[发明专利]筒形永磁调速联轴器

说明书

技术领域

本发明有关于一种永磁调速联轴器，特别是有关于一种筒形永磁调速联轴器。

背景技术

永磁调速联轴器(Permanent Magnetic Coupling Device)是一种透过气隙传递转矩的传动设备，现有的永磁调速联轴器主要由导体转子、永磁转子两部分组成。导体转子固定在主动轴上，与电动机端相连；永磁转子则固定在负载轴上，与负载相连。在导体转子和永磁转子之间有间隙。这样马达和负载的连接会由原来的机械连结变为磁性连结。通过调节永磁转子相对于导体转子间的气隙距离或面积，即可改变负载轴上的输出转矩，从而调节负载转速。

永磁调速联轴器在实际应用上具有以下优点：可使驱动马达空载启动，降低马达的启动电流，延长马达寿命，减少对电力系统的影响；由于采用气隙传递转矩，因而降低了对电机和负载设备的连接精度，减少了机械振动和噪声；采用永磁调速联轴器可实现流量或压力的连续调节，相较于采用阀门或风门挡板相比要节约电能。

但是相对地，永磁调速联轴器需要将转差功率消耗在导体转子上，其中温升与损耗成正比关系，损耗越大，温升越高。当超过限值，导体转子会过热损害，严重时，会有裂纹，更有甚者，会融化掉。除此之外，导体转子上的损耗分布是不均匀的，损耗密度与该点的磁密相关。靠近永磁转子的部分，磁密较大，损耗也会偏高。若局部损耗值高过一定值，导体转子局部会形成过热点，即使导体转子整个的温升没有超过限值，但由于过热点的存在，也会使得导体转子过热造成损害。

永磁调速联轴器可分为筒形、盘形以及复合形三种形式。图1A与图1B揭露了一种筒形永磁调速联轴器于不同视角的剖面示意图。筒形永磁调速联轴器10包含有连接至电动机端的导体转子20以及连接至负载端的永磁转子30。当需要调整永磁转子30的转速时，会通过调整永磁转子30与导体转子20之间的气隙面积实现。但由于永磁转子30大致上被导体转子20所包围，因此，在损耗较大的转速区域，导体转子20的散热面积与气隙较小，导致导体转子20温升和局部热损的现象更为明显。

发明内容

本发明提供了一种具有至少两种气隙的筒形永磁调速联轴器，用以改善筒形永磁调速联轴器的散热能力。在此，气隙是指永磁转子与导体转子之间的径向距离。

本发明的一方面提供了一种筒形永磁调速联轴器，包含一导体转子以及一永磁转子。导体转子包含底部以及围绕底部的侧壁以定义容置腔，其中容置腔具有至少两种不同的内径。永磁转子置于容置腔内，使永磁转子与该导体转子之间存在有至少两种不同的气隙。

于一或多个实施例中，容置腔具有开口，容置腔邻近底部的内径小于容置腔邻近于开口的内径。

于一或多个实施例中，导体转子连接至电动机，永磁转子连接至负载端。

于一或多个实施例中，导体转子包含具有底部与侧壁的导磁圆筒以及设置于侧壁内表面的导体环。

于一或多个实施例中，导体环的材料为铜或铝或铁铜合金。

于一或多个实施例中，侧壁包含邻接于底部的基部以及与基部连接的延伸部，基部的内径小于延伸部的内径。

于一或多个实施例中，基部以及延伸部沿轴向的剖面形状均为矩形。

于一或多个实施例中，基部沿轴向的剖面形状为矩形，延伸部沿轴向的剖面形状为梯形，且在基部到延伸部的方向上的延伸部的内径逐渐增大。

于一或多个实施例中，基部以及延伸部沿轴向的剖面形状均为梯形。

于一或多个实施例中，其中延伸部沿轴向的剖面形状为矩形，基部沿轴向的剖面形状为梯形，且在底部到开口的方向上的基部的内径逐渐增大。

于一或多个实施例中，基部与延伸部的轴向长度均大于永磁转子的轴向长度。

于一或多个实施例中，永磁转子包含导磁圆环以及设置于导磁圆环的侧面的永磁体。

于一或多个实施例中，气隙为至少4毫米。

筒形永磁调速驱动的导体转子具有两种以上的内径，使得导体转子与永磁转子之间具有两种以上的气隙。当通过改变导体转子以及永磁转子之间的相对位置以调整输出时，两者之间的气隙会逐渐增加，藉以提升导体转子的散热能力，并且可以达到减少拉动导体转子的出力的功效。

附图说明

图1A与图1B揭露了一种筒形永磁调速联轴器于不同视角的剖面示意图。

图2绘示本发明的筒形永磁调速联轴器第一实施例的剖面示意图。

图3为不同的筒形永磁调速联轴器在调速过程中的轴向力比较图。

图4A与图4B分别为导体转子在基部以及延伸部的右视图。