全文摘要
本申请公开了一种复合式励磁永磁调速器，包括：磁转子组件和可轴向移动的感应转子组件；磁转子组件包括带轴套的第一端板、磁转子外圈、磁转子内圈、永磁体、励磁线圈和滑环碳刷，磁转子外圈和磁转子内圈同轴间隔设置于第一端板的同一侧，磁转子外圈设于磁转子内圈外侧；永磁体和励磁线圈中的任意一个设于磁转子外圈，另一个设于磁转子内圈，永磁体和励磁线圈相对间隔设置，滑环碳刷设于第一端板的轴套外侧，并与励磁线圈通过导线连接；感应转子组件包括带轴套的第二端板和感应环，感应环设于第二端板。该复合式励磁永磁调速器的调速区域可达到98％‑70％范围内，保证设备能稳定运行，在小于所需要的速度时能快速进入脱开力矩传输状态。
主设计要求
1.一种复合式励磁永磁调速器，其特征在于，包括：磁转子组件和可轴向移动的感应转子组件；磁转子组件包括带轴套的第一端板、磁转子外圈、磁转子内圈、永磁体、励磁线圈和滑环碳刷，磁转子外圈和磁转子内圈同轴间隔设置于第一端板的同一侧，磁转子外圈设于磁转子内圈外侧；永磁体和励磁线圈中的任意一个设置于磁转子外圈上，另一个设置于磁转子内圈上，且永磁体和励磁线圈相对且间隔设置，滑环碳刷设于第一端板的轴套外侧，并与励磁线圈通过导线连接；感应转子组件包括带轴套的第二端板和感应环，感应环设于第二端板上，当轴向移动感应转子组件时，感应环的自由端可插入永磁体和励磁线圈之间或从中脱离。
设计方案
1.一种复合式励磁永磁调速器，其特征在于，包括：磁转子组件和可轴向移动的感应转子组件；
磁转子组件包括带轴套的第一端板、磁转子外圈、磁转子内圈、永磁体、励磁线圈和滑环碳刷，磁转子外圈和磁转子内圈同轴间隔设置于第一端板的同一侧，磁转子外圈设于磁转子内圈外侧；永磁体和励磁线圈中的任意一个设置于磁转子外圈上，另一个设置于磁转子内圈上，且永磁体和励磁线圈相对且间隔设置，滑环碳刷设于第一端板的轴套外侧，并与励磁线圈通过导线连接；
感应转子组件包括带轴套的第二端板和感应环，感应环设于第二端板上，当轴向移动感应转子组件时，感应环的自由端可插入永磁体和励磁线圈之间或从中脱离。
2.如权利要求1所述的复合式励磁永磁调速器，其特征在于，所述励磁线圈设于磁转子外圈的内侧，所述永磁体设于磁转子内圈的外侧；或所述永磁体设于磁转子外圈的内侧，所述励磁线圈设于磁转子内圈的外侧。
3.如权利要求1所述的复合式励磁永磁调速器，其特征在于，所述永磁体外侧设有由不导磁材料制成的防护罩。
4.如权利要求1所述的复合式励磁永磁调速器，其特征在于，所述永磁体在圆周上呈N极、S极相间排列，永磁体的数量为偶数列；永磁体的相邻列间设有由不导磁材料制成的压条，压条将永磁体压紧在磁转子内圈或磁转子外圈上。
5.如权利要求4所述的复合式励磁永磁调速器，其特征在于，所述永磁体呈矩形、瓦形或梯形。
6.如权利要求1所述的复合式励磁永磁调速器，其特征在于，磁转子组件还包括由导磁材料制成的线圈基座，所述励磁线圈通过线圈基座安装于磁转子外圈或磁转子内圈上；所述线圈基座周向均匀设置有数个线槽，所述励磁线圈为集中绕组式励磁线圈，所述励磁线圈设于所述线槽内，励磁线圈的出线端穿过第一端板连接滑环碳刷，并通过滑环碳刷连接励磁电源，励磁电源采用直流电源。
7.如权利要求1所述的复合式励磁永磁调速器，其特征在于，所述永磁体通过胶水粘合、螺钉固定或卡槽固定的方式安装于磁转子内圈或磁转子外圈。
8.如权利要求1所述的复合式励磁永磁调速器，其特征在于，所述感应环采用紫铜或紫铜合金制成。
9.如权利要求1所述的复合式励磁永磁调速器，其特征在于，所述感应环通过螺钉固定于第二端板上或焊接于第二端板上；所述感应环和与之相连的轴套为一体式结构，或通过螺钉连接。
10.如权利要求1所述的复合式励磁永磁调速器，其特征在于，所述励磁线圈设于磁转子外圈的内侧，所述永磁体设于磁转子内圈的外侧；磁转子外圈上还设有永磁体，磁转子外圈上的励磁线圈为m个，磁转子外圈上的永磁体数量为n个，磁转子内圈上的永磁体为m+n个，m、n均为偶数。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及永磁传动技术领域，尤其涉及一种复合式励磁永磁调速器。
背景技术
目前，在大功率旋转机械调速和传动方面，永磁调速器和电永磁调速器产品已经得到用户的认可和好评，其功率范围覆盖200KW到5000KW，所具备的优势十分明显，在各种文献和资料及用户推广上均有评价。特别是在环保节能方面表现突出。
现有永磁调速器的常规设计，其调速方式为调整涡流转子在磁转子中所插入部分的深度，从而使得感应环有效长度得以变化，进而调节其力矩的传递，另一种方式为局部屏蔽磁转子的磁场，等效于改变感应环的有效长度，进而调节其力矩的传递。经实际使用和分析，由于感应集中于其中的局部区域，受材料的导电率限制，实际调速区域仅限于98％-85％范围内，当超过该区域时，运行极不稳定，且发热严重。
实用新型内容
本实用新型针对上述问题，克服至少一个不足，提出了一种复合式励磁永磁调速器。
本实用新型采取的技术方案如下：
一种复合式励磁永磁调速器，包括：磁转子组件和可轴向移动的感应转子组件；
磁转子组件包括带轴套的第一端板、磁转子外圈、磁转子内圈、永磁体、励磁线圈和滑环碳刷，磁转子外圈和磁转子内圈同轴间隔设置于第一端板的同一侧，磁转子外圈设于磁转子内圈外侧；永磁体和励磁线圈中的任意一个设置于磁转子外圈上，另一个设置于磁转子内圈上，且永磁体和励磁线圈相对且间隔设置，滑环碳刷设于第一端板的轴套外侧，并与励磁线圈通过导线连接；
感应转子组件包括带轴套的第二端板和感应环，感应环设于第二端板上，当轴向移动感应转子组件时，感应环的自由端可插入永磁体和励磁线圈之间或从中脱离。
于本实用新型一实施例中，所述励磁线圈设于磁转子外圈的内侧，所述永磁体设于磁转子内圈的外侧。
于本实用新型一实施例中，所述永磁体设于磁转子外圈的内侧，所述励磁线圈设于磁转子内圈的外侧。
于本实用新型一实施例中，所述永磁体外侧设有由不导磁材料制成的防护罩。
于本实用新型一实施例中，所述永磁体在圆周上呈N极、S极相间排列，永磁体的数量为偶数列。
于本实用新型一实施例中，永磁体的相邻列间设有由不导磁材料制成的压条，压条将永磁体压紧在磁转子内圈或磁转子外圈上。
于本实用新型一实施例中，所述永磁体呈矩形、瓦形或梯形。
于本实用新型一实施例中，磁转子组件还包括由导磁材料制成的线圈基座，所述励磁线圈通过线圈基座安装于磁转子外圈或磁转子内圈上。
于本实用新型一实施例中，所述线圈基座周向均匀设置有数个线槽，所述励磁线圈为集中绕组式励磁线圈，所述励磁线圈设于所述线槽内，励磁线圈的出线端穿过第一端板连接滑环碳刷，并通过滑环碳刷连接励磁电源，励磁电源采用直流电源。
于本实用新型一实施例中，所述永磁体通过胶水粘合、螺钉固定或卡槽固定的方式安装于磁转子内圈或磁转子外圈。
于本实用新型一实施例中，所述感应环采用紫铜或紫铜合金制成。
于本实用新型一实施例中，所述感应环通过螺钉固定于第二端板上或焊接于第二端板上。
于本实用新型一实施例中，所述感应环和与之相连的轴套为一体式结构，或通过螺钉连接。
于本实用新型一实施例中，磁转子外圈上还设有永磁体，磁转子外圈上的励磁线圈为m个，磁转子外圈上的永磁体数量为n个，磁转子内圈上的永磁体为m+n个，m、n均为偶数。
于本实用新型一实施例中，磁转子内圈上还设有永磁体，磁转子内圈上的励磁线圈为m个，磁转子内圈上的永磁体数量为n个，磁转子外圈上的永磁体为m+n个，m、n均为偶数。
本实用新型相比于现有技术的有益效果是：本实用新型中，由永磁体提供基础磁场B1，由励磁线圈提供调节磁场B2，改变励磁电流和方向，感应环所处磁场可以在B1+B2至B1-B2的范围内变化，从而使得感应环上产生不同的感应电流，得以使传递扭矩有相应的变化，当需要改变的扭矩超过设定的范围时，通过移动感应转子组件可把感应环从磁间隙中部分或全部脱离，以达到全转速度范围内的调速。该复合式励磁永磁调速器的调速区域可达到98％-70％范围内，保证设备能稳定运行，在小于所需要的速度时能快速进入脱开力矩传输状态。
附图说明
图1是本实用新型复合式励磁永磁调速器一实施例的径向剖面视图；
图2是图1中沿B-B线的剖面视图；
图3是图1中A处的局部放大图；
图4是图3处于不通电状态的视图；
图5是图3处于磁场正向叠加状态的视图；
图6是图3处于磁场反向抵消状态的视图；
图7是图2所示实施例感应转子组件处于脱开状态的结构示意图；
图8是本实用新型复合式励磁永磁调速器另一实施例的轴向剖面视图。
具体实施方式
下面结合各附图，对本实用新型做详细描述。
请参考图1-3所示，本实用新型提供一种复合式励磁永磁调速器，包括：磁转子组件1和可轴向移动的感应转子组件2。
磁转子组件1包括带轴套10的第一端板11、磁转子外圈12、磁转子内圈13、永磁体14、励磁线圈15和滑环碳刷16，磁转子外圈12和磁转子内圈13同轴间隔设置于第一端板11的同一侧，磁转子外圈12设于磁转子内圈13外侧；永磁体14和励磁线圈15中的任意一个设置于磁转子外圈12上，另一个设置于磁转子内圈13上，且永磁体14和励磁线圈15 相对且间隔设置，滑环碳刷16设于第一端板11的轴套10外侧，并与励磁线圈15通过导线连接。
感应转子组件2包括带轴套10’的第二端板21和感应环22，感应环 22设于第二端板21上，当轴向移动感应转子组件2时，感应环22的自由端可插入永磁体14和励磁线圈15之间或从中脱离。
磁转子组件1的轴套10套于A轴上；感应转子组件2的轴套10’套于B轴上，轴套10’与B轴可采用花键连接，轴套10’可沿B轴移动，从而感应转子组件2可相对磁转子组件1轴向移动，使得感应转子组件2 可与磁转子组件1耦合，或从磁转子组件1中脱离。A轴、B轴指的是复合式励磁永磁调速器的输入轴和输出轴。复合式励磁永磁调速器还包括执行组件，执行组件通过连杆或螺旋套连接感应转子组件2的轴套10’，从而通过执行组件驱动感应转子组件2移动。
本实用新型的复合式励磁永磁调速器，在磁转子组件1上同时设置永磁体14和励磁线圈15，在耦合状态下(如图2)，当励磁线圈15的磁场方向与永磁体14磁向一致时(如图5)，设定磁场强度为传动所需要的额定磁场强度，当励磁线圈15的磁场方向与永磁体14磁向相反时(如图6)，设定磁场强度为传动所需要最低稳定转速的额定磁场强度，如此，感应环 22在设定的转速范围内始终处于整体有效状态，运行状态稳定性较好。当超过所需要的调速范围时，移动感应转子组件2从磁转子组件1中脱离(如图4、图7)，从而达到进入脱开力矩传输状态的目的。
本实用新型中，由永磁体14提供基础磁场B1，由励磁线圈15提供调节磁场B2，改变励磁电流和方向，感应环22所处磁场可以在B1+B2 至B1-B2的范围内变化，从而使得感应环22上产生不同的感应电流，得以使传递扭矩有相应的变化，当需要改变的扭矩超过设定的范围时，通过移动感应转子组件2可把感应环22从磁间隙中部分或全部脱离，以达到全转速度范围内的调速。
该复合式励磁永磁调速器的调速区域可达到98％-70％范围内，保证设备能稳定运行，在小于所需要的速度时能快速进入脱开力矩传输状态。
进一步地，磁转子组件1还包括由导磁材料制成的线圈基座17，所述励磁线圈15通过线圈基座17安装于磁转子外圈12或磁转子内圈13上。线圈基座17可由叠压式硅钢片制成，但不限于此，线圈基座17也可以由其他导磁材料制成，本实用新型对此不作限制。
进一步地，所述线圈基座17周向均匀设置有数个线槽171，所述励磁线圈15为集中绕组式励磁线圈15，所述励磁线圈15设于所述线槽171 内，励磁线圈15的出线端穿过第一端板11连接滑环碳刷16，并通过滑环碳刷16连接励磁电源，励磁电源采用直流电源，直流电源大小、方向可调，从而可以根据需要调节励磁线圈15产生的磁场。
所述永磁体14通过胶水粘合、螺钉固定或卡槽固定的方式安装于磁转子内圈13或磁转子外圈12。
所述永磁体14外侧设有由不导磁材料制成的防护罩18，用于保护永磁体14，避免永磁体14发生损坏而导致磁力衰减。
所述永磁体14在圆周上呈N极、S极相间排列，永磁体14的数量为偶数列。
永磁体14的相邻列间设有由不导磁材料制成的压条19，压条19将永磁体14压紧在磁转子内圈13或磁转子外圈12上，确保永磁体14安装稳定。所述防护罩18同时将压条19罩住，进一步固定永磁体14。
所述永磁体14可以有多种形状，所述永磁体14可以呈矩形、瓦形或梯形，本实用新型对此不作限制。
进一步地，所述感应环22采用紫铜或紫铜合金制成，具有非常好的导电性和较高的机械强度。
一实施例中，所述感应环22通过螺钉固定于第二端板21上，如图2 所示，所述第二端板21上设有台阶，感应环22通过螺钉安装于台阶上。但不限于此，于另一实施例中，所述感应环22也可焊接于第二端板21上。
所述感应环22和与之相连的轴套10为一体式结构，或通过螺钉连接。图2所示实施例中，感应环22和与之相连的轴套10为一体式结构。
请参考图1、2所示，一实施例中，所述励磁线圈15设于磁转子外圈 12的内侧，所述永磁体14设于磁转子内圈13的外侧。
作为图2实施例的一个变形，磁转子外圈12上还设有永磁体14，磁转子外圈12上的励磁线圈15为m个，磁转子外圈12上的永磁体14数量为n个，磁转子内圈13上的永磁体14为m+n个，m、n均为偶数。该实施例中，磁转子外圈12上的磁场由永磁体14和励磁线圈15一起提供。然而，磁转子外圈12也可以不设置永磁体14，如图2所示，磁转子外圈 12上的磁场全部由励磁线圈15提供。
请参考图8所示，另一实施例中，所述永磁体14设于磁转子外圈12 的内侧，所述励磁线圈15设于磁转子内圈13的外侧。
作为图8实施例的一个变形，磁转子内圈13上还设有永磁体14，磁转子内圈13上的励磁线圈15为m个，磁转子内圈13上的永磁体14数量为n个，磁转子外圈12上的永磁体14为m+n个，m、n均为偶数。该实施例中，磁转子内圈13上的磁场由永磁体14和励磁线圈15一起提供。然而，磁转子内圈13也可以不设置永磁体14，如图所示，磁转子内圈13 上的磁场全部由励磁线圈15提供。
实施例1
如图1，磁转子外圈12为全励磁绕组，磁转子内圈13为永磁体14。其调速范围为设计的最高转速到最低转速，不励磁时转速为(最高转速+ 最低转速)x0.5。
实例2
如图8，磁转子内圈13为全励磁绕组，磁转子外圈12为永磁体14。其调速范围为设计的最高转速到最低转速，不励磁时转速为(最高转速+ 最低转速)x0.5。
实例3
参考图1所示，磁转子外圈12部分为励磁绕组，部分为永磁体14，磁转子内圈13为永磁体14。其调速范围为设计的最高转速到最低转速，不励磁时转速为高于(最高转速+最低转速)x0.5的某一个值。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此即限制本实用新型的专利保护范围，凡是运用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的保护范围内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920096791.0
申请日:2019-01-21
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:33(浙江)
授权编号:CN209250470U
授权时间:20190813
主分类号:H02K 49/04
专利分类号:H02K49/04;H02K49/10
范畴分类:37P;
申请人:诸暨和创电机科技有限公司
第一申请人:诸暨和创电机科技有限公司
申请人地址:311800 浙江省绍兴市诸暨市陶朱街道文种路15号
发明人:李和良;吴伟明
第一发明人:李和良
当前权利人:诸暨和创电机科技有限公司
代理人:姚宇吉
代理机构:33289
代理机构编号:杭州裕阳联合专利代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计