專利名稱：電磁感應節能調速機的制作方法
技術領域：
本發明涉及電磁感應調速機。
背景技術：
在電磁感應調速中，迄今為止，普遍采用的方式有兩種(1)滑差電機，滑差電 機由兩件東西構成， 一個普通交流電機， 一個轉差離合器，通過調整離合器勵磁線圈 的電壓，來調節輸出速度，這種電機有個限制就是最高轉速就是交流電機的轉速，由 于調速性能差、效率低，現在用得比較少了； (2)變頻器通常，把電壓和頻率固定 不變的交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱作"變頻器"。感應式交流電 機的旋轉速度近似地取決于交流電機的極數和頻率。由于極數值是2的倍數，所以不 能用極數來連續調節交流電機的速度。另外，以控制頻率為目的的變頻器，是作為電 機調速設備的較多選用設備。但因變頻器成本高、使用壽命短而受到一定限制。應用 電磁感應原理，采用永磁材料，通過改變磁通量實現調速，前人尚未嘗試。
發明內容
本發明的目的是提供一種電磁感應節能調速機，其結構簡單、成本低、可靠性高、 維護費用低、使用壽命長、能夠實現無級調速。
該電磁感應節能調速機，包括主要由驅動轉子圓盤、導磁鋼環3和感應銅環4組成 的驅動轉子部分，主要由被驅動轉子圓盤7、永磁鐵16、被驅動主軸11組成的被驅動轉 子部分；導磁鋼環3和感應銅環4成圓桶形固定在驅動轉子圓盤2周邊，和驅動轉子 圓盤同軸線的被驅動轉子圓盤7與被驅動主軸11在周向成傳力連接、在軸向成滑動連 接；被驅動轉子圓盤的外周分布有與感應銅環4在徑向相對的永磁鐵16，它還包括用 于調節被驅動轉子圓盤相對于被驅動主軸的軸向位置的調節裝置。
使用時，(與電機輸出軸或其他驅動主軸連接的)驅動轉子圓盤旋轉時，由于電磁 感應作用，在被驅動轉子圓盤上產生扭矩，使被驅動轉子圓盤旋轉，進而驅動(與負 載相連的)被驅動主軸旋轉，這樣就實現了從電機到負載的扭矩傳遞。其調速過程 通過調節裝置調節被驅動轉子圓盤相對于被驅動主軸的軸向位置時，被驅動轉子圓盤 上的永磁鐵就相對于感應銅環沿被驅動主軸的軸向移動，這樣就改變了永磁鐵與感應 銅環在軸向相疊合的長度，也就改變了磁通量，從而改變傳遞的功率，實現調速目的。 因此本發明是將驅動轉子部分與被驅動轉子部分設計成可變化軸向相對位置，進而改 變磁通量實現調速，在相同體積下做到功率大、效率高，并且有結構簡單、成本低、可靠性高、維護費用低、使用壽命長、能夠實現無級調速等優點。
上述的節能調速機，被驅動轉子圓盤7與被驅動主軸在周向成傳力連接、在軸向成 滑動連接的連接結構可以有多種多樣，如可以為被驅動轉子圓盤7固定在一花鍵盤 18上，花鍵盤18與被驅動主軸以花鍵副連接。
上述的節能調速機，花鍵盤18通過軸向定位軸承19與被驅動滑套15轉動連接， 被驅動主軸通過軸向定位軸承10與驅動滑套12轉動連接；被驅動滑套15與驅動滑套 12成螺紋連接；它還包括用于限制被驅動環套轉動但不限制其軸向滑動的限轉機構； 軸向定位軸承19、被驅動滑套15、驅動滑套12、軸向定位軸承IO、限轉機構即組成 了所述調節裝置。該調節裝置的具體工作過程當轉動驅動滑套時，由于被驅動滑套 15與驅動滑套12成螺紋連接，且被驅動滑套15不能轉動，所以被驅動滑套15只能 軸向移動，這樣被驅動滑套15就通過軸向定位軸承19帶動花鍵盤i8和被驅動轉子圓 盤7—起軸向移動，因此，永磁鐵16就相對于感應銅環4軸向移動，進而改變磁通量。 上述限轉機構屬于現有技術，結構多種，如其包括一位置固定的定位拉桿、固定 在定位連桿上的定位滑套13及平鍵；定位滑套13通過平鍵與被驅動滑套15連接。該 平鍵使得被驅動滑套只能順著平鍵的軸向(平行于被驅動主軸的軸向)移動，而不能 轉動。
為了轉動驅動滑套的方便，它還包括用于帶動驅動滑套轉動的包括相嚙合的大圓錐齒輪 9、小圓錐齒輪8在內的傳動機構，大圓錐齒輪9與驅動滑套固定連接。通過轉動小圓錐 齒輪8，大圓錐齒輪9即轉動，驅動滑套就隨大圓錐齒輪9 一起轉動。
對于上述的任一節能調速機，永磁鐵16的外周面之間具有深度為2 30mm、軸線與被驅 動主軸軸線成夾角e二O。 45°的冷卻槽。冷卻槽有效地解決了感應銅環因感應電流產 生的熱量而導致永磁鐵失效的難題。
對于上述的任一節能調速機，所述的驅動轉子圓盤2上開有驅動轉子導流氣孔20，感應 銅環4與永磁鐵16之間的間隙和驅動轉子導流氣孔20相對。在驅動轉子導流氣孔20附近 的驅動轉子圓盤2端面上設置有風葉17;驅動轉子圓盤2轉動時，風葉17產生的風經驅動 轉子導流氣孔20吹向感應銅環4與永磁鐵16之間的間隙。通過風葉17和驅動轉子導流氣 孔20，產生并使得(冷卻)風對感應銅環4與永磁鐵16進行散熱。最好風葉17與驅動轉 子圓盤2端面之間有夾角0=15° 60° ，以產生更大的風量。
對于上述的任一節能調速機，在被驅動轉子圓盤7上開有被驅動轉子圓盤導流氣孔21。
與現有技術相比，本發明的節能調速機是通過改變感應銅環和永磁鐵之間的有效相對面積，從而改變了磁通量的大小來達到實現調速的目的，該節能調速機結構簡單、 可靠性高、緊湊，所以特別適用于設備改造中無法重做基礎、新建設備場地狹小的使
用場合。
圖1是電磁感應節能調速機結構示意圖； 圖2是驅動轉子圓盤結構示意圖； 圖3是被驅動轉子圓盤結構示意圖4是風葉與驅動轉子導流氣孔截面圖(圖1中的A-A剖視放大圖)； 圖5是風葉示意圖6是冷卻槽與永磁鐵截面圖(圖1中的B-B剖視放大圖)； 圖7是圖6的C向視圖。
具體實施方式
以下結合附圖的實施例對本發明作進一步詳細描述。
如圖1-7所示電磁感應節能調速機，其包括有驅動轉子部分1和被驅動轉子部分 6。驅動轉子部分1主要部件有驅動轉子圓盤2、導磁鋼環3、感應銅環4、風葉17。 被驅動轉子部分6主要部件有被驅動轉子圓盤7、永磁鐵16、花鍵盤18、花鍵盤主 軸(被驅動主軸)11。調節被驅動轉子圓盤相對于被驅動主軸的軸向位置的調節裝置 包括驅動滑套軸承(軸向定位軸承)10、驅動滑套12、被驅動滑套15、被驅動滑套軸 承(軸向定位軸承)19、用于限制被驅動滑套轉動但不限制其軸向滑動的限轉機構、 以及用于帶動驅動滑套轉動的傳動機構。限轉機構包括定位滑套13、定位拉桿14、平鍵。 傳動機構包括相嚙合的大圓錐齒輪9、小圓錐齒輪8。
導磁鋼環3和感應銅環4做成圓桶形固定在驅動轉子圓盤2上，驅動轉子圓盤2 端面上安裝風葉17。被驅動轉子圓盤7外圓周分布有永磁鐵16，被驅動轉子圓盤7 固定在花鍵盤18上，花鍵盤18與花鍵盤主軸11以花鍵副連接。花鍵盤18通過被驅 動滑套軸承19與被驅動滑套15連接，被驅動滑套15通過螺紋與驅動滑套12連接。 固定在花鍵盤主軸11上的驅動滑套軸承IO連接驅動滑套12。固定連接在一位置固定 的定位拉桿14上的定位滑套13通過平鍵與被驅動滑套15連接。大圓錐齒輪9固定在 驅動滑套上，小圓錐齒輪8與大圓錐齒輪9嚙合。
驅動轉子圓盤2上開有驅動轉子導流氣孔20，感應銅環4與永磁鐵16之間的間隙和驅 動轉子導流氣孔20相對；在驅動轉子導流氣孔20附近的驅動轉子圓盤2端面上設置有風葉
517;風葉17與驅動轉子圓盤2端面之間有夾角a二15。 60° 。永磁鐵16的外周面之間具有 深度為2 30mm、軸線與被驅動主軸軸線成夾角{3 =0° 45°的冷卻槽5。驅動轉子圓盤2 轉動時，風葉17和驅動轉子導流氣孔20用于形成向永磁鐵16方向流動的冷卻風，該 冷卻風通過感應銅環4與永磁鐵16之間的間隙和永磁鐵16相互之間的冷卻槽5，冷 卻感應銅環4、永磁鐵16。
被驅動轉子圓盤7上開有被驅動轉子圓盤導流氣孔21用于形成向負載方向流動的 冷卻風，該冷卻風進一步冷卻永磁鐵16。
當驅動轉子部分1旋轉時，由于電磁感應作用，在被驅動轉子部分6上產生扭矩， 使被驅動轉子部分旋轉，進而驅動負載旋轉，這樣就實現了從電機到負載的扭矩傳遞。
當小圓錐齒輪8轉動時，與其嚙合的大圓錐齒輪9轉動，驅動滑套12即旋轉，通 過螺紋作用，使被驅動滑套15沿著節能調速機花鍵盤主軸11的軸向滑動，被驅動滑 套15帶動被驅動轉子圓盤7也沿著節能調速機花鍵盤主軸11的軸向滑動，這樣就可 改變永磁鐵16與感應銅環4之間的有效相對面積，也就改變了磁通量，使電磁感應作 用加強或減弱，產生的扭矩變大或變小，根據滑差原理，負載轉速隨著電磁感應作用 加強或減弱變快或變慢，就實現了調速功能。
上述的驅動轉子圓盤和被驅動轉子圓盤上均采用了導流氣孔技術，被驅動轉子圓 盤外圓周分布的永磁鐵之間表面有冷卻槽，深度為2 30mm，其軸線與被驅動主軸軸線成 夾角{3=0° 45° ，有效地解決了感應銅環因感應電流產生的熱量而導致永磁鐵失效的 難題。
權利要求
1.電磁感應節能調速機，包括主要由驅動轉子圓盤、導磁鋼環(3)和感應銅環(4)組成的驅動轉子部分，主要由被驅動轉子圓盤(7)、永磁鐵(16)、被驅動主軸(11)組成的被驅動轉子部分，其特征在于導磁鋼環(3)和感應銅環(4)成圓桶形固定在驅動轉子圓盤(2)周邊，和驅動轉子圓盤同軸線的被驅動轉子圓盤(7)與被驅動主軸(11)在周向成傳力連接、在軸向成滑動連接；被驅動轉子圓盤的外周分布有與感應銅環(4)在徑向相對的永磁鐵(16)，它還包括用于調節被驅動轉子圓盤相對于被驅動主軸的軸向位置的調節裝置。
2. 根據權利要求1所述的節能調速機，其特征在于被驅動轉子圓盤(7)與被驅動主 軸在周向成傳力連接、在軸向成滑動連接的連接結構為被驅動轉子圓盤(7)固定在一花鍵 盤(18)上，花鍵盤(18)與被驅動主軸以花鍵副連接。
3. 根據權利要求2所述的節能調速機，其特征在于花鍵盤(18)通過軸向定位軸承(19) 與被驅動滑套(15)轉動連接，被驅動主軸通過軸向定位軸承(10)與驅動滑套(12)轉動 連接；被驅動滑套(15)與驅動滑套(12)成螺紋連接；它還包括用于限制被驅動滑套轉動 但不限制其軸向滑動的限轉機構；軸向定位軸承(19)、被驅動滑套(15)、驅動滑套(12)、 軸向定位軸承(10)、限轉機構即組成了所述調節裝置。
4. 根據權利要求3所述的節能調速機，其特征在于限轉機構包括一位置固定的定位拉 桿、固定在定位連桿上的定位滑套(13)及平鍵；定位滑套(13)通過平鍵與被驅動滑套(15) 連接。
5. 根據權利要求3所述的節能調速機，其特征在于它還包括用于帶動驅動滑套轉動的 包括相嚙合的大圓錐齒輪(9)、小圓錐齒輪(8)在內的傳動機構，大圓錐齒輪(9)與驅動 滑套固定連接。
6. 根據權利要求1-5所述的任一節能調速機，其特征在于永磁鐵(16)的外周面之間 具有深度為2 30mm、軸線與被驅動主軸軸線成夾角P =0° 45°的冷卻槽。
7. 根據權利要求1-5所述的任一節能調速機，其特征在于所述的驅動轉子圓盤(2) 上開有驅動轉子導流氣孔(20)，感應銅環(4)與永磁鐵(16)之間的間隙和驅動轉子導流 氣孔(20)相對；在驅動轉子導流氣孔(20)附近的驅動轉子圓盤(2)端面上設置有風葉(17); 驅動轉子圓盤(2)轉動時，風葉(17)產生的風經驅動轉子導流氣孔(20)吹向感應銅環(4) 與永磁鐵(16)之間的間隙。
8. 根據權利要求7所述的節能調速機，其特征在于風葉(17)與驅動轉子圓盤(2) 端面之間有夾角0=15° 60° 。
9. 根據權利要求1所述的節能調速機，其特征在于在被驅動轉子圓盤(7)上開有被 驅動轉子圓盤導流氣孔(21)。
全文摘要
本發明提供一種電磁感應節能調速機，其結構簡單、成本低、可靠性高、維護費用低、使用壽命長、能夠實現無級調速。它包括主要由驅動轉子圓盤、導磁鋼環(3)和感應銅環(4)組成的驅動轉子部分，主要由被驅動轉子圓盤(7)、永磁鐵(16)、被驅動主軸(11)組成的被驅動轉子部分，其特征在于導磁鋼環(3)和感應銅環(4)成圓桶形固定在驅動轉子圓盤(2)周邊，和驅動轉子圓盤同軸線的被驅動轉子圓盤(7)與被驅動主軸(11)在周向成傳力連接、在軸向成滑動連接；被驅動轉子圓盤的外周分布有與感應銅環(4)在徑向相對的永磁鐵(16)，它還包括用于調節被驅動轉子圓盤相對于被驅動主軸的軸向位置的調節裝置。
文檔編號H02K7/00GK101552510SQ20091002781
公開日2009年10月7日 申請日期2009年5月15日 優先權日2009年5月15日
發明者超 高 申請人:江蘇銀茂控股(集團)有限公司;高 超