CN205960930U - 一种永磁多功能传动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种永磁多功能传动装置，它属于电机与拖动技术领域。本实用新型的目的是解决现有的联轴器和调速装置存在的轴线不同心、功率损耗大、效率低和占用空间大的技术问题。本实用新型的技术方案是：一种永磁多功能传动装置，包括主磁轭、副磁轭、双头联接螺栓、第一联接轴套、第二联接轴套和内置控制器，其中：它还包括绕组、磁盘和磁钢，绕组固定在主磁轭和副磁轭上；磁钢装在磁盘设置的固定孔中，磁盘设在主磁轭和副磁轭之间并使磁钢与绕组相对应，主磁轭和副磁轭通过双头联接螺栓联接在一起；第一联接轴套通过螺栓与主磁轭相联，磁盘联接端穿过副磁轭的内孔通过螺栓与第二联接轴套联接；内置控制器固定在主磁轭或副磁轭上。

Description

一种永磁多功能传动装置

技术领域

本实用新型涉及一种永磁多功能传动装置，它属于电机与拖动技术领域。

背景技术

现在原动机与负载的联结方式有：弹性联轴器、柱销联轴器、齿式联轴器、膜片联轴器、万向联轴器、蛇形弹簧联轴器、液力耦合器、永磁涡流耦合器、电磁转差离合器等。

现有的实现软起动、软停止、过载保护、设备多点驱动负载平衡功能的联轴器有液力耦合器、永磁涡流耦合器等；实现软起动、负载按需要进行调速功能的有变频调速、调压调速、电磁转差离合器、串极调速、液力调速耦合器、永磁涡流调速器等。

上述联轴器和调速装置存在的缺点是：

1、各种同步联轴器：实现同步转速，安装需较小的对中误差，由于存在轴线不同心，有功率损耗，对原动机和负载会造成疲劳损伤，扭矩刚性传递。

2、液力耦合器：可实现软起动和软停止，以及过载保护，但是功率传递效率较低，安装需要原动机和负载轴线严格对中，在使用过程中有污染物(耦合介质)排出。

3、永磁涡流耦合器：可实现软起动、软停止、过载保护、延时启动等功能，安装不需要原动机和负载轴线严格对中，无污染物，不用外接电源。

4、调压调速：调压调速线路简单，易实现自动控制。调压过程中转差功率以发热形式消耗在转子电阻中，效率较低。

5、变频调速：可实现无级调速，启动电流小、起动转矩大，调速精度高，容易实现自动化控制，效率高，节能型调速。

缺点：成本高，多采用大功率晶体管、可控硅组成、制造复杂、控制功率大，相应的故障点多，而且维修必须是专业人员。对环境的要求严格，需要专用的场地；产生谐波污染电网；输出的PWM波，会造成电机、电缆的额外发热；共模电压的产生有可能会降低电机轴的寿命。

6、电磁转差离合器调速：这种调速方法可实现无级调速，调速范围一般可达10:1。但因电枢上的涡流损耗大，故效率低，尤其在低速时更为严重，所以不宜在低速下长期运行。

7、永磁涡流调速器：平滑无级调速，调速范围70-97％，实现高效节能，节电率为10-50％；简单、可靠，机械结构，无需外接电源；柔性启动，减少电机的冲击电流，延长设备使用寿命；隔离振动，无机械连接；安装简便，容忍较大的对中误差；能适应各种恶劣环境，包括电网电压波动大、谐波严重、易燃易爆、潮湿、粉尘等场所；延长传动系统各主要部件(轴承，密封等)的使用寿命，降低维护成本；绿色环保，无谐波，无污染物、无EMI(电磁波)干扰问题；需要空间外挂电器机械组合控制系统，占用空间大。

发明内容

本实用新型的目的是解决现有的联轴器和调速装置存在的轴线不同心、功率损耗大、效率低和占用空间大的技术问题，提供一种能实现原动机与负载的无接触联接、实现重载设备的软起动、软停止、过载保护、设备多点驱动负载平衡以及负载按需要进行调速的永磁多功能传动装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种永磁多功能传动装置，包括主磁轭、副磁轭、双头联接螺栓、第一联接轴套、第二联接轴套和内置控制器，其中：它还包括绕组、磁盘和磁钢，绕组固定在主磁轭和副磁轭上；磁钢装在磁盘设置的固定孔中，磁盘设在主磁轭和副磁轭之间并使磁钢与绕组相对应，主磁轭和副磁轭通过双头联接螺栓联接在一起；第一联接轴套通过螺栓与主磁轭相联，磁盘联接端穿过副磁轭的内孔通过螺栓与第二联接轴套联接；内置控制器固定在主磁轭或副磁轭上。

进一步，所述内置控制器还能由滑环装置代替，滑环装置装在主磁轭或副磁轭上，用于连接外置控制器。

进一步，所述绕组为铁芯绕组或无铁芯绕组中的任意一种。

进一步，所述副磁轭的内孔直径大于磁盘联接端的外径。

由于本实用新型采用了上述技术方案，解决了解决现有的联轴器和调速装置存在的轴线不同心、功率损耗大、效率低和占用空间大的技术问题。与背景技术相比，本实用新型具有下列特点。

1、相对于同步联轴器、液力耦合器等：①不需要要求原动机和负载的轴线严格对中，可以在轴线偏差较大的状况下运行，降低了设备安装调试的难度；②由于无接触联接，大大降低了设备的振动，保护了原动机和负载，使设备的各部件使用寿命延长、维修频率降低；也减少了由于不同心造成的功率损耗。

2、相对于液力耦合器：①软起动可以根据设备需要预先设定，减少电网冲击、保护设备；②启动后传递效率高于液力耦合器；③无污染物排放，液力耦合器有油污排放；④可实现与液力耦合器同样的过载保护功能。

3、相对于永磁涡流耦合器：①软起动可以根据设备要求预先设定减少电网冲击、保护设备；②启动后传递效率高于永磁涡流耦合器(永磁涡流耦合器为了实现较好的软起动效果，设计不能有太高的传递效率)，如需要，用外部供电的方式可达到同步；③大大降低了涡流损耗，使永磁多功能传动装置的功率传递效率更高。④同等设计尺寸下，功率可提高20％～30％。

4、相对于永磁涡流调速器：①无需外部的调速机构；②无需滑动机构及外来强制力的传递机构；③本实用新型是恒扭矩传递，能适用于更多场合；④功率损耗比永磁涡流调速器大大降低，所以更节能；⑤永磁涡流调速器的调速范围窄(70％～97％)，而本实用新型调速范围宽(10％～100％)，适用于更多场合。

5、相对于液力调速耦合器：本实用新型的调速范围宽；调速过程中功率损耗大大低于液力耦合器。

6、相对于调压调速：调压调速是在电动机的运行中改变输入电压实现调速功能，而在改变电压后，电动机的输出扭矩也在改变，所以调速范围窄，而永磁多功能传动装置为恒扭矩传递且调速范围宽。

7、相对于变频调速：①调速范围两者相当，成本较变频调速低；②本实用新型控制的功率很小，使用的电气元件不需要太大功率，而且数量极少，电路简单，所以维修方便，对维修人员的要求不是太高；③本实用新型控制不需要严格的环境也不需要专用场地；④本实用新型无需外接电源、或只使用小功率的电源，无谐波产生。

8、相对于电磁转差离合器调速：①本实用新型可以利用外部供电控制输入电源进行调速，也可以利用本身产生的感应电控制产生的感应电进行调节实现调速无需外部供电；②本实用新型可以使用滑环外接控制器进行控制，也可以采用无线控制技术对安装在永磁多功能传动装置上的无线接收控制器进行控制。能更好的满足与DCS和PLC自动控制系统的对接。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例的结构示意图；

图2是本实用新型第一实施例的轴侧装配结构示意图；

图3是本实用新型第二实施例的结构示意图；

图4是本实用新型第二实施例的轴侧装配结构示意图；

图中：1—主磁轭，2—副磁轭，3—铁芯绕组或无铁芯绕组，4—磁盘，5—磁钢，6—双头联接螺栓，7—第一联接轴套，8—第二联接轴套，9—内置控制器，10—滑环装置，11—螺栓。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的详细描述。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例中的一种永磁多功能传动装置，包括主磁轭1、副磁轭2、双头联接螺栓6、第一联接轴套7、第二联接轴套8和内置控制器9，其中：它还包括铁芯绕组3、磁盘4和磁钢5，铁芯绕组3固定在主磁轭1和副磁轭2上；磁钢5装在磁盘4设置的固定孔中，磁盘4设在主磁轭1和副磁轭2之间并使磁钢5与铁芯绕组3相对应，主磁轭1和副磁轭2的外边缘通过双头联接螺栓6联接在一起；第一联接轴套7通过螺栓11与主磁轭1的联接端相联接，磁盘4联接端穿过副磁轭2的内孔通过螺栓11与第二联接轴套8联接；内置控制器9固定在主磁轭1或副磁轭2上。所述副磁轭2的内孔直径大于磁盘4联接端的外径。

实施例2

如图3和图4所示，本实施例中的一种永磁多功能传动装置，包括主磁轭1、副磁轭2、双头联接螺栓6、第一联接轴套7、第二联接轴套8和滑环装置10，其中：它还包括铁芯绕组3、磁盘4和磁钢5，铁芯绕组3固定在主磁轭1和副磁轭2上；磁钢5装在磁盘4设置的固定孔中，磁盘4设在主磁轭1和副磁轭2之间并使磁钢5与铁芯绕组3相对应，主磁轭1和副磁轭2的外边缘通过双头联接螺栓6联接在一起；第一联接轴套7通过螺栓11与主磁轭1的联接端相联接，磁盘4联接端穿过副磁轭2的内孔通过螺栓11与第二联接轴套8联接；所述滑环装置10装在主磁轭1或副磁轭2上，用于连接外置控制器。

上述实施例中的铁芯绕组3还能由无铁芯绕组代替。

本实用新型的应用方式：

应用方式1：

原动机和负载端不同步转速使铁芯绕组或无铁芯绕组3与磁钢5产生相对运动，在铁芯绕组或无铁芯绕组3产生感应磁场，两个磁场相互作用，实现扭矩的传递；通过内置控制器9或外置控制系统经滑环装置10控制感应磁场的大小来实现各种需要的功能，此方式无需外部供电，完全采用感应电能来实现。具体实现功能如下。

①软起动功能:

在启动之初，无论外置或内置控制系统，如使用可控硅控制，预设可控硅的导通角百分比(可方便调节)，延缓由铁芯绕组或无铁芯绕组3与磁钢5相对运动铁芯绕组或无铁芯绕组3生成感应磁场足以拖动负载的时间，实现软起动；启动完成后，可控硅全导通或接近全导通，实现高效率的功率传递；如使用串联电阻的方式，可预先串入铁芯绕组或无铁芯绕组3一定阻值的电阻，由电阻消耗功率，降低感应磁场，延缓由铁芯绕组或无铁芯绕组3与磁钢5相对运动，铁芯绕组或无铁芯绕组3生成感应磁场足以拖动负载的时间，实现软起动；在启动完毕后，解除绕组与电阻的串联或减小串联电阻的阻值，实现高效率的功率传递。此功能可应用在多点驱动负载平衡功能中。

②过载保护功能：

在启动或运行过程中，出现过载现象，由安装在绕组回路中的功率检测装置切断绕组回路，实现过载保护功能。故障解除，自动恢复初始状态，以待下一次启动。

③无极调速功能：

无论内置控制系统(可实现根据负载要求遥控控制)或外置控制系统，A如使用可控硅控制，通过控制加装在绕组回路中的可控硅导通角，控制铁芯绕组或无铁芯绕组3生成感应磁场的大小，实现无极调速。具体原理，逐步降低可控硅的导通角，由于电压降低，绕组中的电流也降低，感应磁场也降低，铁芯绕组或无铁芯绕组3与磁钢5之间就要加大转速差，增大感应电动势，使可控硅在导通角不变的情况下，增大电压，提高电流，提高感应磁场来满足拖动负载的扭矩传递；反之，逐步增加可控硅的导通角，铁芯绕组或无铁芯绕组3与磁钢5之间逐步减小转速差，减小感应电动势保持能拖动负载的扭矩传递；这样就实现了无极调速。B如使用绕组串联可调电阻控制，调节电阻阻值的大小达到调节电阻消耗的功率大小，实现控制绕组生成感应磁场的大小，实现无极调速；具体原理，当可调电阻阻值增大，消耗功率增大，铁芯绕组或无铁芯绕组3上的感应磁场不足以拖动负载，铁芯绕组或无铁芯绕组3就要增大与磁钢5之间的转速差，感应生成更大的功率，直到除可调电阻消耗的功率外感应磁场能拖动负载，达到一个稳定的转速；反之，减小可调电阻的阻值，减少电阻消耗的功率，降低铁芯绕组或无铁芯绕组3与磁钢5的转速差，也就逐步降低感应生成的功率，保持能拖动负载的扭矩传递，这样就实现了无极调速。

应用方式2：

通过外置控制器经滑环对铁芯绕组或无铁芯绕组3进行可控供电，使铁芯绕组或无铁芯绕组3生成大小不同的磁场来实现软起动、过载保护、无极调速各种需要的功能；这种方式与应用方式一不同的是可以实现负载与原动机转速同步。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (4)

1.一种永磁多功能传动装置，包括主磁轭(1)、副磁轭(2)、双头联接螺栓(6)、第一联接轴套(7)、第二联接轴套(8)和内置控制器(9)，其特征在于：它还包括绕组(3)、磁盘(4)和磁钢(5)，绕组(3)固定在主磁轭(1)和副磁轭(2)上；磁钢(5)装在磁盘(4)设置的固定孔中，磁盘(4)设在主磁轭(1)和副磁轭(2)之间并使磁钢(5)与绕组(3)相对应，主磁轭(1)和副磁轭(2)通过双头联接螺栓(6)联接在一起；第一联接轴套(7)通过螺栓与主磁轭(1)相联，磁盘(4)联接端穿过副磁轭(2)的内孔通过螺栓与第二联接轴套(8)联接；内置控制器(9)固定在主磁轭(1)或副磁轭(2)上。

2.根据权利要求1所述的一种永磁多功能传动装置，其特征在于：所述内置控制器(9)还能由滑环装置(10)代替，滑环装置(10)装在主磁轭(1)或副磁轭(2)上，用于连接外置控制器。

3.根据权利要求1或2所述的一种永磁多功能传动装置，其特征在于：所述绕组(3)为铁芯绕组或无铁芯绕组中的任意一种。

4.根据权利要求1或2所述的一种永磁多功能传动装置，其特征在于：所述副磁轭(2)的内孔直径大于磁盘(4)联接端的外径。