本發(fā)明屬于電動機制造的技術領域，涉及一種平移調磁環(huán)型永磁渦流調速裝置。

背景技術：

隨著高性能永磁材料推廣應用而迅速發(fā)展起來的永磁調速技術，是一種新型電機驅動系統(tǒng)調速節(jié)能技術，其原動機和負載間無接觸，無振動傳遞及軸心偏移問題，從而大大提高系統(tǒng)可靠性。永磁傳動技術的應用己有幾十年的歷史，它的應用是通過磁場耦合，實現(xiàn)原動機和負載間轉矩的無接觸傳遞。主要應用于化學工業(yè)、石油化工、煤炭水泥、冶金鋼鐵、艦船等很多領域的大功率風機泵類負載的電機驅動系統(tǒng)調速節(jié)能。

按照永磁渦流調速裝置的主磁通方向可以分為軸向磁通結構(盤式)和徑向磁通結構(筒式)兩大類。軸向磁通結構的永磁調速裝置通常采用調整磁轉子與導體轉子之間的軸向氣隙長度來控制氣隙磁場大小，進而控制負載側的運行速度。而徑向磁通結構的永磁渦流調速裝置，通常采用改變導體轉子和磁轉子之間的耦合面積來控制負載側的轉速。

目前已經有相當多的產品應用到工廠中，有一部分可以實現(xiàn)在線調速。通過電動執(zhí)行機構，調整兩個部分的軸向位置，控制耦合面積或者氣隙長度。由于調整兩個轉動轉子相對軸向位置的難度是較大，尤其對于軸向結構，磁轉子與導體轉子之間存在相當大的軸向磁拉力。因此，有必要對永磁渦流調速裝置的調磁方式進行一定的改進。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是：傳統(tǒng)的渦流調速裝置通過改變磁轉子與導體轉子軸向相對位置，控制兩轉子之間的耦合磁通量的多少，實現(xiàn)裝置的調速功能。由于軸向平移一個旋轉中的轉子對操動裝置的機械工藝要求較高，同時，造成操動機構復雜。因此，速度在線調節(jié)穩(wěn)定性和可靠性較差。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是：

一種平移調磁環(huán)型永磁渦流調速裝置，包括同心設置的輸入軸和輸出軸，輸入軸上沿其軸向依次同心設置調磁環(huán)和磁轉子，調磁環(huán)可沿輸入軸的軸向進行平移，且調磁環(huán)不隨輸入軸旋轉，輸出軸上同心設置導體轉子；

磁轉子包括非導磁材料支架、徑向充磁的永磁環(huán)、A轉子鐵心、B轉子鐵心、A分轉子永磁極、A分轉子鐵極、B分轉子永磁極和B分轉子鐵極；徑向充磁的永磁環(huán)、A轉子鐵心、B轉子鐵心、A分轉子永磁極、A分轉子鐵極、B分轉子永磁極和B分轉子鐵極均嵌于非導磁材料支架內；徑向充磁的永磁環(huán)同心鑲嵌于A轉子鐵心和B轉子鐵心之間，A分轉子永磁極和A分轉子鐵極沿圓周方向相間排列于A轉子鐵心的軸向側面，B分轉子永磁極和B分轉子鐵極沿圓周方向相間排列于B轉子鐵心的軸向側面；且A分轉子永磁極與B分轉子鐵極位于同一機械角位置，A分轉子永磁極與B分轉子永磁極的極性相反；

導體轉子包括銅層和導體轉子鐵心，銅層固定在導體轉子鐵心上。

當A分轉子永磁極充磁方向為沿軸向指向導體轉子時，磁轉子內的徑向充磁的永磁環(huán)的充磁方向為徑向向內；當A分轉子永磁極充磁方向為沿軸向背向導體轉子時，磁轉子的徑向充磁的永磁環(huán)的充磁方向為徑向向外。

調磁環(huán)的徑向寬度大于徑向充磁的永磁環(huán)的徑向寬度。

當調磁環(huán)沿軸向靠近徑向充磁的永磁環(huán)時，更多的永磁環(huán)勵磁磁通會經過調磁環(huán)，并形成磁通回路，當調磁環(huán)沿軸向遠離徑向充磁的永磁環(huán)時，永磁環(huán)勵磁磁通會經過A轉子鐵心、A分轉子鐵極、導體轉子、B分轉子鐵極和B轉子鐵心，并與徑向充磁的永磁環(huán)構成磁通回路。

一種平移調磁環(huán)型永磁渦流調速裝置，包括同心設置的輸入軸和輸出軸，輸入軸上同心套接圓桶式的磁轉子，磁轉子外套接調磁環(huán)，調磁環(huán)可沿磁轉子的軸向進行平移，且調磁環(huán)不隨輸入軸旋轉，輸出軸上同心設置導體轉子；導體轉子同心嵌套于磁轉子內；

磁轉子包括非導磁材料支架、軸向充磁的永磁環(huán)、A轉子鐵心、B轉子鐵心、A分轉子永磁極、A分轉子鐵極、B分轉子永磁極和B分轉子鐵極；A轉子鐵心、軸向充磁的永磁環(huán)和B轉子鐵心由輸入軸向輸出軸方向依次共徑向面嵌于非導磁材料支架內，A分轉子永磁極和A分轉子鐵極沿圓周方向相間排列于A轉子鐵心的周向內側面，B分轉子永磁極和B分轉子鐵極沿圓周方向相間排列于B轉子鐵心的周向內側面，且A分轉子永磁極與B分轉子鐵極軸向正對，A分轉子永磁極與B分轉子永磁極的極性相反；

導體轉子包括銅層和導體轉子鐵心，銅層固定在導體轉子鐵心上。

當A分轉子永磁極的充磁方向沿徑向指向導體轉子時，磁轉子內的軸向充磁的永磁環(huán)的充磁方向為沿軸向指向輸出軸；當A分轉子永磁極充磁方向沿徑向背向導體轉子時，磁轉子的軸向充磁的永磁環(huán)的充磁方向為沿軸向指向輸入軸。

調磁環(huán)的軸向寬度大于軸向充磁的永磁環(huán)的軸向寬度。

當調磁環(huán)沿軸向平移，漸漸覆蓋軸向充磁的永磁環(huán)的過程中，更多的軸向充磁的永磁環(huán)的勵磁磁通會經過調磁環(huán)，并形成磁通回路，當調磁環(huán)沿軸向遠離軸向充磁的永磁環(huán)時，更多的永磁環(huán)勵磁磁通會經過A轉子鐵心、A分轉子鐵極、導體轉子、B分轉子鐵極和B轉子鐵心，并與軸向充磁的永磁環(huán)構成磁通回路。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明創(chuàng)新性的改善磁路結構，是將調磁部分與轉子部分隔離，通過軸向平移非旋轉調磁環(huán)，控制鐵極表面氣隙磁場強弱，將原本沿軸向平移磁轉子或者導體轉子的操動機構簡化為僅需軸向平移一個非旋轉的調磁環(huán)去實現(xiàn)永磁渦流調速器的調速功能，降低調速執(zhí)行機構的復雜性，提高了裝置的穩(wěn)定性，降低維護費用，更加方便的實現(xiàn)了速度在線調節(jié)。

附圖說明

圖1是實施例1中平移調磁環(huán)型永磁渦流調速裝置的剖面示意圖；

圖2是實施例1中調磁環(huán)、磁轉子和導體轉子的爆炸圖；

圖3是輻條式導體轉子的爆炸圖；

圖4是實施例2中平移調磁環(huán)型永磁渦流調速裝置的剖面示意圖；

圖5是實施例2中調磁環(huán)、磁轉子和導體轉子的爆炸圖；

圖6是鼠籠式導體轉子的爆炸圖。

其中，輸入軸1、徑向充磁的永磁環(huán)2、調磁環(huán)3、A轉子鐵心4、A分轉子永磁極5、非導磁材料支架6、磁轉子7、B轉子鐵心8、A分轉子鐵極9、導體轉子10、B分轉子永磁極11、銅層12、導體轉子鐵心13、輻條式導體盤14、B分轉子鐵極15、輸出軸16、帶齒鐵心盤17、軸向充磁的永磁環(huán)23、鼠籠式導體筒32、筒式帶齒鐵心33。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明做進一步說明。

實施例1

如圖1-3所示，一種平移調磁環(huán)型永磁渦流調速裝置，包括同心設置的輸入軸1和輸出軸16，輸入軸1上沿其軸向依次同心設置調磁環(huán)3和磁轉子7，調磁環(huán)3可沿輸入軸1的軸向進行平移，且調磁環(huán)3不隨輸入軸1旋轉，輸出軸16上同心設置導體轉子10；

磁轉子7包括非導磁材料支架6、徑向充磁的永磁環(huán)2、A轉子鐵心4、B轉子鐵心8、A分轉子永磁極5、A分轉子鐵極9、B分轉子永磁極11和B分轉子鐵極15；徑向充磁的永磁環(huán)2、A轉子鐵心4、B轉子鐵心8、A分轉子永磁極5、A分轉子鐵極9、B分轉子永磁極11和B分轉子鐵極15均嵌于非導磁材料支架6內；徑向充磁的永磁環(huán)2同心鑲嵌于A轉子鐵心4和B轉子鐵心8之間，A分轉子永磁極5和A分轉子鐵極9沿圓周方向相間排列于A轉子鐵心4的軸向側面，B分轉子永磁極11和B分轉子鐵極15沿圓周方向相間排列于B轉子鐵心8的軸向側面；且A分轉子永磁極5與B分轉子鐵極15位于同一機械角位置，A分轉子永磁極5與B分轉子永磁極11的極性相反；

導體轉子10包括銅層12和導體轉子鐵心13，銅層12固定在導體轉子鐵心13上。

當A分轉子永磁極5充磁方向為沿軸向指向導體轉子10時，磁轉子7內的徑向充磁的永磁環(huán)2的充磁方向為徑向向內；當A分轉子永磁極5充磁方向為沿軸向背向導體轉子10時，磁轉子7的徑向充磁的永磁環(huán)2的充磁方向為徑向向外。

優(yōu)選的，導體轉子10為輻條式導體轉子，包括輻條式導體盤14和帶齒鐵心盤17，輻條式導體盤14嵌套在帶齒鐵心盤17上。

調磁環(huán)3的徑向寬度大于徑向充磁的永磁環(huán)2的徑向寬度。

當調磁環(huán)3沿軸向靠近徑向充磁的永磁環(huán)2時，更多的永磁環(huán)勵磁磁通會經過調磁環(huán)3，并形成磁通回路，當調磁環(huán)3沿軸向遠離徑向充磁的永磁環(huán)2時，永磁環(huán)勵磁磁通會經過A轉子鐵心4、A分轉子鐵極9、導體轉子10、B分轉子鐵極15和B轉子鐵心8，并與徑向充磁的永磁環(huán)2構成磁通回路。調整調磁環(huán)3與徑向充磁的永磁環(huán)2之間的軸向距離，可以靈活調節(jié)徑向充磁的永磁環(huán)2勵磁磁通通過導體轉子的磁通量，從而實現(xiàn)磁轉子與導體轉子之間的氣隙磁場調節(jié)，進而實現(xiàn)裝置的調速功能。

實施例2

如圖4-6所示，一種平移調磁環(huán)型永磁渦流調速裝置，包括同心設置的輸入軸1和輸出軸16，輸入軸1上同心套接圓桶式的磁轉子7，磁轉子7外套接調磁環(huán)3，調磁環(huán)3可沿磁轉子7的軸向進行平移，且調磁環(huán)3不隨輸入軸1旋轉，輸出軸16上同心設置導體轉子10；導體轉子10同心嵌套于磁轉子7內；

磁轉子7包括非導磁材料支架6、軸向充磁的永磁環(huán)23、A轉子鐵心4、B轉子鐵心8、A分轉子永磁極5、A分轉子鐵極9、B分轉子永磁極11和B分轉子鐵極15；A轉子鐵心4、軸向充磁的永磁環(huán)23和B轉子鐵心8由輸入軸向輸出軸方向依次共徑向面嵌于非導磁材料支架6內，A分轉子永磁極5和A分轉子鐵極9沿圓周方向相間排列于A轉子鐵心4的周向內側面，B分轉子永磁極11和B分轉子鐵極15沿圓周方向相間排列于B轉子鐵心8的周向內側面，且A分轉子永磁極5與B分轉子鐵極15軸向正對，A分轉子永磁極5與B分轉子永磁極11的極性相反；

導體轉子10包括銅層12和導體轉子鐵心13，銅層12固定在導體轉子鐵心13上。

當A分轉子永磁極5的充磁方向沿徑向指向導體轉子10時，磁轉子7內的軸向充磁的永磁環(huán)23的充磁方向為沿軸向指向輸出軸16；當A分轉子永磁極5充磁方向沿徑向背向導體轉子10時，磁轉子7的軸向充磁的永磁環(huán)23的充磁方向為沿軸向指向輸入軸1。

優(yōu)選的，導體轉子10為鼠籠式導體轉子，包括鼠籠式導體筒32和筒式帶齒鐵心33，鼠籠式導體筒32嵌套在筒式帶齒鐵心33上。

調磁環(huán)3的軸向寬度大于軸向充磁的永磁環(huán)23的軸向寬度。

當調磁環(huán)3沿軸向平移，漸漸覆蓋軸向充磁的永磁環(huán)23的過程中，更多的軸向充磁的永磁環(huán)23的勵磁磁通會經過調磁環(huán)3，并形成磁通回路，當調磁環(huán)3沿軸向遠離軸向充磁的永磁環(huán)23時，更多的永磁環(huán)勵磁磁通會經過A轉子鐵心4、A分轉子鐵極9、導體轉子10、B分轉子鐵極15和B轉子鐵心8，并與軸向充磁的永磁環(huán)23構成磁通回路。調整調磁環(huán)3與永磁環(huán)23之間的相對位置，可以靈活調節(jié)永磁環(huán)23勵磁磁通通過導體轉子10的磁通量，從而實現(xiàn)磁轉子7與導體轉子10之間的氣隙磁場調節(jié)，進而實現(xiàn)裝置的調速功能。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特點和優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界。