[发明专利]一种工字型复合式调磁装置

说明书

技术领域

本发明涉及机械工程传动技术领域，特指一种工字型复合式调磁装置，主要用于炼油、化工、煤炭、发电等行业磁力传动装置中。

背景技术

磁力传动技术作为一种新型的传动技术，它是以现代磁力学为基本理论，利用磁力实现力或者扭矩的传递，由于磁力传动采用磁场力来进行动力传递，可实现动力的非接触传递，因而与机械传动相比其优点在于：1) 实现完全密封、零泄漏，2) 传动平稳，3) 无噪音，4) 实现电机的软起动和过载保护作用，凭借其独特的优点，已在许多动力传递等领域得到了应用。

现有的磁力传动机构分为直接耦合型和磁场调制型两大类，具体的机构主要有磁力联轴器和磁力齿轮，耦合型磁力传动机构只能依靠永磁体磁场旋转来产生力矩传递运动，因此在电机启动时永磁体的旋转磁场转速逐步提升，磁力传动机构转矩小，启动慢；然而，调磁式磁力传动机构利用调磁装置将永磁体磁场的转速与分布进行调制，形成的调制磁场由于具有与原磁场不同的转速与分布，一方面，使得磁力传动机构在传动中具有变速功能，并且可通过一定的滑差率提高装置的扭矩输出能力；另一方面，通过调磁大大改善了永磁体的利用率；这些优点弥补以往异步磁力传动机构的不足，拓展了磁力传动的应用范围，因此对调磁结构的研究有着重要的学术意义与社会意义。

在中国发明专利200810036390.2中提到了关于调磁装置的结构设计及材料选择，提出了将调磁极片与非导磁材料沿圆周方向间隔紧密分布，此种结构在调磁极片之间填充非导磁材料环氧树脂，使得调磁极片与环氧树脂形成整体，提升了调磁装置的结构强度与稳定性，但调磁极片与环氧树脂之间为平面接触且接触面较小，因径向磁力会引起调磁极片移位，降低了调磁装置的机械强度；中国发明专利201010161362.0提到了关于调磁装置的结构设计，即将软磁材料直接加工成鼠笼式结构，或者由不导磁材料与软磁材料合并加工成的组合式鼠笼型结构，其一是直接采用软磁材料加工成两端短路结构，该结构机械强度大，但涡流损耗大；其二是由非导磁材料和软磁材料组合加工成两端断路的非一体化结构，该结构涡流损耗低，但整体结构强度低；在中国实用新型专利201020669057.8中提到了一种可用于大转矩环境下的调磁装置，该种结构可以保证调磁极片在大转矩传递环境下不发生移位，调磁极片被内外侧护套及隔板所固定，由于内外侧护套与隔板焊接成一体，这样可以调磁极片可以承受较大的径向磁力而不发生移位，但其结构设计对加工精度、安装要求高，不利于工业生产。

综合考虑上述专利设计的优缺点，本发明提出一种工字型复合式调磁装置，采用调磁极片与非导磁衬底一体化的结构设计，调磁极片为工字形结构，其空隙部分用以填充衬底，工字形结构的调磁极片与两侧衬底的接触面积大，从而克服了因径向或轴向磁力而引起的移位，提高了整体的结构强度和刚度，扩大了磁力传动的应用范围。

发明内容

一种工字型复合式调磁装置，由调磁极片、衬底和支撑架组成，调磁装置处于内转子基体和外转子基体之间，调磁极片沿周向均与分布，调磁极片之间填充衬底，或调磁极片包含在衬底之内形成封闭式结构，支撑架位于调磁装置底部，与外部基座连接，起固定调磁装置的作用，其特征在于：调磁极片为工字形，并且与主动轴和从动轴平行；利用调磁装置中的调磁极片对永磁体磁场的转速与分布进行调制，并通过磁耦合输出不同的转速和转矩。

此种结构为径向工字型复合式调磁装置，调磁极片为工字形，沿周向均与分布，并且与主动轴和从动轴平行，主要用于同轴式磁力连轴器和磁力齿轮中。

一种工字型复合式调磁装置，由调磁极片、衬底和支撑架组成，调磁装置处于从动盘基体和主动盘基体之间，调磁极片沿周向均与分布，调磁极片之间填充衬底，或调磁极片包含在衬底之内形成封闭式结构，支撑架位于调磁装置底部，与外部基座连接，起固定调磁装置的作用，其特征在于：调磁极片为工字形，并且与主动轴和从动轴垂直；利用调磁装置中的调磁极片对永磁体磁场的转速与分布进行调制，并通过磁耦合输出不同的转速和转矩。

此种结构为轴向工字型复合式调磁装置，调磁极片为工字形，沿周向均与分布，并且与主动轴和从动轴垂直，主要用于盘式磁力连轴器中。

上述两种结构的调磁装置的磁场调制机理相类似；轴向调磁装置的磁场调制机理与径向调磁装置相类似，不同之处在于前者是从直径方向调磁，而后者是从轴向方向进行调磁，同样可以达到变速的功能。