[发明专利]一种固定磁隙的永磁调速器

说明书

技术领域

本发明涉及一种调速器，具体涉及一种固定磁隙的永磁调速器。

背景技术

永磁调速器是通过永磁体的磁力耦合调速，实现电动机和负载的软(磁)连接，无任何影响电网的谐波产生，可靠性高，并可在高温、低温、潮湿、肮脏、易燃易爆、电压不稳及雷电等各种恶劣环境下工作，大幅减轻机械振动，广泛应用于电力、钢铁、冶金、石化，造纸、市政、舰船、灌溉及采矿等行业。而目前常用的永磁调速器均是通过调整气隙来实现转速调整的，磁路调节器的功率消耗大，且存在扭矩传递能力差、装配难度高、浪费大量稀土资源等缺点。为解决上述问题，专利CN2015108084423提出一种固定磁隙的永磁调速器，从保持磁隙不变、改变磁力线的数量入手去设计的永磁调速器，通过控制永磁转子对外展现的磁性大小，从而达到改变转矩的目的。但输入、输出之间存在滑差，无法实现同步，且滑差产生的热量被消耗掉，转矩传递能力较低。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种可降低磁路调节器功率消耗、提高扭矩传递能力的固定磁隙的永磁调速器。

目前的永磁调速器都是通过改变导体转子与永磁转子之间的气隙从而控制导体转子切割磁力线的多少，来实现转矩调整的，由于这种方式存在很多弊端，本发明基于电磁原理，将输入、输出之间产生的滑差能量重复利用，从而提高转矩的传递能力。

为解决上述问题，本发明采取的技术方案为：一种固定磁隙的永磁调速器，包括与输入轴连接的磁转子、位于磁转子圆周外侧的外电枢定子以及与输出轴连接的位于磁转子圆周内侧的内电枢转子；所述的磁转子包括沿其内圆周面周向分布的永磁体B以及沿其外圆周面周向分布的永磁体A；所述的内电枢转子沿其外圆周面周向分布有绕组线圈B；所述的外电枢定子包括位于磁转子圆周外侧的固定座及沿固定座内圆周面周向分布的绕组线圈A；所述的绕组线圈B与绕组线圈A之间连接有用于电能转换的控制系统；内电枢转子上安装有滑环。

磁转子呈圆筒状，其底端连接输入轴，其侧壁的内、外侧面分别周向分布有永磁体B、永磁体A；磁转子顶端开口供内电枢转子插入磁转子内侧。

调速器原理：磁转子转动时与内电枢转子产生相对运动，绕组线圈B切割磁场产生电流，同时电流又产生感应磁场与永磁场相互作用，最终带动内电枢转子沿与磁转子相同的方向转动，从而带动连接在内电枢转子上的输出轴转动并输出动力。绕组线圈B经控制系统连接至绕组线圈A，绕组线圈B产生的电流经控制系统给外电枢定子上的绕组线圈A通入电流，根据电磁感应原理，在磁转子上的永磁体A磁场中产生电磁力，电磁力的方向取决于绕组线圈A施加电流的方向；当电磁力的方向与输入轴的方向相同时，表现为助推力即驱动力，此时输入轴的输入功率约等于输出轴的输出功率(忽略电枢电阻、控制系统及转动系统的损耗)；反之为制动力，输入轴的输入功率大于输出轴的输出功率。

所述的控制系统包括接在线圈绕组B两端的整流模块、接在整流模块输出端正负极之间的的调节控制电路和三相桥式逆变电路；三相桥式逆变电路输出端接线圈绕组A；所述的三相桥式逆变电路包括六个场效应管；所述的调节控制电路包括三个霍尔元件及一控制芯片；三个霍尔元件的电源端、接地端分别接至整流模块输出端正极、负极，三个霍尔元件的输出端均接至控制芯片输入端，控制芯片电源端接整流模块输出端正极，控制芯片的输出端分别接在六个场效应管的栅极，控制芯片的控制端分别引出驱动控制线和制动控制线，控制芯片还接有调速电阻。该系统基于典型的无刷电动机的控制原理，整流模块用于整流并防止电流反充。

利用上述控制系统的调速过程：调节调速电阻，当调速电阻在调速0位置时，绕组线圈B中驱动电流为0，反应到整流回路输出电流约等于0，同理反应到绕组线圈A回路中电流输出约等于0，此时输入转速为额定转速，输出转速为0；当调速电阻在调速满程位置时，绕组线圈B中驱动电流为最大，反应到整流回路输出电流最大，同理反应到绕组线圈A回路中电流输出最大，此时输入功率约等于输出功率，输入转速约等于输出转速；加速和运行时，正推(驱动)工作；减速和停机时制动工作。调节调速电阻的过程即为调速器的调速过程。