[实用新型]一种采用聚磁式磁路结构的多层套筒式永磁涡流传动装置

说明书

技术领域

本实用新型属于永磁涡流传动技术领域，特别是涉及一种采用聚磁式磁路结构的多层套筒式永磁涡流传动装置。

背景技术

永磁涡流传动技术的基本工作原理是：当永磁体转子与涡流环转子作相对旋转运动时，永磁体转子上磁极方向交替布置的永久磁铁会在由导电材料制成的涡流环内产生交变磁场，进而在其内感生出交变的涡流电流，涡流电流又在涡流环中产生感生磁场，感生磁场与永磁体转子上的恒定磁场相互作用，在两个转子之间产生耦合力矩，从而达到传递运动和扭矩的作用。永磁涡流传动装置的结构形式目前主要有套筒型和平盘型两种，其应用领域主要包括永磁涡流联轴器（传动器）和永磁涡流调速器。其中套筒式永磁涡流传动装置，具有结构小巧、重量轻便、永磁材料能效高、涡流损耗小、没有轴向力等结构与性能特点，已在实际工作中得到广泛的成功应用。

现有的同轴套筒式永磁涡流传动装置，无论是联轴器还是调速器，采用的都是单层套筒式结构，即在每一个套筒式永磁涡流传动装置中，只有一组永久磁体和一个导体涡流环，二者共同构成一组磁力耦合单元。这种单层套筒式永磁涡流传动装置，在需要传递较大力矩和较大功率的情况下，就必须增加磁力耦合单元的径向和/或轴向尺寸，即增大导体涡流环以及永久磁铁组形成环形体的直径和/或轴向宽度，从而导致整个传动装置的外形结构尺寸明显增大，而其内部却存在着很大的空余空间没有得到充分利用。申请号为CN201010192485.0的中国专利“一种二级串联型永磁调速器”，将两组单层同轴套筒式永磁涡流耦合单元沿轴向串联在一起，利用同一个调速装置来驱动调速，与普通单级调速器相比，可以减小调节过程中的移动距离，但整个调速器结构本身的轴向长度却增大了一倍以上，并没有解决大功率/大力矩单层套筒式永磁涡流传动装置结构尺寸大、内部空间利用率低的问题。

现有的同轴套筒式永磁涡流传动装置普遍采用单层套筒式结构，其主要原因是出于对涡流环散热需要的考虑，其实质根源则是磁路设计的问题。目前为止，套筒式永磁涡流传动器（包括调速器和联轴器）的磁路设计大都采用分立式磁路结构，即在磁转子圆筒的内表面或外表面上，沿圆周均匀布置偶数块永久磁铁，各块磁铁沿径向充磁，相邻两块磁铁磁性方向相反，并相隔较远的距离。这种磁路结构的永磁涡流耦合单元，工作时在涡流环内会产生比较大的感生涡电流，从而生成较多的涡流热，必须及时将其散出，以防工件温度过高。单层套筒式结构，尤其是涡流环布置在外侧的单层式结构，有利于散热，因此被广泛采用。

近年来，伴随着高性能永磁材料的成本降低和普及应用，以及现代充磁技术的发展，磁路优化设计理论也得以迅速的发展提高和被实际应用，新型的磁路结构大量涌现。将现代磁路设计理论与方法应用于永磁涡流传动装置的改造提升，能够开发出传递效率更高、涡流损失和发热更少、结构布置更为小巧紧凑的永磁涡流传动装置，以提升永磁涡流传动技术的水平。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种采用聚磁式磁路结构的多层套筒式永磁涡流传动装置，与采用普通分立式磁路结构的传统永磁涡流传动装置相比较，具有导磁材料利用率高、用量少、涡流环中无效电涡流小、能耗损失少、发热少、温升低和功率传递效率高等特点，涡流环所产生的热量少，对散热能力需求小。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：