[发明专利]基于电流调整型的永磁调速装置

说明书

技术领域

本发明涉及永磁调速装置，特别是一种基于电流调整的永磁调速装置。

背景技术

永磁调速装置一般用于风机、泵类负载，具有：轻载启动、过载保护、减缓冲击和隔离扭震等优点；由于风机、泵类负载具有轴功率与转速的三次方成正比的特性，即转速降低后，轴功率呈三次方下降，因此永磁调速装置在此类负载机械上应用，可有效改变“大马拉小车”的落后传动方式，节能效果显著。

现有的永磁调速装置是是利用永磁转子旋转形成的旋转磁场与实心导体或大块导体相互运动时所产生的洛仑兹力实现动力机和工作机之间的运动传递。由于实心导体或大块导体在切割永磁转子磁力线时所产生的感生电流为导体内部的涡流，当其用于风机、泵类负载调速时，由于转差加大，因此所产生的涡流也增大，此时除一部分涡流用于产生传动系统所需的洛伦兹力，其余大部分均为无用功，由于无法将此部分涡流引出，因此其只能在实心导体或大块导体内部以热量的形式消耗掉；虽然上述永磁调速装置调速时输出功率随转速的三次方下降，但所产生的热量仍然较大，因此目前空冷条件下用于风机、水泵类负载的永磁调速装置最大传递功率一般<500kW；而传递大功率时，上述永磁调速装置调速时仍需水冷，而冷却水易对永磁体、铜盘(套)及铁轭产生腐蚀，使其存在严重安全隐患；并且当冷却水温度升高后，还容易进入其两端的轴承中，使润滑油乳化变质，产生传动故障。

现有的永磁调速装置一般通过调速机构使导体或永磁体转子在传动轴上的花键副左右移动来改变径向或轴向磁通面积，此时需要克服两种轴向力：①气隙磁场产生的磁拉力轴向分量；②沿花键副移动时花键轴与花键孔之间的摩擦力。这两种轴向力使带载时花键轴传递的转矩非常大，使导体(或永磁体)转子在花键副表面产生很大的正压力，因此转子在花键副上移动时所需克服的摩擦力也非常大。假设忽略第一种轴向力，而仅考虑第二种轴向力，则当传递功率为100kW、转速为1000rpm时，花键副传递的转矩为955Nm；当传动轴的轴径为100mm时，其所形成的正压力为19100N，所需克服的摩擦力约为1910N，因此频繁调速时花键副极易磨损并造成调速机构无法工作。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计出一种能实现以下目的的基于电流调整型的永磁调速装置：

1、解决现有永磁调速装置的大转差发热问题。

2、避免传动轴的磨损。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

基于电流调整型的永磁调速装置，包括外转子总成、内转子总成和机座总成；所述的外转子总成由永磁体、外轭铁及动力输入轴组成；所述的内转子总成由线圈绕组、内轭铁和动力输出轴组成；所述的机座总成由底板、左端轴承座、左端轴承、右端轴承座及右端轴承组成；所述的电流调整装置总成由滑环、电刷、外接可变电阻箱、绕组引线、电刷引线、电阻箱引线组成；

所述的外转子总成包括永磁体、外轭铁及动力输入轴，所述的动力输入轴的一端与动力机连接、另一端与外轭铁连接，外轭铁内侧安装永磁体；

所述的内转子总成中，线圈绕组的机械结构为笼型，各笼条为实心导体，笼条的组成材料为铝或铜，各笼条的端部短接以构成线圈绕组，所述的线圈绕组分别安装在内轭铁的铁心槽型中；内轭铁为硅钢片迭压而成，其铁心中各槽型的结构相同，通过键联结或过盈配合方式固联在动力输出轴所对应的外圆表面；动力输出轴为阶梯轴，通过键或过盈配合方式与内轭铁固联，动力输出轴材料为优质碳素钢；

所述的机座总成中，所述的左端轴承座上开有型孔；所述的左端轴承为标准滚动轴承并成对使用，其外圆安装在左端轴承座的型孔内表面，其内孔安装在动力输入轴与其相对应轴径的外表面；所述的右端轴承座开有型孔；所述的右端轴承为标准滚动轴承并成对使用，其外圆安装在右端轴承座的型孔内表面，其内孔安装在动力输出轴与其对应轴径的外表面；左端轴承座和右端轴承座分别安装在底板的上表面，保证动力输入轴与动力输出轴同轴；所述的底板为平板结构，其上安装有左端轴承座和右端轴承座，底板材料为优质碳素钢；

所述的动力输出轴的输出端安装电流调整装置总成，所述的电流调整装置总成包括滑环、电刷、外接可变电阻箱、绕组引线及电刷引线；所述的绕组引线将线圈绕组中的每相电流引出到滑环中；所述的滑环的内孔固联在动力输出轴上；所述的滑环与动力输出轴同转速旋转；所述的电刷安装在刷架上，其作用是将滑环的动态运动转换为静态，并将滑环的电流通过电刷引线引出到外接可变电阻箱中，所述的外接可变电阻箱包括有级调速电阻箱和无级调速电阻箱，并通过电阻箱引线与电刷引线相联。