[发明专利]一种用于永磁同步传动装置的套筒型聚磁式磁路结构

说明书

技术领域

本发明属于永磁同步传动技术领域，特别涉及一种用于永磁同步传动装置中的套筒型聚磁式磁路结构。

背景技术

永磁同步传动是利用高强度的磁场，通过一定的空间距离，并穿透一定的物质，传递转动或平动的机械能量的一种技术。永磁同步传动技术在能量传递的过程中具有无直接接触、少振动、运动平稳、效率高、无电磁和噪音污染、隔振、寿命长、免维护、用于密封时无泄漏通道、零泄漏等优点，已成功应用于磁力泵、磁力传动搅拌器和永磁同步联轴器等传动装置中。

永磁同步传动装置的基本结构通常由三部分组成：分别与原动机和负载相连接的带有永久磁铁的主动磁转子、从动磁转子，以及设置在主、从动磁转子间工作气隙中的由金属或非金属材料制成的隔离套。其工作原理是：当原动机带动主动磁转子运动时，磁场透过磁路工作气隙或薄壁隔离套相互耦合，使主、从动磁转子中的永久磁铁相互间产生磁转矩，从而带动从动磁转子随之运动，实现主、从动磁转子的同步运动，将原动机的运动和动力传递给负载。

磁路结构设计是永磁同步传动技术的关键所在，磁路性能的优劣直接关系到永久磁铁的利用效率以及永磁同步传动装置的性能。组合推拉式的磁路是永磁同步传动装置的主流磁路形式。组合推拉式的磁路中永久磁铁紧密排列，不留有间隙，工作时可以利用磁极间同极相斥和异极相吸的分别作用，增强气隙磁场强度，增大传递扭矩，减小永磁同步传动装置的整体结构尺寸，制造成本低。但由于永久磁铁的紧密排列，磁极方向之间交错布置，使得相邻异性磁极之间易产生磁力线的回路，造成部分磁通失效，导致磁极之间的局部漏磁，从而在一定程度上减小了产生的磁扭矩。而为了满足其传动扭矩的要求，势必要加大传动装置的外形尺寸，同时增加永久磁铁的数量，使得产品的成本提高。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种用于永磁同步传动装置的套筒型聚磁式磁路结构，采用该磁路结构的永磁同步传动装置增大了聚磁式磁路气隙内的磁场强度，减少相邻磁极之间的漏磁，增大了传动扭矩，减小了传动装置的外形尺寸，降低了制造成本。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于永磁同步传动装置的套筒型聚磁式磁路结构，包括内转子和外转子，内转子由圆柱形内转子体和偶数组内转子永久磁铁组组成，内转子永久磁铁组设置在内转子体侧壁外表面上，且沿圆周方向均匀分布；外转子由圆筒形外转子体和偶数组外转子永久磁铁组组成，外转子永久磁铁组设置在外转子体筒壁内表面上，且沿圆周方向均匀分布；内转子永久磁铁组与外转子永久磁铁组组数相同，且一一对应，内转子与外转子之间留有间隙，其特点是，所述的内、外转子永久磁铁组均由二至五块紧密接触的磁铁组成，各组内转子永久磁铁组包含的磁铁数量相同，各组外转子永久磁铁组包含的磁铁数量相同；所述内、外转子永久磁铁组由二块磁铁组成时，所述两块磁铁充磁方向分别与内转子体或外转子体径向形成的锐角均≤15°，且角度相同，两块磁铁的充磁方向的交点设置在非磁铁所在转子一侧；所述内、外转子永久磁铁组由三块磁铁组成时，中间磁铁的充磁方向与内转子体或外转子体径向相同，两侧磁铁的充磁方向与内转子体或外转子体径向形成的锐角均≤30°，且角度相同，两侧磁铁的充磁方向的交点设置在非磁铁所在转子一侧；所述内、外转子永久磁铁组由四块磁铁组成时，中间两块磁铁的充磁方向与内转子体或外转子体径向形成的锐角均≤15°，且角度相同，两块磁铁的充磁方向的交点设置在非磁铁所在转子一侧；两侧磁铁的充磁方向与内转子体或外转子体径向形成的锐角均≤40°，且角度相同，两侧磁铁的充磁方向的交点设置在非磁铁所在转子一侧；所述内、外转子永久磁铁组由五块磁铁组成时，中间磁铁的充磁方向与内转子体或外转子体径向相同，与中间磁铁相邻两侧的磁铁的充磁方向与内转子体或外转子体径向形成的锐角均≤20°，且角度相同，两块磁铁的充磁方向的交点设置在非磁铁所在转子一侧；最外侧两块磁铁的充磁方向与内转子体或外转子体径向形成的锐角均≤45°，且角度相同，两块磁铁的充磁方向的交点设置在非磁铁所在转子一侧；所述内转子体或外转子体径向为穿过对应磁铁中心的内转子体或外转子体的直径方向；同一组内转子永久磁铁组或外转子永久磁铁组内相邻磁铁之间紧密接触，且充磁极性方向相同；相邻内转子永久磁铁组或外转子永久磁铁组的充磁极性方向相反；所述内转子永久磁铁组形成的环形体的最大外径小于外转子永久磁铁组形成的环形体的最小内径。

所述内、外转子永久磁铁组的磁铁的横截面为瓦块形、梯形或矩形。