[发明专利]一种磁力耦合器

摘要

本发明公开了一种磁力耦合器，包括动力输入轴、联接法兰、永磁外转子总成、笼型内转子、动力输出轴和机械调速装置；所述的永磁外转子总成采用空心杯形结构，套装在笼型内转子的外部，通过二者之间的气隙磁场耦合作用实现扭矩的传递；机械调速装置可利用杠杆原理改变永磁外转子总成与笼型内转子之间的轴向气隙面积，实现对负载转速的无级调速；本发明根据转矩波动最小原则给出了永磁外转子总成的磁极对数设计方法，减小了轭铁厚度及耦合器的转动惯量。所述的笼型内转子可采用与传统电机鼠笼转子铁心相同或相似的结构。本发明的磁力耦合器既可与负载同轴相联，也可作为带轮适配器，与带轮配套使用。

主权项

一种磁力耦合器，其特征在于：包括动力输入轴（1）、联接法兰（2）、永磁外转子总成（3）、笼型内转子（4）、动力输出轴（5）和机械调速装置（6）；所述的永磁外转子总成（3）套装在笼型内转子（4）的外部，二者之间存在均匀气隙；所述的永磁外转子总成（3）通过联接法兰（2）中的内花键与动力输入轴（1）相连，笼型内转子（4）通过键连接方式或过盈配合方式安装于动力输出轴（5）上，动力输出轴（5）通过输出法兰（10）与负载（39）相连；机械调速装置（6）套装在联接法兰（2）上，利用杠杆原理拖动联接法兰（2）与永磁外转子总成（3）作轴向移动，以调节永磁外转子总成（3）与笼型内转子（4）之间的轴向气隙面积；所述的永磁外转子总成（3）中，永磁体采用径向布局或切向布局两种方式；采用径向布局方式时，永磁外转子总成（3）包括轭铁（17）及永磁体A（18）与永磁体B（19）；永磁体A（18）与永磁体B（19）为瓦型结构，其圆弧表面向内，且充磁方向相反，沿轭铁（17）的圆周均匀布局，磁极沿圆周方向交错排列，并利用可固化的粘性材料（20）均匀填充各永磁体侧面间隙；采用切向布局方式时，永磁外转子总成（3）包括轭铁（17）、永磁体（21）、内隔磁板（22）、外隔磁板（23）及定位块（24），所述的永磁体（21）为长方体结构，沿圆周均匀布局，磁极方向沿圆周切线方向、相邻永磁体（21）安装时磁极方向相对；所述永磁体定位块（24）为导磁材料的扇形结构，并以焊接方式固定于轭铁（17）内表面；所述的永磁外转子总成（3）的外圆套装铝制散热片（9），用以散热；所述的笼型内转子（4）直接采用异步电机的鼠笼转子铁心，或采用与异步电机鼠笼转子铁心相似的结构，并利用鼠笼转子铁心轴向两端的铸铝风扇进行散热，或者仅保留一个风扇或去除两端的风扇；所述的套筒（14）通过键或过盈方式压制在笼型内转子（4）的铁心内孔中；所述的永磁外转子总成（3）中永磁体的磁极对数p按公式 f c = 2 pn s N c 进行选取，在满足fc最小值的前提下，p尽量选取最大值；上式中，fc为转矩波 动因素；p为永磁体极对数；ns为笼型转子导条数；Nc为p与ns的最小公倍数；fc的选择标准为满足上式的最小值；所述的机械调速装置（6）为平面连杆机构，包括动力元件（26）、连接板（27），支撑板（28）、推动杆（29）、压块（30），摆杆（31）、滑动轮（32）、轴承套（33）、花键套筒（34）、连接杆（35）、滚动轴承（36）、支点支座（37）；动力元件（26）通过连接板（27）与支撑板（28）相联，支撑板（28）固定在原动机（38）或原动机（38）附近的平台基础上，动力元件（26）带动推动杆（29）沿轴向运动；摆杆（31）与支点支座（37）铰接，带动连接杆（35）运动；所述的摆杆（31）与压块（30）利用螺栓连接，摆杆（31）上开导向槽；所述的滑轮与推动杆（29）的末端相连接，并嵌入导向槽中，推动杆（29）运动时滑动轮（32）沿着摆杆（31）上的导向槽滚动，推动摆杆（31）绕支点支座（37）的铰接处转动，带动连接杆（35）运动；所述的连接杆（35）一端与轴承套（33）铰接，另一端与摆杆（31）铰接；轴承套（33）通过轴承与花键套筒（34）相联，连接杆（35）移动时带动花键套筒（34）作轴向运动，以改变磁力耦合器气隙磁场的轴向面积；所述的机械调速装置（6）的动力元件（26）采用步进电机或气缸或液压缸，采用步进电机时，利用滚珠丝杠或蜗轮蜗杆机构实现轴向运动；所述的机械调速装置（6）具有手动和电控两种控制方式，以实现推动杆（29）的行程控制。