺紋絲杠10繞自身軸線順時針轉(zhuǎn)動，右邊的大錐齒輪7使得單頭螺紋絲杠10繞自身軸線逆時針轉(zhuǎn)動，單頭右旋螺紋絲杠11與從動盤基體通過螺紋傳動使得從動盤基體I (6)和從動盤 基體Π C18)分別沿軸向作相向移動，從動盤與主動盤之間的氣隙厚度變大，磁耦合力減小，輸出的轉(zhuǎn)矩變小。實施例2的工作原理在實施例I的基礎(chǔ)上，將從動盤總成②中的銅塊5換成澆鑄在軛鐵上的銅盤21，其工作原理與實施例I相同。
權(quán)利要求
1.一種可自動變速的磁力調(diào)速器，其總體結(jié)構(gòu)由主動盤總成、從動盤總成和自動調(diào)速裝置總成組成，主動盤總成由主動盤基體I、主動盤基體tf和永磁體組成；從動盤總成由從動盤基體I、從動盤基體》和銅塊組成；主動盤基體I裝在主動軸上，左端通過螺釘與套筒I固定在一起，主動盤基體》通過螺栓與主動盤基體I連接，永磁體按N極、S極偶數(shù)相間緊密內(nèi)嵌在主動盤基體表面的槽內(nèi)；從動盤基體I裝在從動軸上，左端通過擋板進行軸向固定，從動盤基體It裝在從動軸上，右端通過螺釘與套筒》固定在一起，其特征在于自動調(diào)速裝置包括微型電機、單頭螺紋絲杠和調(diào)速控制器，沿主動軸或從動軸軸線呈對稱分布，微型電機裝在從動軸的槽中，微型電機端部的小錐齒輪與單頭螺紋絲杠端部的大錐齒輪嚙合，單頭螺紋絲杠與從動盤基體通過螺紋副連接，微型電機的電源引線與導(dǎo)電滑輪I連接，導(dǎo)電滑輪I與導(dǎo)電環(huán)中的導(dǎo)電滑輪H滾動接觸，利用導(dǎo)電滑輪I與導(dǎo)電環(huán)中導(dǎo)電滑輪II的滾動接觸為微型電機供電，導(dǎo)電環(huán)的正負(fù)極接線柱連接調(diào)速控制器，調(diào)速控制器與外部電源相連接；調(diào)速控制器精確控制微型電機的轉(zhuǎn)動位移，微型電機端部的小錐齒輪轉(zhuǎn)動帶動大錐齒輪轉(zhuǎn)動從而使得兩邊的單頭螺紋絲杠轉(zhuǎn)動，單頭螺紋絲杠繞自身軸線旋轉(zhuǎn)時，通過螺紋傳動使得從動盤基體I和從動盤基體H將分別沿軸向作相向或相背移動，從而改變從動盤與主動盤之間的氣隙厚度，通過磁場耦合實現(xiàn)不同轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩的輸出。
2.如權(quán)利要求I所述的一種可自動變速的磁力調(diào)速器的調(diào)速方法，其特征在于利用導(dǎo)電滑輪I與導(dǎo)電環(huán)中導(dǎo)電滑輪Il的滾動接觸為微型電機供電，導(dǎo)電環(huán)的正負(fù)極接線柱連接調(diào)速控制器，調(diào)速控制器與外部電源相連接，當(dāng)調(diào)速控制器發(fā)出正轉(zhuǎn)信號時，微型電機接收到正轉(zhuǎn)脈沖信號后順時針轉(zhuǎn)動，微型電機端部的小錐齒輪與大錐齒輪嚙合，左邊的大錐齒輪使得單頭螺紋絲杠繞自身軸線逆時針轉(zhuǎn)動，右邊的大錐齒輪使得單頭螺紋絲杠繞自身軸線順時針轉(zhuǎn)動，單頭右旋螺紋絲杠與從動盤基體通過螺紋傳動使得從動盤基體I和從動盤基體H將分別沿軸向作相背移動，從動盤與主動盤之間的氣隙厚度變小，磁耦合力增大，輸出的轉(zhuǎn)矩變大；當(dāng)調(diào)速控制器發(fā)出反轉(zhuǎn)信號時，微型電機接收到反轉(zhuǎn)脈沖信號后逆時針轉(zhuǎn)動，微型電機端部的小錐齒輪與大錐齒輪嚙合，左邊的大錐齒輪使得單頭螺紋絲杠繞自身軸線順時針轉(zhuǎn)動，右邊的大錐齒輪使得單頭螺紋絲杠繞自身軸線逆時針轉(zhuǎn)動，單頭右旋螺紋絲杠與從動盤基體通過螺紋傳動使得從動盤基體I和從動盤基體I分別沿軸向作相向移動，從動盤與主動盤之間的氣隙厚度變大，磁耦合力減小，輸出的轉(zhuǎn)矩變小。
全文摘要
本發(fā)明涉及機械工程傳動技術(shù)領(lǐng)域，特指一種可自動變速的磁力調(diào)速器，主要用于煉油、化工、煤炭、發(fā)電等行業(yè)的電機與負(fù)載之間的動力傳遞以及其他裝置。本發(fā)明的磁力調(diào)速器由主動盤總成、從動盤總成和自動調(diào)速裝置總成組成；主動盤總成①由主動盤基體I、主動盤基體和永磁體組成，從動盤總成由從動盤基體I、從動盤基體和銅塊組成，自動調(diào)速裝置總成沿軸線呈對稱分布，主要包括微型電機、單頭螺紋絲杠和調(diào)速控制器，利用調(diào)速控制器控制微型電機轉(zhuǎn)動，通過齒輪傳動和螺紋傳動，使得從動盤基體I和從動盤基體分別沿軸向作相向或相背移動，從而改變從動盤與主動盤之間的氣隙厚度，通過磁場耦合實現(xiàn)無級自動變速的目的，進一步擴展了磁力調(diào)速器的應(yīng)用范圍。
文檔編號H02K51/00GK102969867SQ20121043432
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月5日
發(fā)明者楊超君, 周曰華, 蔣毅一, 孔令營 申請人:江蘇大學(xué)