[发明专利]一种可调磁永磁涡流调速器

说明书

技术领域：

本发明涉及的是一种永磁涡流调速装置，尤其涉及到一种可调磁的永磁涡流调速器，属于涡流传动的技术领域。

背景技术：

一般机械传动主要通过链条传动、摩擦传动、液压传动、齿轮传动以及皮带式传动等方式，将负载经过机械设备直接联接到动力轴上，机械传动存在着机械磨损、高频振荡等问题。另外，虽然电机启动时，启动电流的峰值与所带负载大小无关，但接大负载直接启动会延长电动机启动时间，增加电机发热和温升，影响电动机使用寿命。为了避免此问题，用户在对电机选型时尽可能的增大电机容量，这既增加了一次成本投入，又造成了电机大马拉小车现象，降低了效率和增加电力损耗，浪费大量能源。

永磁涡流传动装置可以隔离电动机和从动轴，减少高频振动和噪声，通过永磁涡流调速，降低了负载扰动对电机工作点的不良影响，大大提高整个系统的运行效率，并且具有工作寿命长，不存在谐波污染的优点。并且永磁传动器可以起到软启动的作用，增强电动机带负载启动的能力。

永磁涡流传动的一般结构是：在内转子内侧或外转子外侧以表贴或内嵌的方式布置磁极相间的永磁体，称为永磁转子；相应地，与永磁体相对的是导体转子。永磁转子与导体转子同轴安置，均可以自由独立旋转。

永磁涡流传动的工作原理是：当电机驱动轴带动导体转子旋转时，由于永磁转子和导体转子间存在着相对运动，根据电磁感应定律，磁力线切割导体转子上导条，在导条上产生动生电势，在动生电势激励下产生涡流，同时电流产生的感生磁场与永磁体磁场相互作用，牵引永磁转子运动。由能量的双向流动，永磁体转子也可以作为驱动轴，导体转子作为从动轴，调速方式相同。

专利ZL200710134483.4提出通过调整永磁转子与导体转子间的气隙长度来调节气隙磁场强度，对耦合力矩的大小进行控制，达到负载调速的目的，并提出了相应的装置——气隙调节器。但实际应用中，由于气隙长度本来就不大，范围仅在几毫米到几厘米之间，永磁转子和导体转子之间的吸引力非常大，调整气隙长度要克服的磁力很大，不仅该机构难于实现，而且气隙调整的精度和平滑度得不到保证。另外还可以采用调整永磁转子与导体转子间的啮合长度来调节耦合力矩大小，从而实现负载调速，但随着永磁转子啮合面积减小，部分永磁体将直接暴露在外，它会吸引周围的金属碎片、空气中的磁性尘埃、机床工具等，这些杂物被吸引到永磁转子表面甚至进入工作气隙内，将严重影响调速器的正常工作。

本发明采用既不改变工作气隙长度也不改变永磁转子啮合面积的办法，通过对永磁涡流调速器的巧妙设计，对气隙磁场强度灵活调整，达到轴传递力矩和速度无级调整目的。

发明内容：

技术问题：本发明需要解决的技术问题是提供一种传递功率大，输出转矩调节范围大，单位体积出力多，并且能够实时调整工况（包括转矩转速和输出功率）的可调磁永磁涡流调速器。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供了一种可调磁永磁涡流调速器，该可调磁永磁涡流调速器包括减速马达、电刷、伞齿轮机构、负载轴、滑环、右轴承、凸轮转子、永磁转子右端盖、右端环、永磁转子、永磁转子左端盖、下导磁环、左端盖、左轴承、驱动轴、上导磁环、左端环、导条、驱动端铁心；

其中，所述减速马达安装于凸轮转子的轴伸端，减速马达的输出轴与伞齿轮机构连接，电刷与滑环滑动接触并保持电气相连，通过电刷和滑环提供了减速马达所需的工作电源，伞齿轮机构的一端与负载轴固定连接；

所述的凸轮转子内侧与左轴承、右轴承连接，通过左轴承、右轴承使得凸轮转子与负载轴之间相对运动；凸轮转子外侧具有椭圆状表面并与下导磁环、上导磁环滑动接触，下导磁环、上导磁环外围为环状永磁转子，永磁转子的两侧面分别与永磁转子的右端盖和永磁转子的左端盖连接，永磁转子的左端盖与负载轴刚性连接，围绕永磁转子的外侧为环状驱动端铁心，驱动端铁心和永磁转子之间通过气隙实现磁场耦合，在驱动端铁心面向气隙开有多个沿圆周均匀分布的槽孔并在每个槽孔中置有导条，导条的两端分别由左端环和右端环短接，形成一个笼型结构导体；

所述的驱动端铁心左侧与左端盖连接，左端盖与驱动轴刚性连接；所述的电机驱动轴、左端环、右端环、左端盖、驱动端铁心和导条形成调速器的驱动部分，减速马达、电刷、伞齿轮机构、负载轴、滑环、右轴承、凸轮转子、永磁转子右端盖、永磁转子、永磁转子左端盖、下导磁环、左轴承、上导磁环组成从动部分。

优选的，上导磁环和下导磁环被限制为沿径向上下移动，上导磁环和下导磁环两端通过弹簧组合成一体。