[发明专利]带冷却和润滑装置的永磁耦合传动、制动或负载装置

说明书

技术领域

本发明涉及的技术领域包括：传动轴耦合驱动和调速技术领域、节能减排技术领域、切断/结合动力技术领域、制动技术领域、动力设备测功之加载/负载技术领域，特别是一种带冷却和润滑装置的永磁耦合传动、制动或负载装置。

背景技术

在我们身边，涉及到动力设备输出轴与负载输入轴之间耦合传动及其负载调速技术领域、旋转制动技术领域、动力设备测功及其模拟负载技术领域的系统或装置比比皆是，而且存在着严重的技术缺陷和不足，举例说明如下：

1、传动轴耦合驱动和调速技术领域方面：①系统(如风机、水泵系统、离心压缩机、球磨机、皮带机等)中电机轴与负载轴之间安装的液力耦合/调速器，液力耦合器调速技术，属低效调速方式，调速范围有限，高速丢转约5％---10％，低速转差损耗大，最高可达额定功率的30％以上，精度低、线性度差、响应慢，启动电流大，装置大，不适合改造；容易漏液、环境污染严重，维护复杂、费用大；②汽车、火车、轮船和飞机等各种运输工具中的无级变速器或自动调速器，无论是MT、AMT、AT、CVT还是DGS均为硬联接(行星齿轮组)、液力变矩或摩擦联接传动结构，存在着结构复杂、制造加工组装难度大、成本高、能耗大、易损坏维修费用高、可靠性差、轴对准要求高、噪声和振动大等诸多方面的缺点和不足。

2、切断/结合动力技术领域方面，目前比较常用的或公知的离合器主要有三种即弹簧压紧式摩擦离合器、液力偶合器或电磁离合器，其中弹簧压紧式摩擦离合器属于硬接触式有摩擦的结构形式但应用广泛；液力偶合器或电磁离合器虽属于软连接，或因为效率低、温升高，或因为结构复杂、体积大，或因为易损坏维修费用高、技术性能有缺陷和不能满足设计要求，而没有得到广泛应用。

3、制动技术领域方面，各种运输车辆和各种设备中的刹车装置、铁路机车、铁路车辆的刹车装置及飞机起落架上的刹车装置，无论是盘式、蝶式或抱箍式结构，目前绝大多数还是采用接触式摩擦原理实现刹车，存在磨损严重、定期更换，刹车可控性差，即使是在车辆采用了ABS点刹系统，也在很大程度上没有解决刹车过程中的可靠性和安全性问题，特别是铁路动车和飞机起落架上的刹车装置需要非常频繁的检查、维护和更换，代价非常昂贵。公知的磁力刹车器有三种结构①电磁粉末刹车器，②电磁涡流刹车器，③电磁摩擦式刹车器；这三种电磁刹车器中均需要设置激磁线圈，通过给激磁线圈通电产生电磁磁场，利用电磁效应从而产生制动转矩达到刹车目的，由于磁粉会引起零件磨损，或因为效率低、温升高，或因为不节能、结构复杂而没有在各种运输车辆中应用。

4、动力设备测功及其加载/负载技术领域方面，电动机和内燃机测功及各种动力传动设备(如齿轮箱、减速机、变速箱等)试验机的加载设备，目前公知的技术主要为水力测功机、磁粉电涡流测功机、电力测功机，目前用得较多的是直流/交流测功机和磁粉涡流测功机，均存在着耗能大、结构复杂、价格昂贵、测量功率范围小或者占用空间大等缺点。

5、调速节能技术领域方面，离心负载(如风机、水泵系统、离心压缩机等)调速节能系统常见的节能技术：

①变频调速技术，是目前应用比较普遍和相对先进的技术，采用电力电子技术来实现对电机的速度调节，可以有效根据实际工况来自动控制，实现一定的节能效果。但是变频设备易产生谐波，大功率变频器对电网的谐波污染非常大，它比较“娇贵”、对环境要求也比较苛刻，需要空调环境；高压环境下故障率高，安全性差，变频调速系统需要专业人员维护，而且关键组件时常需要更换，维护费用高，特别是在其低速运行时对电机损害大，需要配备相应的变频电机，对于常用的6000V以上高压和50千瓦---10000千瓦型号的变频器来说，其价格昂贵，且拥有者总成本非常大；

②液力耦合调速技术也是目前应用比较普遍和相对先进的技术，其缺点如上所述；

③永磁耦合及调速技术，其主要优点表现在：可无级调整转速、调速范围在0---98％，结构简单、可靠性高、容易安装、不怕恶劣环境、寿命长，实现了绝对软连接，动力设备完全在空载下启动，不怕堵转、不怕脉冲型负载，容忍轴偏心，具有负载隔离，减低振动、噪声，延长设备寿命、增长故障周期、减少维护需求，无谐波危害，不伤害动力设备，不影响电网安全，除执行机构和控制器之外不用电源供电，适用于各种工业级电机系统及防爆场合，无电磁波干扰。