[发明专利]具有围绕永磁激励的磁极的线圈的磁性传动机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有定子、第一转子和第二转子的磁性传动机构，该第一转子具有永磁激励的磁极，该第二转子同样地具有永磁激励的磁极，其中转子与定子磁性耦合。除此之外，本发明涉及一种用于运行具有前述结构的磁性传动机构的方法。

背景技术

所谓的“磁性传动机构从很久之前就是已知的。这种磁性传动机构由至少两个转子（驱动端和输出端）和一个定子构成。该转子适用于带有不同极数的永磁体。每个转子的极数由设计规则得出。将磁体施加在磁性接地上。

被驱动的转子在气隙中（在第一转子与定子之间）产生磁性旋转场，该旋转场根据极数与转子同步旋转。定子部分地由软磁原料制成。大多软磁材料是叠片的铁或软磁复合材料（Soft Magnetic Composites）或软性铁氧体。定子的任务是以适当的方式从驱动端调制磁性交变场，从而使磁场在输出端（在定子与输出端转子的第二气隙中）以另一种频率旋转。因此，当输出端转子与所出现的极数耦合，就可以改变转速（降低）。

在至今为止已知的实现方式中，无论是存在轴向通量控制（Flussführung）还是存在径向通量控制（转子的圆盘式或管状结构形式），两个转子适用于具有不同极数的永磁体（优选地由NdFeB制成的）。被驱动的转子的磁体（轴向装置中的圆盘和径向装置中的管道）产生旋转的磁场，通过固定的定子中的通量控制齿（也是圆盘或管道）调制磁场，然后在输出端与第二转子上的磁体（还是圆盘或管道）的磁场相耦合。通过选择磁体的数量来确定变速比。减速和加速都可以实现。磁场强度定义了可以实现的最大转矩。如果超出这一转矩，则传动机构失去同步。如果荷载转矩降至临界转矩以下，则传动机构重新同步。无法在失去同步的情况下和同步的情况下控制性能。但这是所期望的。

发明内容

因此，本发明的目的在于能够在失去同步的情况下和/或进行同步时可变地设计磁性传动机构的特性。

根据本发明，这一目的通过具有定子、第一转子和第二转子的磁性传动机构来实现，该第一转子具有永磁激励的磁极，该第二转子具有永磁激励的磁极，其中，该转子与定子磁性耦合，并且其中，第一转子的每个磁极各自被线圈缠绕，相应于第一串联电路将磁极的线圈串联，并且可以为线圈的第一串联电路供给直流电流，以便于相对于不通电的状态改变穿过第一转子的磁极的磁通量。

除此之外，根据本发明提供一种用于运行磁性传动机构的方法，该传动机构具有定子、第一转子和第二转子，该第一转子具有永磁激励的磁极，该第二转子具有永磁激励的磁极，其中该转子与定子磁性耦合，通过分别提供围绕第一转子的每个磁极的线圈，其中相应于第一串联电路将磁极的线圈串联，并为线圈的第一串联电路供给直流电流，以便于相对于不通电的状态改变穿过第一转子的磁极的磁通量。

在有利的方式中，为第一转子的每个磁极分别缠绕线圈，并将该线圈与绕组串联连接。因此，可以为第一转子的所有线圈供给直流电流，利用该直流电流按照需要改变穿过磁极的磁通量。所以，能够例如在失去同步的情况下减弱该磁通量并为了同步而加强该磁通量。

优选地，还为第二转子的每个磁极分别缠绕线圈，相应于用于第二绕组的第二串联电路将该磁极线圈串联连接，并且可以为线圈的第二串联电路供给直流电流，以便于相对于不通电的状态改变穿过第二转子的磁极的磁通量。因此，不仅可以在传动机构的第一转子中而且可以在第二转子中改变临界转矩。

有利地，每个线圈的绕线方向取决于相应磁极的永磁体的磁化方向。因此，可以通过同一股直流电流加强或减弱所有磁极的磁通量。

特别地，可以通过永磁体对相邻的磁极进行相反的磁化，从而使该相邻磁极具有绕线方向彼此相反的线圈。因此，在一个或多个转子的圆周上有规律地从一个磁极到另一个磁极交替对磁极进行磁化。

特别地，每个磁极应具有软磁芯。其优点在于，不必将线圈缠绕在近乎具有空气相对磁导率的永磁体上。而是将线圈缠绕在软磁芯上，所以，仅需要较小的电流强度以达到所期望的磁通量。

将第一转子的磁极区段状地布置在软磁圆盘上，其中，在极隙中形成沟槽，线圈嵌入该沟槽。通过这种特殊的结构使线圈具有软磁芯。

在有利的设计方案中，磁性传动机构具有发出温度信号的温度传感器和用于根据温度信号控制穿过线圈的直流电流的第一控制装置。其优点在于，可以根据温度的升高对磁场的减弱进行补偿。

除此之外，磁性传动机构可以具有发出过载信号的过载传感器和用于根据过载信号控制穿过线圈的直流电流的第二控制装置。其优点在于，能够迅速排除过载的后果（摇动或不同步）。