專利名稱：軸間永磁耦合機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機構(gòu)傳動裝置，具體是一種用于在兩根轉(zhuǎn)軸之間傳遞扭矩的軸間永磁稱合機構(gòu)。
背景技術(shù)：
對于扭矩的輸出和調(diào)整，現(xiàn)有技術(shù)中有多種方式，具體包括I、目前工業(yè)中廣泛應(yīng)用的聯(lián)軸機構(gòu)，這些機構(gòu)多為剛性或液壓耦合連接等，而且傳遞扭矩及轉(zhuǎn)速不可調(diào)節(jié)。由于系統(tǒng)運行情況復(fù)雜多變，難以精確保證兩軸對中，設(shè)備運行一段時間后都會產(chǎn)生振動，從而加速磨損，縮短設(shè)備壽命。
2、當(dāng)前變頻調(diào)速廣泛應(yīng)用在工業(yè)現(xiàn)場中，通過控制電機來控制輸出轉(zhuǎn)速，價格比較昂貴，結(jié)構(gòu)和操作復(fù)雜，變頻器的電力電子器件工作在開關(guān)狀態(tài)，因而產(chǎn)生大量諧波，污染電網(wǎng)，影響通訊，而且電子器件穩(wěn)定性不好，容易老化，使用壽命不長，并且對環(huán)境的要求較高，對環(huán)境溫度與濕度以及粉塵有很大的要求，不適合在惡劣的環(huán)境中工作。
3、目前已有用于永磁調(diào)速驅(qū)動的永磁耦合機構(gòu)，其基本結(jié)構(gòu)是設(shè)置安裝在各自轉(zhuǎn)動軸上的導(dǎo)體轉(zhuǎn)子及永磁轉(zhuǎn)子，導(dǎo)體轉(zhuǎn)子與永磁轉(zhuǎn)子同軸設(shè)置并保持有氣隙；工作過程中，當(dāng)導(dǎo)體轉(zhuǎn)子與永磁轉(zhuǎn)子發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，則由于永磁場與導(dǎo)體之間的電磁作用，使導(dǎo)體轉(zhuǎn)子與永磁轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生使兩者相耦合的力矩，達到扭矩輸出的目的；通過調(diào)節(jié)導(dǎo)體轉(zhuǎn)子與永磁轉(zhuǎn)子之間的作用氣隙，可獲得可調(diào)節(jié)的負載扭矩和轉(zhuǎn)速，達到調(diào)速的目的。現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的這類耦合器，其沿圓周分布的永磁體內(nèi)的磁場方向通常是垂直于導(dǎo)體轉(zhuǎn)子與永磁轉(zhuǎn)子之間的磁場作用面的，其磁場分布較散而且強度不高(最高磁感應(yīng)強度只能達到40(T500mT)，如果要傳動較大的扭矩，需要把結(jié)構(gòu)做的較大，限制了該技術(shù)的推廣。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，對現(xiàn)有永磁耦合機構(gòu)進行改進，提供一種磁場分布集中，導(dǎo)體轉(zhuǎn)子與永磁轉(zhuǎn)子作用面處的磁感應(yīng)強度大，能夠傳遞較大扭矩，能夠?qū)鬟f扭矩進行調(diào)節(jié)，并且結(jié)構(gòu)緊湊、對安裝精度要求低、傳動和調(diào)節(jié)平穩(wěn)可靠的軸間永磁耦合機構(gòu)。
本發(fā)明的軸間永磁耦合機構(gòu)包括有同軸設(shè)置的永磁轉(zhuǎn)子和導(dǎo)體轉(zhuǎn)子，永磁轉(zhuǎn)子和導(dǎo)體轉(zhuǎn)子上分別分布有永磁體和導(dǎo)體，永磁轉(zhuǎn)子與導(dǎo)體轉(zhuǎn)子之間具有氣隙；永磁轉(zhuǎn)子上的永磁體包括有主磁體和輔助磁體；多個主磁體沿圓周分布，在相鄰主磁體之間安置有由導(dǎo)磁材料制成的導(dǎo)磁體，在每一個導(dǎo)磁體的遠離導(dǎo)體轉(zhuǎn)子的一側(cè)設(shè)置有一個輔助磁體；所述主磁體的磁極方向(即S極與N極的連線方向)位于永磁轉(zhuǎn)子的圓周方向上，并且相鄰主磁體的磁極方向相向或相背；所述輔助磁體的磁極方向為永磁轉(zhuǎn)子的徑向，并且相鄰輔助磁體的磁極方向相反；并且，與每一個導(dǎo)磁體相鄰的兩個主磁體和一個輔助磁體，它們與同一導(dǎo)磁體接觸的側(cè)面處磁極均為同一極性。
該機構(gòu)還包括有能夠通過改變永磁轉(zhuǎn)子和導(dǎo)體轉(zhuǎn)子的軸向相對位置來調(diào)節(jié)永磁轉(zhuǎn)子和導(dǎo)體轉(zhuǎn)子之間作用面積的調(diào)節(jié)裝置。
在上述結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，本發(fā)明的一個方案是永磁轉(zhuǎn)子為圓筒形狀，導(dǎo)體轉(zhuǎn)子同軸位于永磁轉(zhuǎn)子內(nèi)腔中，主磁體位于永磁轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)面，輔助磁體位于導(dǎo)磁體的外側(cè)。
在上述結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，本發(fā)明的另一個方案是導(dǎo)體轉(zhuǎn)子為圓筒形狀，永磁轉(zhuǎn)子同軸位于導(dǎo)體轉(zhuǎn)子內(nèi)腔中，主磁體位于永磁轉(zhuǎn)子外側(cè)面，輔助磁體位于導(dǎo)磁體的內(nèi)側(cè)。
本發(fā)明采用永磁耦合調(diào)速的結(jié)構(gòu)原理，對永磁轉(zhuǎn)子的磁路結(jié)構(gòu)進行創(chuàng)造性的優(yōu)化,通過提供一種新型的永磁磁場的磁系結(jié)構(gòu),使主磁體與輔助磁體位置相互配合,永磁磁場能夠更加集中于永磁與導(dǎo)體之間的作用面，使磁路間隙產(chǎn)生更高的永磁磁場(最高磁感應(yīng)強度能達到IOOOmT以上)，從而能夠在較小的體積下傳遞更大的扭矩；通過調(diào)節(jié)裝置對永磁轉(zhuǎn)子和導(dǎo)體轉(zhuǎn)子的軸向相對位置進行調(diào)節(jié)，可以改變永磁轉(zhuǎn)子和導(dǎo)體轉(zhuǎn)子間的作用面積，從而可獲得可調(diào)節(jié)的輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速；永磁轉(zhuǎn)子與導(dǎo)體轉(zhuǎn)子通過磁場作用傳遞扭矩，可實現(xiàn)動力無接觸傳遞，消除振動，而且能允許更大的對中誤差，降低了設(shè)備精度要求和安裝難度，當(dāng)設(shè)備過載時還可以保護設(shè)備，實現(xiàn)軟啟動功能。


圖I是本發(fā)明第一個實施例的截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明第一個實施例的縱剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明第二個實施例的截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明第二個實施例的縱剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖所示，本發(fā)明的軸間永磁耦合機構(gòu)包括有同軸設(shè)置的永磁轉(zhuǎn)子I和導(dǎo)體轉(zhuǎn)子 2，永磁轉(zhuǎn)子I和導(dǎo)體轉(zhuǎn)子2上分別分布有永磁體和導(dǎo)體，永磁轉(zhuǎn)子I與導(dǎo)體轉(zhuǎn)子2之間具有氣隙3 ;永磁轉(zhuǎn)子I上的永磁體包括有主磁體4和輔助磁體5 ;多個主磁體4沿圓周分布，在相鄰主磁體4之間安置有由導(dǎo)磁材料制成的導(dǎo)磁體6 ;所述輔助磁體5位于每一個導(dǎo)磁體6的遠離導(dǎo)體轉(zhuǎn)子2的一側(cè)；所述主磁體4的磁極方向(即S極與N極的連線方向)位于永磁轉(zhuǎn)子的圓周方向上，并且相鄰主磁體4的磁極方向(附圖中用箭頭方向表示)相向或相背；輔助磁體5的磁極方向為永磁轉(zhuǎn)子的徑向，并且相鄰輔助磁體5的磁極方向相反；并且，與每一個導(dǎo)磁體6相鄰的兩個主磁體4和一個輔助磁體5，它們與同一導(dǎo)磁體6接觸的側(cè)面處磁極均為同一極性。
該機構(gòu)還包括有能夠通過改變永磁轉(zhuǎn)子I和導(dǎo)體轉(zhuǎn)子2的軸向相對位置來調(diào)節(jié)永磁轉(zhuǎn)子和導(dǎo)體轉(zhuǎn)子之間氣隙的調(diào)節(jié)裝置7。調(diào)節(jié)裝置7可采用各種通用的機械結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)， 可人工調(diào)節(jié)也可自動調(diào)節(jié)。
在圖I、圖2所示的實施例中，永磁轉(zhuǎn)子I為圓筒形狀，導(dǎo)體轉(zhuǎn)子2同軸位于永磁轉(zhuǎn)子內(nèi)腔中，主磁體4位于永磁轉(zhuǎn)子I內(nèi)側(cè)面，輔助磁體5位于導(dǎo)磁體6的外側(cè)。
在圖3、圖4所示的實施例中，導(dǎo)體轉(zhuǎn)子2為圓筒形狀，永磁轉(zhuǎn)子I同軸位于導(dǎo)體轉(zhuǎn)子內(nèi)腔中，主磁體4位于永磁轉(zhuǎn)子I外側(cè)面，輔助磁體5位于導(dǎo)磁體6的內(nèi)側(cè)。
權(quán)利要求
1.一種軸間永磁耦合機構(gòu)，包括有同軸設(shè)置的永磁轉(zhuǎn)子(I)和導(dǎo)體轉(zhuǎn)子(2)，永磁轉(zhuǎn)子(I)和導(dǎo)體轉(zhuǎn)子(2)上分別分布有永磁體和導(dǎo)體，永磁轉(zhuǎn)子(I)與導(dǎo)體轉(zhuǎn)子(2)之間具有氣隙(3);其特征是所述永磁轉(zhuǎn)子(I)上的永磁體包括有主磁體(4)和輔助磁體(5);多個主磁體(4)沿圓周分布，在相鄰主磁體(4)之間安置有由導(dǎo)磁材料制成的導(dǎo)磁體(6);在每一個導(dǎo)磁體(6)的遠離導(dǎo)體轉(zhuǎn)子(2)的一側(cè)設(shè)置有一個輔助磁體(5);所述主磁體(4)的磁極方向位于永磁轉(zhuǎn)子的圓周方向上，并且相鄰主磁體(4)的磁極方向相向或相背；輔助磁體 (5)的磁極方向為永磁轉(zhuǎn)子的徑向，并且相鄰輔助磁體(5)的磁極方向相反；并且，與每一個導(dǎo)磁體(6)相鄰的兩個主磁體(4)和一個輔助磁體(5)，它們與同一導(dǎo)磁體(6)接觸的側(cè)面處磁極均為同一極性。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軸間永磁耦合機構(gòu)，其特征是該機構(gòu)還包括有能夠改變永磁轉(zhuǎn)子(I)和導(dǎo)體轉(zhuǎn)子(2 )的軸向相對位置的調(diào)節(jié)裝置(7 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的軸間永磁耦合機構(gòu)，其特征是永磁轉(zhuǎn)子(I)為圓筒形狀，導(dǎo)體轉(zhuǎn)子(2)同軸位于永磁轉(zhuǎn)子內(nèi)腔中，主磁體(4)位于永磁轉(zhuǎn)子(I)內(nèi)側(cè)面，輔助磁體 (5)位于導(dǎo)磁體(6)的外側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的軸間永磁耦合機構(gòu)，其特征是導(dǎo)體轉(zhuǎn)子(2)為圓筒形狀，永磁轉(zhuǎn)子(I)同軸位于導(dǎo)體轉(zhuǎn)子內(nèi)腔中，主磁體(4)位于永磁轉(zhuǎn)子(I)外側(cè)面，輔助磁體(5)位于導(dǎo)磁體(6)的內(nèi)側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在兩根轉(zhuǎn)軸之間傳遞扭矩的軸間永磁耦合機構(gòu)。該機構(gòu)包括有同軸設(shè)置的永磁轉(zhuǎn)子和導(dǎo)體轉(zhuǎn)子；永磁轉(zhuǎn)子上的永磁體包括有主磁體和輔助磁體；多個主磁體沿圓周分布，在相鄰主磁體之間安置有由導(dǎo)磁材料制成的導(dǎo)磁體，在每一個導(dǎo)磁體的遠離導(dǎo)體轉(zhuǎn)子的一側(cè)設(shè)置有一個輔助磁體；所述主磁體的磁極方向位于永磁轉(zhuǎn)子的圓周方向上，并且相鄰主磁體的磁極方向相向或相背；所述輔助磁體的磁極方向為永磁轉(zhuǎn)子的徑向，并且相鄰輔助磁體的磁極方向相反；兩個主磁體和一個輔助磁體與同一導(dǎo)磁體接觸的側(cè)面處磁極均為同一極性。本發(fā)明傳遞扭矩大，傳遞扭矩可調(diào)，并且結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便、傳動和調(diào)節(jié)平穩(wěn)可靠。
文檔編號H02K51/00GK102916562SQ20121048671
公開日2013年2月6日 申請日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
發(fā)明者徐俊峰 申請人:鎮(zhèn)江市江南礦山機電設(shè)備有限公司