[发明专利]改进的磁性离合器组件

说明书

一种磁性离合器组件，其包括沿周向间隔开的线圈单元、转子和电气控制单元，该电气控制单元可控制地供应激励电流以在每个线圈单元处感应出电磁场，以启动转子的旋转。所述转子包括：可接收在线圈单元内部的驱动环；与驱动环同心且可与机械负载相连接的从动环；由驱动环磁体和与所述驱动环磁体磁耦合的从动环磁体组成的成对永磁体；设置在所述从动环上的沿周向间隔开的偏置磁体，所述偏置磁体的磁化方向与相邻从动环磁体的磁化方向在角度上偏移。每个偏置磁体的弯曲磁场线与相邻从动环磁体的沿不同方向弯曲的磁场线重叠，以抑制寄生反电动势的产生。

技术领域

本发明涉及基于永磁体的耦合器领域。更特别地，本发明涉及一种改进的磁性离合器组件，该磁性离合器组件被设计成控制两个旋转环的运动，其中在所述两个旋转环之间没有任何直接或间接的机械连接，同时减小了所产生的反电动势的水平。

背景技术

从现有技术中已知一些基于永磁体的磁耦合器，其提供跨过两个旋转环之间的气隙的力和扭矩的无磨损和无接触的传递。每个环带有一组永磁体，所述一组永磁体被设置成使得在它们的操作位置中，一组永磁体的所有北极都在操作中靠近另一组永磁体的所有南极。因此，驱动环和从动环能够通过永磁体的力而耦合在一起并且同步旋转，以从诸如连接至该从动环的轴的取力元件产生扭矩，从而作为磁性离合器来工作。

本发明的发明人已经提出借助于感应电磁场来引起磁性离合器的驱动环的旋转，例如由同一申请人的WO 2013/140400和GB 1605744.0所教导的那样，其被配置为减小由转子磁体运动时感应出的磁通量的变化而引起的寄生反电动势(EMF)。

WO 2013/140400公开了一种无刷DC(直流)马达，该无刷DC马达包括：圆形转子，其配置有多个沿周向分开的永磁体；以及多个沿周向间隔开且固定的定子线圈，所述定子线圈环绕转子的外周并且被构造成具有可供所述永磁体通过的空隙部分。当定子线圈被激励时，会感应出电磁场，而当感应电磁场与每个永磁体的磁场相互作用时，就会使得转子开始旋转。所述转子被连接至齿轮传动装置。

GB 1605744.0公开了一种类似的具有定子的马达，该定子包括多个在俯视图中呈U形结构并且在侧视图中呈双C形结构的线圈。

然而，在由磁耦合的驱动环和从动环组成的转子的电磁感应旋转期间，在从动环的永磁体在任何给定时间位于相应定子线圈的外部时，从动环的每个永磁体的磁场也与定子线圈相互作用，从而产生附加的减小扭矩的反电动势。该额外产生的反电动势抵消了通过WO 2013/140400和GB 1605744.0的设备实现的反电动势的减小。

本发明的目的是提供一种磁性离合器组件，该磁性离合器组件的驱动环可通过与定子线圈的电磁感应相互作用而旋转，但是其反电动势明显低于现有技术设备的反电动势。

随着描述的进行，本发明的其他目的和优点将变得显而易见。

发明内容

本发明提供了一种磁性离合器组件，其包括：多个沿周向间隔开并且固定的空气芯定子线圈单元；转子，其包括驱动环，所述驱动环被合适地设定尺寸以使得，在任何给定时间，所述驱动环的多个相应的圆周部分被接收在所述线圈单元中的每一个的内部；从动环，所述从动环与所述驱动环同心并被设置在所述多个定子线圈单元的外部，并且所述从动环能够与机械负载连接；多个成对的沿周向间隔开的永磁体，其中，所述成对永磁体中的每一对由设置在所述驱动环上的第一永磁体和设置在所述从动环上并且与所述第一永磁体具有相反磁化方向的第二永磁体组成，以确保所述驱动环和从动环能够磁耦合在一起并且能够同步旋转；以及设置在所述从动环上的多个沿周向间隔开的偏置磁体单元，其中，每个偏置单元包括至少一个永磁体，其磁化方向相对于相邻的从动环磁体的磁化方向在角度上偏移；以及电气控制单元，所述电气控制单元被配置成可控制地供应激励电流，所述激励电流用于在所述定子线圈单元中的每一个处感应出电磁场，以与所述驱动环的每个永磁体的磁场相互作用，从而使所述转子开始旋转，同时将所述驱动环的永磁体循序引入每个定子线圈的内部。