[实用新型]磁能调速器

说明书

本实用新型涉及机械传动中的调速装置，属于机械技术领域。

现有机械传动中的调速机构，如调速电机，调频电机、液力偶合器、Ω油膜调速离合器等，虽各有所长，但也都存在不足。调速电机、调频电机不能做到很大功率，液力偶合器高速工状特性差，实现完全同步非常困难，且温升高，需要设置冷却系统，Ω油膜调速离合器的传动方式为湿式摩擦传动，随滑差增大油温升高，因此除需设有一个大油箱外，还需设置冷却系统。

本实用新型的目的就是为克服现有调速器之不足，提供一种无磨损、发热的非接触式无级调速的磁能调速器。

本实用新型的目的是这样的：如图1，磁能调速器主要设有主动轴、从动轴、磁片、液压摆动马达、齿轮、测速发电机、外壳等。调速器的主动轴2与从动轴12轴心相同，轴上分别设有二块以上带有多对（简称n对）磁极的磁片，主动轴2上设有主动轴磁片4、8，从动轴12上设从动轴磁片3、5、9。主动轴磁片与从动轴磁片的相互之差为一，总数为奇数，主动轴磁片与从动轴磁片相间穿插，轴向排列，以磁片排列中心为对称轴。从动轴磁片中设有可绕轴心摆动的控制磁片，控制磁片数为磁片总数减一除四的商数。液压摆动马达6以控制磁片为摆轴，缸体设在从动轴12的内圆周壁上，导流环7设在外壳13上，导流环7与从动12滑动配合。测速发电机11设在外壳13上，齿轮10套装在测速发电机11的轴上，齿轮10与从动轴12上设的齿啮合，从动轴运转带动测速发电机工作。液压摆动马达6与电液伺服机构相连接，控制液压摆动马达的摆轴即控制磁片绕轴心摆动的角度θ。

根据磁场具有保守能量，磁极间具有的吸引力或排斥力无须通过任何媒介作用而能够通过一切非超导状态的物质直接产生作用力的原理，使主动部件带动并控制从动部件运转，达到变速的目的。其传递力矩计算的基本方法从理论力学可知：一体系在某一方向的力或力矩等于该方向的能量梯度，可表达为：

TK＝ (αW)/(αθi)

T_总——机构传递总力矩。

TK——磁片间传递作用在θ方向的力矩。

K——磁片总数减一。

W——体系的能量。

θ——i方向旋转角。

在主动轴部件与从动轴部件之间形成的磁体作用力公式为：

k (μ0)/(4π) × (θm₁×θm₂)/(R₂)

_总——机构各磁片间作用力总和。

K——磁片间作用力。

K——磁片总数减一。

R——两磁片间磁极距离。（本实用新型的磁能调速器的各磁极间距离相等）。

μ0——真空绝对磁导率。

θ_m1、θ_m2——磁极强度（本实用新型的各磁极的磁极强度相等。）

Q_m1、Q_m2均为正，主动轴和从动轴磁片上的N与N极相对，S与S极相对，是排斥力，为负值。

如Q_m1，Q_m2为一正一负，也就是N与S极相对，是吸引力，为正值。从库仑定律可知，排斥力在数值上与吸引力相等。

电液伺服机构的齿轮泵18在电机17的驱动下从油箱19中抽油，经溢油阀16调整到规定压力（由油缸作用力计算得到），在压力表14中显示并稳定在这一压力的状态下，电液伺服阀15根据电信号改变压力油和回油方向，控制液压摆动马达6绕轴心摆动的角度θ在［0，π／n］范围内的任意位置上。

当油流方向如图1、图3所示，图3的左图中油流通过导流环经三个进油孔进入油缸，在压力油的作用下摆轴即控制磁片向左旋转π／n弧度。回油从右图中三个出油孔经导流环（导流环有两道导流槽分别与进、出油孔相通）流出。如图1、图8所示，磁片3与4、4与5、5与8、8与9均为N与S极相对，磁片总数为5，故K＝5－1＝4。其作用力    

，为正值，主动部件 带动从动部件在完全同步下运转，输出力矩为设计值。

如果电液伺服阀改变油流方向，如图6、图4，液压摆动马达原进油口改变为出油口，出油口改变为进油口，从图4的右图中可见，压力油通过导流环径三个油孔进入油缸，使控制片向右旋转π／n弧度，回油从左图中三个油孔径导流环流出。如图6图8所示，磁片3与4，8与9的N与S极相对，为吸引力，正值。如图6图7所示，磁片4与5，5与8的N与N极相对，为排斥力，负值，则总作用力，则从动部件不能随主动部件旋转，其速度为0。