[发明专利]用于降低由旋转耦合产生的噪声的装置、系统以及方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2013年2月27日提交的美国临时申请No.61/770,003的权益，该美国临时申请通过参引全部并入本文。

技术领域

本公开内容涉及散热器组件以及用于可调速磁传动系统的相关联的改进方法。

背景技术

可调速磁传动系统通过将转矩从马达穿过气隙传送至负载而进行操作。在装置的驱动侧与从动侧之间没有机械连接。转矩由传动器的一侧的强稀土磁体与另一侧的感应磁场的相互作用而产生。通过改变气隙间距可控制传送的转矩量，因此允许速度控制。

常规地，该类型的可调速传动器由以下三组部件组成：磁体转子组件、导体转子组件以及致动部件。包括稀土磁体的磁体转子组件附接至负载。导体转子组件附接至马达。导体转子组件包括由导电材料例如铝、铜或黄铜制成的转子。致动部件控制磁体转子与导体转子之间的气隙间距。导体转子组件和磁体转子组件的相对旋转感应出穿过气隙的强磁耦合。改变磁体转子与导体转子之间的气隙间距导致了受控的输出速度。输出速度是能够调节的、能够控制的以及能够重复的。

磁感应原理要求磁体与导体之间的相对运动。这意味着输出速度始终小于输入速度。速度的差被称为滑差。通常，在以全额定马达速度操作期间的滑差在1％至3％之间。

磁体相对于导体转子的相对运动导致在导电材料中感应出涡流。涡流进而产生涡流自己的磁场。永久磁场与感应出的涡流磁场之间的相互作用能将转矩从磁体转子传输至导体转子。导电材料中的电涡流在导电材料中产生电热。

常规地，翅片布置在导体转子的外表面上以在操作传动器单元期间协助散除热量。图1和图2示出了一个这种常规构型。可调速传动器10包括导体转子12、14，导体转子12、14通过隔离物16联接在一起。导体转子12、14的外表面上，多个传热元件20周向地成阵列。如图2A至图2C中所示，每个传热元件20均包括多个翅片26，所述多个翅片26从基部22伸出以限定翅片26之间的多个通道28。传热元件20可经由基部22中的开口24紧固至导体转子12、14。传热元件20联接至导体转子12、14，使得翅片26和通道28沿相对于导体转子12、14的旋转轴线的大致径向方向延伸。当对可调速传动器进行操作时，转子12、14的旋转导致空气通过通道28径向向外流动，从而冷却导体转子12、14。

发明内容

已观察到，在可调速传动器的导体转子上包含散热器组件在操作期间产生难以接受的噪声量。还观察到，对于可调速传动器的低速操作，通过降低散热器上的翅片高度就可以将声级降低至可接受的范围。还观察到了散热器元件通过包括横跨翅片的槽也对声级降低具有有利的效果，包括高速操作时也对声级降低具有有利的效果。

一种用于可调速磁传动单元的散热器元件，可调速磁传动单元能够通过导体转子组件和磁体转子组件的相对旋转而进行操作，散热器元件可概括为包括基部和多组翅片；该基部包括安装面和相反的对流传热面，该安装面定大小和定尺寸成联接至导体转子组件；多组翅片从基部的对流传热面伸出，每组翅片中的相邻翅片通过沿翅片的纵向方向延伸的通道而分隔，多组翅片通过基本上横向于纵向方向延伸的至少一个槽而分隔。每组中的翅片的高度可在该组中改变。翅片的高度可朝着散热器元件的中心线线性地增大以形成帐篷形轮廓。每组中的翅片的高度可在该组中改变以形成非线性的曲线轮廓。多组翅片可通过基本上横向于纵向方向延伸的多于两个的槽而分隔。

一种可调速磁传动单元，其可概括为包括磁体转子组件、导体转子组件以及散热器组件；该导体转子组件相对于磁体转子组件定位，使得磁体转子组件与导体转子组件之间存在气隙，并且使得导体转子组件与磁体转子组件的相对旋转感应出穿过气隙的磁耦合；该散热器组件联接至导体组件，该散热器组件包括多组翅片，所述多组翅片沿相对于导体组件的旋转轴线的大致周向方向成阵列，周向的多个阵列的翅片通过至少一个槽分隔，所述至少一个槽基本上横向于相对于导体转子组件的旋转轴线的径向方向延伸。散热器组件可包括布置在导体转子组件外表面上的多个散热器元件，每个散热器元件均包括多组翅片。在散热器组件中的至少一个散热器组件上，多组翅片中的每组翅片内的翅片的高度可在相应组的翅片中改变。在散热器组件中的至少一个散热器组件上，翅片可限定帐篷形轮廓。在散热器组件中的至少一个散热器组件上，翅片可限定曲线轮廓。每个散热器元件均可包括基本上横向于径向方向延伸的多于两个的槽。