[发明专利]一种限矩型永磁耦合器

说明书

技术领域

本发明涉及一种限矩型永磁耦合器，尤其涉及一种可自动脱开和自启动的限矩型永磁耦合器。

技术背景

目前为了保护电机系统的可靠运行，特别是对一些重负载、易燃、易爆等恶劣环境，容易过载的电机拖动系统，过载保护尤为重要，比如皮带输送机、链条输送机、磨煤机、破碎机等等。人们发明了很多办法去解决这个问题，其中包括液力耦合器、本公司先前提出专利号为CN201010109757.6中公开了一种涡流式永磁耦合器，包括：一个筒状导体转子和一个筒状永磁转子组成；其工作原理是：电机与筒状导体转子同步转动，筒状导体转子与筒状永磁转子产生相对运动，从而导体上产生涡流，形成感应磁场与用磁场相互作用，从而带动永磁转子沿与导体转子同方向转动结果是将电机轴的转矩传递到负载轴上。但是如果在负载发生堵转或者过载故障情况时，该永磁耦合器仅仅能够提供1-2分钟的过载保护，同时在耦合器上产生大量的热量，若应用在易燃、易爆的环境（煤矿井下环境）就存在很大的安全隐患，而且如果超过2分钟电机保护还不正常断电的话，将导致耦合器损坏，所带来的经济损失也是相当大的。因此当负载堵转或者过载时，该耦合器不能提供一种完全的过载保护。

本公司先前提出专利号为201020540495.4中公开了一种限矩型永磁耦合器，包括导体转子和永磁转子。其工作原理是当发生堵转的时侯会产生滑差，此时永磁体会产生磁场作用在导体环上产生涡流推力，将导体转子沿着轴向方向推离，使得永磁转子和导体转子之间的作用面积减到最小，转矩为零，使电机与负载完全脱开，然后在通过控制器将两转子重新组合，是啮合面积达到最大。但是这种限矩型永磁耦合器如果发生意外不能自动脱开也必将导致产生大量的热量，存在了一定的安全隐患，用于防爆要求严格的环境比如煤碳行业的井下设备，就存在很大的不足。而液力耦合器过载后，液压油温度升高使得易熔塞熔化，式液压油泄压从而保护系统，该产品在过载时危险，对周围的设备和人都会导致很大的威胁，同时系统恢复费事麻烦，况且液力耦合器复杂，容易漏油，寿命短，可靠性低等天生缺陷。而美国MagnaForce公司提出的限矩型永磁耦合器，在过载时可以脱开，但是该产品为涡流式永磁耦合器，在导体盘上有涡流，如果在过载时，不能顺利脱开，将会在导体盘上产生大量的热量，在煤炭井下长周期运行存在安全隐患，对系统有隐患。

发明内容

本发明为可靠性要求高的电机拖动系统提供了一种全新的过载保护方案：该方案无发热、无机械联结、 更安全，噪音更小，无滑差高效的过载保护方案，属于本案型，特别适用于煤炭行业井下输煤皮带的过载保护系统。在煤炭行业等高易燃易爆环境下，如果发生过载或堵转的情况，本发明的产品将完全脱开，并且脱开过程无发热，无机械连接，能够很好很快的恢复正常运转，同时也较好的保护了电机的拖动系统，完全排除了由于过载产生大量热量而带来的安全隐患。

本发明为一种限矩型永磁耦合器，包括筒状外永磁转子、筒状内永磁转子和传动机构；其特征在于：所述的筒状外永磁转子和筒状内永磁转子的底部和筒壁上分别安装有永磁体按照磁极交错排列方式均匀排列；两转子可以在各自的轴上同步转动，传动机构上安装有限距装置；筒状外永磁转子或筒状内永磁转子可互为输出或输入机构，可在传动机构上滑动；两永磁转子之间无机械连接，通过磁场作用连接。筒状外永磁转子由永磁体[3]、永磁托盘[4]、环形磁座[5]和圆盘形磁座[11]构成；筒状内永磁转子由永磁体[3’]、永磁托盘[4’]、环形磁座[5’]、圆盘形磁座[11’]、至少四个滑动销子[13]和销子挡板[15]构成。传动机构是用来传递扭矩的，可以由方轴组成也可以通过扭矩盘、圆形轴/方形轴和至少两个以上的销轴组成；筒状内永磁转子[2]和筒状外永磁转子[1]的各自的永磁托盘[3’3]上有螺纹装饰孔[12]，方便安装、调试和拆卸永磁体（如图4）；每个用于放置永磁体的对应位置的四个角都为圆形转角孔[14]，方便放置永磁体，因为永磁体的四个角有棱边，如果将永磁托盘放置永磁体的空槽设置成与永磁体一样的棱边，会导致永磁体难安装，容易卡住（如图5）。

筒状外永磁转子[1]筒壁上的永磁体是通过环形磁座[3]固定在永磁托盘[4]上，其中环形磁座[5]通过螺栓与永磁托盘[4]固定连接，同时永磁体也被更加牢固的固定于磁座内（如图6）；所述的筒状内永磁转子[2]底部的永磁体通过圆盘形磁座[11]固定在永磁托盘[4’]上，其中圆盘形磁座[11]通过螺栓与永磁托盘[4’]固定连接，永磁体通过一种强力胶与圆盘形磁座固定连接。