[发明专利]一种平移定子环型内置式永磁涡流调速装置

说明书

本发明公开了一种平移定子环型内置式永磁涡流调速装置，该装置包括同轴线设置的输入轴(1)和输出轴(2)，输入轴(1)上同轴线设置内置式永磁转子(3)，在内置式永磁转子(3)的外圆周同轴线设置可轴向平移的定子环(4)；输出轴(2)上同轴线设置导体转子(5)；所述的导体转子由导电性能良好的铜层固定在导体转子铁心上构成，且铜层正对永磁转子内侧。所述的定子环，由导磁性能良好的铁磁性材料组成，并环绕在永磁转子外侧，与永磁转子之间存在一个气隙。本发明通过控制非旋转的定子环与永磁转子之间轴向相对位置的变化，可以实现永磁转子和导体转子之间气隙磁场的灵活调节，最终实现宽调速范围运行。

技术领域

本发明属于电动机制造的技术领域，涉及一种平移定子环型内置式永磁涡流调速装置。

背景技术

随着高性能永磁材料推广应用而迅速发展起来的永磁调速技术，是一种应用于原动机和负载之间的新型电机驱动系统调速节能技术。调速型永磁耦合器有着良好的节能效果，降低了运行成本，还可以实现电机的软起动与软停止的功能。它可以运行在易燃易爆、潮湿、粉尘含量高等恶劣环境中，并且本身是机械结构，能够适应电网质量不稳定、电流变化冲击负载等情况。永磁传动技术的应用己有几十年的历史，它的应用是通过磁场耦合，实现原动机和负载间转矩的无接触传递。主要应用于化学工业、石油化工、煤炭水泥、冶金钢铁、舰船等很多领域的大功率风机泵类负载的电机驱动系统调速节能。

按照永磁涡流调速装置的主磁通方向可以分为轴向磁通结构(盘式)和径向磁通结构(筒式)两大类。轴向磁通结构的永磁调速装置通常采用调整磁转子与导体转子之间的轴向气隙长度来控制气隙磁场大小，进而控制负载侧的运行速度。而径向磁通结构的永磁涡流调速装置，通常采用改变导体转子和永磁磁转子之间的耦合面积来控制负载侧的转速。

目前已经有相当多的产品应用到工业实践中，有一部分可以实现在线调速。以上两种结构的永磁涡流调速装置，都需通过电动执行机构，沿轴向平移永磁转子或者导体转子。由于调整两个转子相对轴向位置的难度较大，尤其对于轴向结构，磁转子与导体转子之间存在相当大的轴向磁拉力。从而，造成了电动执行机构结构复杂，机械强度要求高，占据空间体积相对较大。因此，有必要对传统永磁涡流调速装置的调磁方式进行一定的改进。

发明内容

技术问题：本发明要解决的技术问题是提供一种平移定子环型内置式永磁涡流调速装置，传统的永磁涡流调速装置通过改变永磁转子与导体转子轴向相对位置，实现装置的调速功能。电动执行机构结构复杂，机械强度要求高，在线速度调节难度大，稳定性和可靠性较差。

技术方案：本发明的一种平移定子环型内置式永磁涡流调速装置包括同轴线设置的输入轴和输出轴，输入轴上同轴线设置内置式永磁转子，在内置式永磁转子的外圆周同轴线设置可轴向平移的定子环；输出轴上同轴线设置导体转子；

内置式永磁转子包括多个切向充磁的永磁体、多个永磁转子铁心以及固定永磁转子铁心和永磁体的辅助结构，永磁体和永磁转子铁心顺序交替设置在定子环内侧的辅助结构上；

导体转子包括铜层和导体转子铁心，且铜层固定在导体转子铁心的外周；导体转子铁心固定在输出轴的外周，导体转子位于内置式永磁转子内的永磁转子铁心和永磁体内侧。

其中，

所述内置式永磁转子与导体转子之间气隙长度以及轴向位置固定。

所述可轴向平移的定子环与永磁转子之间气隙长度固定不变，且气隙长度应尽可能小。

所述定子环沿轴向平移覆盖永磁转子的过程中，内置式永磁转子的永磁磁通被定子环短路，随着定子环覆盖永磁转子面积的增加，定子环短路永磁磁通的能力增强，内置式永磁转子与导体转子之间气隙磁场减弱，反之，气隙磁场增强。

所述定子环由硅钢片沿轴向叠压而成，以降低定子环铁心损耗。