[发明专利]一种啮合面积可调式异步磁力变矩器及其调速方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械工程传动技术领域，是一种啮合面积可调式异步磁力变矩器，主要用于石化、化工、纸浆、发电、海运等行业的电机与负载之间或其它相关机构的动力传输装置中。

背景技术

在机械工程传动技术领域，联轴器是机械动力传输系统中的重要组成部件，使用范围广且需求量大，涉及矿山、冶金、航空、兵器、水电、化工、轻纺及交通运输等机械行业的各领域；在传统的机械传动系统中，通常情况用以传递扭矩和运动的联轴器均为接触式联轴器，根据其是否对相对位移有补偿能力，可分为刚性联轴器和挠性联轴器，但由于联轴器是刚性联结、机械力传递转矩，在安装时的轴向偏移将产生恢复力和力矩，这些力和力矩增加了邻近部件(轴、轴承)的载荷；径向和角向偏移将产生交变载荷而引起震动，轻则降低联轴器寿命，重则影响到设备的正常运行造成重大事故；当前，国内外的火力发电厂锅炉主机，其大功率鼓风机和引风机所采用的调速方式大部分是变频调速，鉴于变频调速器在生产运行中所出现的问题，尤其是变频设备故障的不确定性，给各发电厂生产上带来了隐患，直接影响了生产运行的连续性、稳定性和可靠性，也给电厂带来了较大的经济损失。

由于磁力联轴器是一种非接触式的联接，不仅具有弹性联轴器缓冲吸震的功能外，其最大的特点在于它可将内磁体和被传动件封闭起来，在没有机械接触情况下，实现力与力矩的传递，同时可以有效地解决机械式联轴器因在安装时轴向偏移产生恢复力和力矩，以及径向和角向偏移产生振动等问题；因而，在一些大扭矩振动领域，磁力联轴器已逐步取代机械式联轴器来传递扭矩和动力。然而，普通的磁力联轴器并不能解决电机负载启动时，电机发热乃至失效的问题以及在需要输出定扭矩和不同扭矩的场合，如何取代电机的变频调速，实现传动的无级变速，提高联轴器的效率传动，使其应用范围受到一定限制；由此可见，对磁力联轴器的结构研究已显得十分重要。

在专利CN201010228656.0中，公开了一种远程自动控制可调速式盘式磁力联轴器，它通过单个电机带动减速机构(锥齿轮或涡轮蜗杆）从而使得双头螺纹丝杠旋转，起到气隙调节的作用，它具有驱动盘与从动盘非接触，避免了振动的干扰，减小了传动部件的损耗，气隙大小调节十分便捷与精准，甚至可以远程调节磁力联轴器主从盘之间气隙的大小等特点，但是本发明磁力联轴器的调速装置总成使得整个装置质心偏离轴心，在设备高速运转时会产生较大的偏心力，影响整个装置传动的稳定性，严重时可导致设备无法正常运行造成重大事故；江苏大学于2009年10月26日提出的发明专利200910263064.X公开了一种可调

速式磁感应联轴器，它采用深槽式嵌入铜板(条)结构，产生深槽集肤效应之后，提高了传递的转矩；同时通过调速装置手动调节主从动盘之间气隙大小，实现转矩的输出速度可调，但是本发明磁力联轴器通过手动调节操作不太方便，调节精度不高，误差相应会很大，结构更是复杂，在有些空间受限制难以应用。

本发明设计出了一种新型啮合面积可调式异步磁力变矩器，利用沿周向均匀分布的调速机构调节外转子上的永磁体与内转子上的铜条的啮合面积，实现了不同转速、转矩的输出，从而实现了无级变速的目的，大大提高了异步磁力变矩器的传动效率，该啮合面积可调式异步磁力变矩器将使磁力联轴器应用更加广泛。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的啮合面积可调式异步磁力变矩器，通过对调速装置总成的研究，提高磁力变矩器的传动效率，同时解决了电机负载启动时因感应电流过大电机发热乃至失效的问题以及实现磁力变矩器自身无级变速的目的。

本发明的技术方案：

本发明的啮合面积可调式异步磁力变矩器包括外转子总成、内转子总成和调速装置总成组成，其特征在于：所述调速装置总成由三组完全相同的调速机构组成，调速机构沿着从动轴周向相隔120°均匀分布，每组调速机构由一个微型电机、一个减速机构、两个单头螺纹丝杠组成；微型电机安装在磁力联轴器内转子总成的从动轴上，减速机构安装在微型电机的输出轴上，微型电机转动通过减速机构驱动左右单头螺纹丝杠转动，左右单头螺纹丝杠的螺纹端分别与内转子总成中的内转子左右基体螺纹连接，由于左右单头螺纹丝杠的螺纹旋向相同，但转动方向相反，当单头螺纹丝杠绕自身轴线旋转时，内转子总成中的内转子左右基体将会沿磁力联轴器从动轴相向或相背移动，从而同时改变两组永磁体与铜条之间的啮合面积，改变气隙磁场强度大小，实现不同转速、转矩的输出。