[发明专利]永磁调速驱动系统

说明书

技术领域

本发明申请属于驱动器技术领域，特别是涉及一种永磁调速驱动系统。

背景技术

目前工业中广泛应用的联轴机构多为刚形连接，由于系统运行情况的复杂多变，无论怎样保证严格的两轴对中，设备运行一段时间后都会产生振动，从而加速磨损，缩短设备寿命。现有采用永磁耦合的结构方式，是专利号为98802726.7的发明专利，公开了一种可调节磁耦合器，具体结构是：安装在可以旋转轴上的两个导体转子，安装在第二旋转轴上的两个磁转子。磁转子位于两个导体转子之间且与相邻转子保持有气隙，通过调节机构调节气隙大小，从而使负载得到不同转矩而产生不同转速，实现调速的目的。这类耦合器的缺陷是：磁转子和导体转子之间仅有底面磁耦合，传递的转矩较小，相应耦合器体积较大，不适用于狭长的工作空间；两个磁转子轴向移动距离要时刻相等，增加了设计难度，使系统设计更复杂。当前变频调速广泛应用在工业现场中，通过控制电机来控制输出转速，价格比较昂贵，结构和操作复杂，变频器的电力电子器件工作在开关状态，因而产生大量谐波污染电网，影响通讯，并且对环境的要求较高，不适合在恶劣环境中工作。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明申请提供一种永磁调速驱动系统。它综合了永磁耦合和变频调速二者的优点，即可以避免刚形连接消除震动又能实现系统的稳定调速，避免谐波的产生。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明包括同心设置的输入轴、传动轴、与传动轴连接的输出轴、安装于输入轴端的导体转子、滑动地安装于传动轴端并伸入导体转子内的永磁转子和安装于传动轴上并与永磁转子连接的调速装置，调速装置另一端固定在基地上，所述导体转子的导体面和永磁转子的磁极面对应设置，之间形成空气间隙。

所述的导体转子和永磁转子均为底面带有中孔的杯形结构，在导体转子的内底面和内筒壁上均安装有铜导电环；在与导体转子的铜导电环相对的永磁转子外底面和外周面上均匀设置有永磁块，相邻永磁块的N、S极交替设置。所述的永磁转子杯底上设有多个通气孔。

所述的调速装置包括套装于传动轴上并与永磁转子连接的内筒、第一轴承、弧形齿条、与弧形齿条相啮合的齿轮、摆杆、柱形支架，在第一轴承外环上固定有弧形齿条，其内环固定在内筒上，齿轮通过第二轴承安装在柱形支架上，摆杆一端安装在第二轴承外环上。所述的第一轴承为推力滑动轴承，第二轴承的外环为与摆杆内孔相配合的结构。所述的传动轴安装永磁转子端的外圆周上开有凹槽，安装永磁转子的传动轴端设置有键槽，其上固定有垫环。

本发明具有如下优点：

本发明采用永磁耦合的结构方式，其输入轴、传动轴和输出轴同心设置，减小轴间误差，在传动轴端浮动安装永磁转子，使永磁转子可沿传动轴轴向滑动，导体转子的铜导电环和永磁转子的永磁块相对设置，在导体转子和永磁转子间形成可变的空气间隙；永磁转子沿轴向移动从而改变内外转子轴向空气间隙和周向交迭面积，进而改变输出转矩和转速。两转子通过空气间隙隔开设置，通过磁场作用耦合在一起，两轴之间没有任何直接的机械连接，可以消除电机轴和负载轴之间的刚形联接，使负载和电机之间的震动隔离、互不影响，容许更大的对中误差，当设备过载时还可以保护设备，提供软启动功能。

本发明的传动轴在安装永磁转子端开有凹槽，在传动轴上安装有调速装置，可以驱动永磁转子沿凹槽轴向移动，且在传动轴轴端设置有键和垫环，防止永磁转子沿轴向滑脱。其调速装置采用齿轮齿条传动，结构简单，通过内筒连接永磁转子，使永磁转子随内筒及齿条轴向滑动，当需要调速时，通过摆杆驱动齿轮旋转，实现人工调速或自动调速。当不需要调速时，可以把摆杆取下以节省空间。另外当齿轮与步进电机相连时还可以实现闭环的自动控制。

本发明永磁转子在同一圆周面和不同圆周面上相邻永磁块的N、S极均交替设置，有利于形成闭合磁路，减少回路磁阻。在永磁转子底面上还开有通气孔，与传动轴上安装的风扇配合，便于机械装置的自然风冷。

本发明采用永磁调速，不仅可以避免谐波的产生，并且对恶劣环境的适应能力强。

附图说明

图1是本发明的水平剖视图。

图2是图1中A-A剖面的放大图。

图3是永磁转子的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。