一種大功率永磁調(diào)速器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種大功率永磁調(diào)速器，該調(diào)速器由調(diào)節(jié)器組件、筒形永磁轉(zhuǎn)子、筒形導(dǎo)體轉(zhuǎn)子、輸入軸組件、扭矩盤、軸承、銷軸、殼體、減壓淋浴水箱、收集水箱、輸出軸組件、外套筒、內(nèi)套筒、永磁體、移動套筒、滑塊、螺旋滑槽所組成。扭矩傳遞系統(tǒng)包括筒形導(dǎo)體轉(zhuǎn)子、筒形永磁轉(zhuǎn)子和扭矩盤；支撐系統(tǒng)包括輸入軸組件、輸出軸組件和調(diào)節(jié)器組件；冷卻系統(tǒng)包括減壓淋浴水箱和收集水箱。筒形導(dǎo)體轉(zhuǎn)子包括邊筒和導(dǎo)體轉(zhuǎn)盤，邊筒上安裝有兩排銅環(huán)，導(dǎo)體轉(zhuǎn)盤通過螺栓固定在輸入軸上，輸入軸通過軸承與輸出軸連接，在輸出軸上采用鍵安裝扭矩盤。本實(shí)用新型的永磁體安裝在筒形永磁轉(zhuǎn)子的外圓環(huán)部位，可獲得比一般永磁調(diào)速器更高的輸出功率、轉(zhuǎn)矩，提高功率密度。
【專利說明】一種大功率永磁調(diào)速器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種自動調(diào)節(jié)設(shè)備，具體的說是一種采用電磁感應(yīng)、機(jī)械傳動、調(diào)速范圍大，散熱效果好的大功率永磁調(diào)速器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，一般的調(diào)速設(shè)備主要是變頻器、液力耦合器等。前些年開始出現(xiàn)第一代永磁調(diào)速器，即美國馬格納福斯公司申請的發(fā)明專利98802726.7，公開了一種可調(diào)節(jié)磁耦合器。它具有:安裝在第一旋轉(zhuǎn)軸上的兩個導(dǎo)體轉(zhuǎn)子，安裝在第二旋轉(zhuǎn)軸上的相應(yīng)一組永磁鐵的兩個永磁轉(zhuǎn)子；兩個永磁轉(zhuǎn)子安裝成位于兩個導(dǎo)體轉(zhuǎn)子中間，每個永磁轉(zhuǎn)子與所對的導(dǎo)體轉(zhuǎn)子之間各保持有氣隙，該氣隙可在推拉機(jī)構(gòu)的作用下同時增大或減小。與氣隙變化對應(yīng)的是輸出轉(zhuǎn)矩的改變，使負(fù)載設(shè)備得到不同的轉(zhuǎn)矩而產(chǎn)生不同的轉(zhuǎn)速。
[0003]這種采用圓盤式通過調(diào)節(jié)氣隙來控制扭矩調(diào)速的設(shè)備，主要來源于國外，存在成本高，安裝麻煩的問題。而且運(yùn)行中發(fā)熱量大，需要采取龐大且復(fù)雜的降溫冷卻系統(tǒng)，來克服這種技術(shù)弊端。由此綜合考量后，不如采用變頻器進(jìn)行調(diào)速，但是，變頻器的缺陷是壽命短，污染電網(wǎng)，耗電量大。
[0004]國內(nèi)生產(chǎn)的第二代永磁調(diào)速器，采用兩個筒形轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)形式，結(jié)構(gòu)相對簡單，但是扭矩相對較小，傳遞的功率也較小，目前僅能做到傳遞功率800kW，必須提高傳遞功率及解決散熱等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種大功率永磁調(diào)速器，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、散熱效果更好、調(diào)速范圍更大的永磁調(diào)速器。
[0006]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種大功率永磁調(diào)速器，該調(diào)速器由調(diào)節(jié)器組件、筒形永磁轉(zhuǎn)子、筒形導(dǎo)體轉(zhuǎn)子、輸入軸組件、扭矩盤、軸承、銷軸、殼體、減壓淋浴水箱、收集水箱、輸出軸組件、外套筒、內(nèi)套筒、永磁體、移動套筒、滑塊、螺旋滑槽所組成。扭矩傳遞系統(tǒng)包括筒形導(dǎo)體轉(zhuǎn)子、筒形永磁轉(zhuǎn)子和扭矩盤；支撐系統(tǒng)包括輸入軸組件、輸出軸組件和調(diào)節(jié)器組件；冷卻系統(tǒng)包括減壓淋浴水箱和收集水箱。筒形導(dǎo)體轉(zhuǎn)子包括邊筒和導(dǎo)體轉(zhuǎn)盤，邊筒上安裝有兩排銅環(huán)，導(dǎo)體轉(zhuǎn)盤通過螺栓固定在輸入軸上，輸入軸通過軸承與輸出軸連接，在輸出軸上采用鍵安裝扭矩盤。筒形永磁轉(zhuǎn)子包括邊筒和永磁托盤，永磁體安裝在邊筒上，呈磁極交叉方式排列，永磁轉(zhuǎn)子通過三個銷軸與扭矩盤相連。筒形導(dǎo)體轉(zhuǎn)子安裝在輸入軸上，筒形永磁轉(zhuǎn)子安裝在輸出軸上，在輸入軸端，安裝一個調(diào)節(jié)器組件，包括外套筒、內(nèi)套筒以及移動套筒。內(nèi)套筒與外套筒之間采用滑槽滑塊結(jié)構(gòu)配合，內(nèi)套筒上開有螺旋滑槽，夕卜套筒上裝有滑塊，外套筒與滑塊通過螺栓固定，滑塊可以在螺旋滑槽上移動，滑塊與執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連。外套筒與移動套筒通過軸承相連，移動套筒與永磁托盤通過螺栓連接。減壓淋浴水箱位于永磁調(diào)速器殼體的上方位，在減壓淋浴水箱的底部設(shè)置水流線路或者水孔，水流成淋浴狀灑在導(dǎo)體轉(zhuǎn)子上。達(dá)到最大的冷卻效果，需要的冷卻水量最少。[0007]本實(shí)用新型的工作原理是；筒形永磁轉(zhuǎn)子在筒形導(dǎo)體轉(zhuǎn)子內(nèi)，其間由空氣隙分開，并隨各自安裝的旋轉(zhuǎn)軸獨(dú)立轉(zhuǎn)動；調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)筒形永磁轉(zhuǎn)子與筒形導(dǎo)體轉(zhuǎn)子在軸線方向的相對位置，以改變筒形導(dǎo)體轉(zhuǎn)子與筒形永磁轉(zhuǎn)子之間的作用面積，實(shí)現(xiàn)改變筒形導(dǎo)體轉(zhuǎn)子與筒形永磁轉(zhuǎn)子之間傳遞轉(zhuǎn)矩的大小。筒形導(dǎo)體轉(zhuǎn)子安裝在輸入軸上，筒形永磁轉(zhuǎn)子安裝在輸出軸上，當(dāng)筒形導(dǎo)體轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，筒形導(dǎo)體轉(zhuǎn)子與筒形永磁轉(zhuǎn)子產(chǎn)生相對運(yùn)動，永磁場在筒形導(dǎo)體轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生渦流，同時渦流又產(chǎn)生感應(yīng)磁場與永磁場相互作用，從而帶動筒形永磁轉(zhuǎn)子沿與筒形導(dǎo)體轉(zhuǎn)子相同的方向轉(zhuǎn)動，結(jié)果是將輸入軸的轉(zhuǎn)矩傳遞到輸出軸上；輸出轉(zhuǎn)矩的大小與作用面積相關(guān)，作用面積越大，扭矩越大，反之亦然。筒形永磁轉(zhuǎn)子在調(diào)節(jié)器作用下，沿軸向往返移動時，筒形永磁轉(zhuǎn)子與筒形導(dǎo)體轉(zhuǎn)子之間的作用面積發(fā)生變化。作用面積大，傳遞的扭矩大，轉(zhuǎn)速高；作用面積小傳遞的扭矩小，轉(zhuǎn)速??；作用面積為零，傳遞扭矩為零，筒形永磁轉(zhuǎn)子與筒形導(dǎo)體轉(zhuǎn)子完全脫開，筒形永磁轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為零，即負(fù)載轉(zhuǎn)速為零。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型的永磁體安裝在筒形永磁轉(zhuǎn)子的外圓環(huán)部位，可獲得比一般永磁調(diào)速器更高的輸出功率、轉(zhuǎn)矩，提高功率密度。永磁體安裝在筒形永磁轉(zhuǎn)子的外圓環(huán)部位，不產(chǎn)生軸向附加載荷，對于軸向竄量大的傳動系統(tǒng)，可以很好地應(yīng)用。調(diào)速范圍可為0-98%，可以使電機(jī)和負(fù)載完全脫開。由于筒形永磁轉(zhuǎn)子在所安裝的軸上的移動方向與永磁體磁力方向垂直，調(diào)節(jié)筒形永磁轉(zhuǎn)子移動的調(diào)節(jié)器只需要較小的驅(qū)動力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2是本實(shí)用新型調(diào)節(jié)器組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖中I為調(diào)節(jié)器組件、2為筒形永磁轉(zhuǎn)子、3為筒形導(dǎo)體轉(zhuǎn)子、4為輸入軸組件、5為扭矩盤、6為軸承、7為銷軸、8為殼體、9為減壓淋浴水箱、10為收集水箱、11為輸出軸組件、12為外套筒、13為內(nèi)套筒、14為永磁體、15為移動套筒、16為滑塊、17為螺旋滑槽。
【具體實(shí)施方式】
[0012]以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳述:本實(shí)用新型由調(diào)節(jié)器組件(I)、筒形永磁轉(zhuǎn)子(2)、筒形導(dǎo)體轉(zhuǎn)子(3)、輸入軸組件(4)、扭矩盤(5)、軸承(6)、銷軸(7)、殼體
(8)、減壓淋浴水箱(9)、收集水箱(10)、輸出軸組件(11)、外套筒(12)、內(nèi)套筒(13)、永磁體(14)、移動套筒(15)、滑塊(16)、螺旋滑槽(17)所組成。扭矩傳遞系統(tǒng)包括筒形導(dǎo)體轉(zhuǎn)子(3)、筒形永磁轉(zhuǎn)子(2)和扭矩盤(5)，支撐系統(tǒng)包括輸入軸組件(4)、輸出軸組件(11)和調(diào)節(jié)器組件(I)，冷卻系統(tǒng)包括減壓淋浴水箱(9)和收集水箱(10)，筒形導(dǎo)體轉(zhuǎn)子(3)包括邊筒和導(dǎo)體轉(zhuǎn)盤，邊筒上安裝有兩排銅環(huán)，導(dǎo)體轉(zhuǎn)盤通過螺栓固定在輸入軸(4)上，輸入軸
(4)通過軸承(6)與輸出軸(11)連接，在輸出軸(11)上采用鍵安裝扭矩盤。筒形永磁轉(zhuǎn)子(2 )包括邊筒和永磁托盤，永磁體(14 )安裝在邊筒上，呈磁極交叉方式排列，永磁轉(zhuǎn)子通過三個銷軸(7)與扭矩盤(5)相連，傳遞扭矩。
[0013]筒形導(dǎo)體轉(zhuǎn)子(3)安裝在輸入軸上，筒形永磁轉(zhuǎn)子(2)安裝在輸出軸上，在輸入軸端，安裝一個調(diào)節(jié)器組件(1)，包括外套筒(12)、內(nèi)套筒(13)以及移動套筒(15)。內(nèi)套筒[13]與外套筒(12)之間采用滑槽滑塊結(jié)構(gòu)配合，內(nèi)套筒(13)上開有螺旋滑槽(17)，外套筒
(12)上裝有滑塊(16)，外套筒(12)與滑塊(16)通過螺栓固定，滑塊(16)可以在螺旋滑槽
(17)上移動，滑塊與執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連。外套筒(12)與移動套筒(15)通過軸承(6)相連，移動套筒(15)與永磁托盤通過螺栓連接。調(diào)節(jié)器通過控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)來進(jìn)行調(diào)節(jié)永磁轉(zhuǎn)子的軸向運(yùn)動，達(dá)到調(diào)節(jié)嚙合面積的作用。
[0014]由于導(dǎo)體轉(zhuǎn)子切割磁感線會產(chǎn)生熱量，導(dǎo)致機(jī)體過熱，因此本方案還設(shè)置了冷卻系統(tǒng)，減壓淋浴水箱(9)位于永磁調(diào)速器殼體(8)的上方位，在減壓淋浴水箱的底部設(shè)置水流線路或者水孔，水流成淋浴狀灑在導(dǎo)體轉(zhuǎn)子上，達(dá)到最大的冷卻效果，需要的冷卻水量最少。
[0015]本實(shí)用新型解決了筒形導(dǎo)體轉(zhuǎn)子與筒形永磁轉(zhuǎn)子之間有空氣間隙無機(jī)械聯(lián)結(jié)，筒形永磁轉(zhuǎn)子通過三個銷軸將扭矩傳遞到扭矩盤，同時筒形永磁轉(zhuǎn)子可沿著軸向與扭矩盤形成相對移動，結(jié)果是筒形導(dǎo)體轉(zhuǎn)子與筒形永磁轉(zhuǎn)子之間的作用面積發(fā)生變化，在最大位置時，100%嚙合，傳遞的扭矩最大，轉(zhuǎn)速最高，在最小位置時，O嚙合，傳遞的扭矩最小，接近為零，轉(zhuǎn)速為O。
[0016]現(xiàn)場測試中，有3臺循環(huán)泵完全相同，功率為lOOOkw。其中1#循環(huán)泵為工頻運(yùn)行，通過調(diào)節(jié)出口調(diào)整們控制流量；2#循環(huán)泵為變頻器調(diào)節(jié)，通過控制變頻器的輸出頻率控制流量；3#循環(huán)泵為永磁調(diào)速器調(diào)節(jié)，通過控制永磁調(diào)速器的輸出轉(zhuǎn)速控制流量。在維持母管壓力溫度不變情況下，分別測量1#、2#、3#泵在不同流量下，電功率損耗，得出三種調(diào)節(jié)方式在不同功率下的能耗比較。試驗證明，在泵的額定工況情況下，工頻泵能耗最低；在泵75%工況下永磁泵能耗大約是工頻泵的50%，變頻泵能耗大約是工頻泵的60%。
【權(quán)利要求】
1.一種大功率永磁調(diào)速器，該調(diào)速器由調(diào)節(jié)器組件(I)、筒形永磁轉(zhuǎn)子(2)、筒形導(dǎo)體轉(zhuǎn)子(3)、輸入軸組件(4)、扭矩盤(5)、軸承(6)、銷軸(7)、殼體(8)、減壓淋浴水箱(9)、收集水箱(10)、輸出軸組件(11)、外套筒(12)、內(nèi)套筒(13)、永磁體(14)、移動套筒(15)、滑塊(16)、螺旋滑槽(17)所組成，其特征在于扭矩傳遞系統(tǒng)包括筒形導(dǎo)體轉(zhuǎn)子(3)、筒形永磁轉(zhuǎn)子(2)和扭矩盤(5)，支撐系統(tǒng)包括輸入軸組件(4)、輸出軸組件(11)和調(diào)節(jié)器組件(I)，冷卻系統(tǒng)包括減壓淋浴水箱(9)和收集水箱(10)，筒形導(dǎo)體轉(zhuǎn)子(3)包括邊筒和導(dǎo)體轉(zhuǎn)盤，邊筒上安裝有兩排銅環(huán)，導(dǎo)體轉(zhuǎn)盤通過螺栓固定在輸入軸(4)上，輸入軸(4)通過軸承(6)與輸出軸(11)連接，在輸出軸(11)上采用鍵安裝扭矩盤。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率永磁調(diào)速器，其特征在于筒形永磁轉(zhuǎn)子(2)包括邊筒和永磁托盤，永磁體(14)安裝在邊筒上，呈磁極交叉方式排列，永磁轉(zhuǎn)子通過三個銷軸(7)與扭矩盤(5)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率永磁調(diào)速器，其特征在于筒形導(dǎo)體轉(zhuǎn)子(3)安裝在輸入軸上，筒形永磁轉(zhuǎn)子(2)安裝在輸出軸上，在輸入軸端，安裝一個調(diào)節(jié)器組件(I )，包括外套筒(12)、內(nèi)套筒(13)以及移動套筒(15)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率永磁調(diào)速器，其特征在于內(nèi)套筒(13)與外套筒(12)之間采用滑槽滑塊結(jié)構(gòu)配合，內(nèi)套筒(13)上開有螺旋滑槽(17)，外套筒(12)上裝有滑塊(16)，外套筒(12)與滑塊(16)通過螺栓固定，滑塊(16)可以在螺旋滑槽(17)上移動，滑塊與執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率永磁調(diào)速器，其特征在于外套筒(12)與移動套筒(15)通過軸承(6)相連，移動套筒(15)與永磁托盤通過螺栓連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率永磁調(diào)速器，其特征在于減壓淋浴水箱(9)位于永磁調(diào)速器殼體(8)的上方位，在減壓淋浴水箱的底部設(shè)置水流線路或者水孔，水流成淋浴狀灑在導(dǎo)體轉(zhuǎn)子上。
【文檔編號】H02K51/00GK203788121SQ201320824657
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】劉豫龍, 倪成波, 王洪濱, 劉文華, 宮衛(wèi)平, 趙玉山, 杜江, 孫莉婷 申請人:中國石油化工集團(tuán)公司, 中國石化集團(tuán)勝利石油管理局勝利發(fā)電廠