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专利号: 2013103402774
申请人: 大连交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种磁力耦合器,其特征在于:包括动力输入轴(1)、联接法兰(2)、永磁外转子总成(3)、笼型内转子(4)、动力输出轴(5)和机械调速装置(6);所述的永磁外转子总成(3)套装在笼型内转子(4)的外部,二者之间存在均匀气隙;所述的永磁外转子总成(3)通过联接法兰(2)中的内花键与动力输入轴(1)相连,笼型内转子(4)通过键连接方式或过盈配合方式安装于动力输出轴(5)上,动力输出轴(5)通过输出法兰(10)与负载(39)相连;机械调速装置(6)套装在联接法兰(2)上,利用杠杆原理拖动联接法兰(2)与永磁外转子总成(3)作轴向移动,以调节永磁外转子总成(3)与笼型内转子(4)之间的轴向气隙面积;

所述的永磁外转子总成(3)中,永磁体采用径向布局或切向布局两种方式;采用径向布局方式时,永磁外转子总成(3)包括轭铁(17)及永磁体A(18)与永磁体B(19);永磁体A(18)与永磁体B(19)为瓦型结构,其圆弧表面向内,且充磁方向相反,沿轭铁(17)的圆周均匀布局,磁极沿圆周方向交错排列,并利用可固化的粘性材料(20)均匀填充各永磁体侧面间隙;采用切向布局方式时,永磁外转子总成(3)包括轭铁(17)、永磁体(21)、内隔磁板(22)、外隔磁板(23)及定位块(24),所述的永磁体(21)为长方体结构,沿圆周均匀布局,磁极方向沿圆周切线方向、相邻永磁体(21)安装时磁极方向相对;所述永磁体定位块(24)为导磁材料的扇形结构,并以焊接方式固定于轭铁(17)内表面;

所述的永磁外转子总成(3)的外圆套装铝制散热片(9),用以散热;

所述的笼型内转子(4)直接采用异步电机的鼠笼转子铁心,或采用与异步电机鼠笼转子铁心相似的结构,并利用鼠笼转子铁心轴向两端的铸铝风扇进行散热,或者仅保留一个风扇或去除两端的风扇;所述的套筒(14)通过键或过盈方式压制在笼型内转子(4)的铁心内孔中;

所述的永磁外转子总成(3)中永磁体的磁极对数p按公式

进行选取,在满足fc最小值的前提下,p尽量选取最大值;上式中,fc为转矩波动因素;

p为永磁体极对数;ns为笼型转子导条数;Nc为p与ns的最小公倍数;fc的选择标准为满足上式的最小值;

所述的机械调速装置(6)为平面连杆机构,包括动力元件(26)、连接板(27),支撑板(28)、推动杆(29)、压块(30),摆杆(31)、滑动轮(32)、轴承套(33)、花键套筒(34)、连接杆(35)、滚动轴承(36)、支点支座(37);动力元件(26)通过连接板(27)与支撑板(28)相联,支撑板(28)固定在原动机(38)或原动机(38)附近的平台基础上,动力元件(26)带动推动杆(29)沿轴向运动;摆杆(31)与支点支座(37)铰接,带动连接杆(35)运动;所述的摆杆(31)与压块(30)利用螺栓连接,摆杆(31)上开导向槽;所述的滑轮与推动杆(29)的末端相连接,并嵌入导向槽中,推动杆(29)运动时滑动轮(32)沿着摆杆(31)上的导向槽滚动,推动摆杆(31)绕支点支座(37)的铰接处转动,带动连接杆(35)运动;所述的连接杆(35)一端与轴承套(33)铰接,另一端与摆杆(31)铰接;轴承套(33)通过轴承与花键套筒(34)相联,连接杆(35)移动时带动花键套筒(34)作轴向运动,以改变磁力耦合器气隙磁场的轴向面积;

所述的机械调速装置(6)的动力元件(26)采用步进电机或气缸或液压缸,采用步进电机时,利用滚珠丝杠或蜗轮蜗杆机构实现轴向运动;

所述的机械调速装置(6)具有手动和电控两种控制方式,以实现推动杆(29)的行程控制。

2.根据权利要求1所述的一种磁力耦合器,其特征在于:所述的永磁外转子总成(3)通过联接法兰(2)中的键与原动机动力输出轴(7)相连,并通过动力输出轴(5)上的输出法兰(10)与负载(39)相连,以适应负载(39)不需要速度调节的要求。

3.根据权利要求1所述的一种磁力耦合器,其特征在于:所述的动力输入轴(1)与动力输出轴(5)的两端部分别采用前端轴承座(12)与后端轴承座(13)支撑,以适应轴向位移调节距离较长的要求。

4.根据权利要求1所述的一种磁力耦合器,其特征在于:所述的笼型内转子(4)通过套筒(14)的花键孔与动力输入轴(1)相连,永磁外转子总成(3)及联接法兰(2)将转矩传递给带轮(15);机械调速装置(6)安装在笼型内转子(4)的套筒(14)外部,带动笼型内转子(4)轴向移动,以适应于带轮(15)需要调速的要求。

5.根据权利要求1所述的一种磁力耦合器,其特征在于:所述的笼型内转子(4)通过过盈方式装配在动力输入轴(1)上,通过永磁外转子总成(3)及联接法兰(2)将转矩传递给带轮(15),用于带轮(15)适配器时且无需调速时。

6.根据权利要求1所述的一种磁力耦合器,其特征在于:所述的动力输入轴(1)为外花键轴结构,通过花键连接与联接法兰(2)套装在一起;动力输入轴(1)内孔一端与原动机动力输出轴(7)用键连接,内孔另一端安装轴承(8),实现与动力输出轴(5)的径向定位。

7.根据权利要求1所述的一种磁力耦合器,其特征在于:所述的动力输入轴(1)为阶梯轴结构,一端通过键或其它联接方式与原动机动力输出轴(7)直接相联,另一端通过花键与笼型内转子(4)中的套筒(14)相联,利用花键连接将转矩传递给笼型内转子(4);所述动力输入轴(1)的外圆套装在轴承(8)上;永磁外转子总成(3)通过联接法兰(2)的键连接与带轮(15)相连;联接法兰(2)套装在轴承(8)的外部,用于带轮(15)需要调速时。

8.根据权利要求1所述的一种磁力耦合器,其特征在于:所述动力输入轴(1)为阶梯光轴,一端通过键与原动机动力输出轴(7)直接相联,另一端通过平键或过盈配合与笼型内转子(4)相联;所述动力输入轴(1)套装在轴承(8)上,且与原动机动力输出轴(7)通过键联接方式相联;用于带轮(15)无需调速时。

9.根据权利要求1所述的一种磁力耦合器,其特征在于:所述的带轮(15)与联接法兰(2)采用键联接方式相联,并利用压盖(16)实现轴向固定,根据负载(39)工况更换不同直径的带轮(15)。

10.根据权利要求1所述的一种磁力耦合器,其特征在于:当带轮(15)安装于磁力耦合器输出端时,采用后端轴承座(13)作为支撑;带轮(15)通过键连接套装在动力输出轴(5)外部;当需要调速时,动力输出轴(5)为外花键轴结构,机械调速装置(6)安装在套筒(14)外侧。