一種改進隱極型內轉子磁阻式磁力耦合器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種改進隱極型內轉子磁阻式磁力耦合器。
【背景技術】
[0002]現有的磁力耦合器按工作原理可分為永磁式，鼠籠式和磁阻式。永磁式磁力耦合器的特點是:內外兩個轉子均含有永磁體，力密度大，傳動效率高，但由于永磁體居里溫度的限制，此類磁力耦合器不能應用于高溫場合，且永磁體粘接工藝使用的有機粘接劑對工作所處的流體介質有污染；鼠籠式磁力耦合器中的一個轉子為導體構成的鼠籠，不含永磁體，可用于高溫場合，但其工作原理類似于感應電機，在傳動時鼠籠中會感應出電流而導致額外的損耗，使傳動效率降低，且感應電流會引起工作介質的電化學反應；磁阻式磁力耦合器中的一個轉子僅由導磁材料構成，不含永磁體，既可以用于高溫場合，又可獲得比鼠籠型磁力耦合器更高的效率，現有磁阻式磁力耦合器為凸極結構，在流體介質中旋轉時阻力較大，會導致整體傳動效率低。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種采用永磁體轉子與隱極型磁阻轉子相配合的結構。隱極轉子不含永磁體，可工作于高溫流體介質中；不含銅、鋁等導體，無歐姆損耗，傳動效率高；內轉子和外轉子均采用沖壓好的硅鋼片疊壓成型，無裝配粘接部件，整體機械強度大，可用于高轉速工況的一種改進隱極型內轉子磁阻式磁力耦合器。
[0004]上述的目的通過以下的技術方案實現:
一種改進隱極型內轉子磁阻式磁力親合器，其組成包括:外轉子5、屏蔽套1、內轉子2，所述的內轉子2為圓柱形，所述的圓柱形內轉子2的內圓周面固定設置在傳動軸3上，所述的圓柱形內轉子2的外圓周面與屏蔽套1的內圓周面之間設有內層間隙7，所述的屏蔽套1的外圓周面與外轉子磁鋼4的內圓周面之間設有外層間隙8，所述的外轉子磁鋼4為瓦片形，所述的瓦片形外轉子磁鋼4的外圓周面固定連接外轉子5，并沿外轉子5排列一周，所述的外轉子5為圓筒形；所述的圓柱形內轉子2上沿軸向開有多組開槽6，所述的外轉子磁鋼4包括至少一對瓦片形永磁體，所有的瓦片形永磁體依次緊密相貼設置，所有的瓦片形永磁體均為徑向充磁或平行充磁，且每相鄰的兩個圓弧形永磁體充磁方向相反；所述的圓柱形內轉子2外圓周面上與每相鄰兩個瓦片形永磁體接縫處相對應位置沿軸向開有一個圓弧形凹槽9。
[0005]所述的一種改進隱極型內轉子磁阻式磁力耦合器，所述的多組開槽6相對于傳動軸3中心對稱設置，每組開槽6包括多對弧形槽，所述的多對弧形槽相對于傳動軸3中心對稱設置，每相鄰兩組的弧形槽的凸圓弧面相鄰設置。
[0006]所述的一種改進隱極型內轉子磁阻式磁力耦合器，每組弧形槽連接相鄰的NS極，開槽的組數與外轉子永磁體極對數相等。
[0007]所述的一種改進隱極型內轉子磁阻式磁力耦合器，所述的圓柱形內轉子2的外圓周面與所述的屏蔽套1的內圓周面之間的內層間隙7為0.7~3mm，所述的屏蔽套1的外圓周面與外轉子磁鋼4的內圓周面之間的外層間隙8為0.7~3mm。
[0008]所述的一種改進隱極型內轉子磁阻式磁力耦合器，所述的內轉子2和外轉子5由沖壓好的硅鋼片疊壓成型構成。
[0009]有益效果:
1.本發明的內轉子采用導磁材料構成，不含永磁體，可工作于高溫流體介質中；不含銅、鋁等導體，無歐姆損耗，傳動效率高達85-95%。
[0010]2.本發明的內轉子和外轉子采用沖壓好的硅鋼片疊壓成型，整體機械強度大，可用于高轉速達到2000-20000rpm的工況；無裝配粘接部件，不使用粘接劑等有機材料和輔料，對工作時所處的流體介質無污染。隱極轉子不產生感應電流，不會引起流體介質的電化學反應。
[0011]3.本發明通過在內轉子上削除材料的方式(即在內轉子的外圓周面上開設有圓弧形凹槽)對內轉子磁路進行改進，相比未改進的，改進型可以使得峰值力矩傳遞能力提升30-50%，除去形狀改變引起的高速運動時流體阻力轉矩的增加，總有效力矩可提升20-36%。
[0012]4.本發明特別適用于流體介質中進行高速達到2000-20000rpm的隔離傳動的場入口 ο
[0013]【附圖說明】:
附圖1是本發明的延軸向剖面結構示意圖。
[0014]附圖2是附圖1的Α-Α剖視圖。
[0015]【具體實施方式】:
實施例1
一種改進隱極型內轉子磁阻式磁力親合器，其組成包括:外轉子5、屏蔽套1、內轉子2，所述的內轉子2為圓柱形，所述的圓柱形內轉子2的內圓周面固定設置在傳動軸3上，所述的圓柱形內轉子2的外圓周面與屏蔽套1的內圓周面之間設有內層間隙7，所述的屏蔽套1的外圓周面與外轉子磁鋼4的內圓周面之間設有外層間隙8，所述的外轉子磁鋼4為瓦片形，所述的瓦片形外轉子磁鋼4的外圓周面固定連接外轉子5，并沿外轉子5排列一周，所述的外轉子5為圓筒形；所述的圓柱形內轉子2上沿軸向開有多組開槽6，所述的外轉子磁鋼4包括至少一對瓦片形永磁體，所有的瓦片形永磁體依次緊密相貼設置，所有的瓦片形永磁體均為徑向充磁或平行充磁，且每相鄰的兩個圓弧形永磁體充磁方向相反；所述的圓柱形內轉子2外圓周面上與每相鄰兩個瓦片形永磁體接縫處相對應位置沿軸向開有一個圓弧形凹槽9。
[0016]實施例2
實施例1所述的一種改進隱極型內轉子磁阻式磁力耦合器，所述的多組開槽6相對于傳動軸3中心對稱設置，每組開槽6包括多對弧形槽，所述的多對弧形槽相對于傳動軸3中心對稱設置，每相鄰兩組的弧形槽的凸圓弧面相鄰設置。開槽使得隱極內轉子在磁路上具有不對稱性，可在隱極結構中產生類似凸極結構轉子的凸極效應，從而產生磁阻轉矩，實現磁力耦合。
[0017]實施例3
實施例2所述的一種改進隱極型內轉子磁阻式磁力耦合器，每組弧形槽連接相鄰的NS極，開槽的組數與外轉子永磁體極對數相等。通過設置弧形槽，使得內外轉子相對位置發生變化時，永磁體磁力線閉合磁路的磁阻變化相差最大，從而產生最大的磁阻轉矩；圓弧形凹槽9可以降低極間漏磁，提高磁阻式磁力耦合器的轉矩輸出能力。
[0018]實施例4
實施例1所述的一種改進隱極型內轉子磁阻式磁力耦合器，所述的圓柱形內轉子2的外圓周面與所述的屏蔽套1的內圓周面之間的內層間隙7為0.7~3mm，所述的屏蔽套1的外圓周面與外轉子磁鋼4的內圓周面之間的外層間隙8為0.7~3mm。間隙的設置首先可以保證在一定的裝配精度下內外轉子的通過屏蔽套的隔離傳動；更重要的是可以保證磁阻轉子工作于高溫流體介質時，永磁轉子可設置扇葉和開槽對間隙進行強制空氣冷卻，避免永磁體因溫度過高而產生退磁。
[0019]實施例5
實施例1所述的一種改進隱極型內轉子磁阻式磁力耦合器，所述的內轉子2外轉子5由沖壓好的硅鋼片疊壓成型構成。
[0020]工作原理為:內外轉子靜止時，外轉子上的磁鋼建立磁場，磁力線通過圓弧形永磁體、外轉子、內轉子中所開槽的槽間導磁材料部分構成閉合回路，此閉合路徑為磁路中磁阻最小的部分；當外轉子旋轉時，內轉子與外轉子之間相對位置發生改變，磁路的磁阻會變大，由于磁力線總是要沿磁阻最小的路徑閉合，所以會在內轉子與外轉子之間產生磁阻轉矩，以阻礙內轉子與外轉子之間的相對運動；磁阻轉矩最終會使得內外轉子保持同步運動，從而完成非接觸式磁力傳動。
[0021]在內轉子上沿軸向進行開槽；開槽分段進行，每段開槽之間留有一定的間隙保證外轉子材料的連接寬度，連接寬度的選擇應根據材料強度進行校核計算，以滿足磁力耦合器工作時傳遞力矩與旋轉時離心力所產生的合應力不會產生明顯形變和斷裂。
[0022]當然，上述說明并非是對本發明的限制，本發明也并不僅限于上述舉例，本技術領域的技術人員在本發明的實質范圍內所做出的變化、改型、添加或替換，也應屬于本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種改進隱極型內轉子磁阻式磁力耦合器，其組成包括:外轉子(5)、屏蔽套(1)、內轉子(2)，其特征是:所述的內轉子(2)為圓柱形，所述的圓柱形內轉子(2)的內圓周面固定設置在傳動軸(3)上，所述的圓柱形內轉子(2)的外圓周面與屏蔽套(1)的內圓周面之間設有內層間隙(7)，所述的屏蔽套(1)的外圓周面與外轉子磁鋼(4)的內圓周面之間設有外層間隙(8)，所述的外轉子磁鋼(4)為瓦片形，所述的瓦片形外轉子磁鋼(4)的外圓周面固定連接外轉子(5)，并沿外轉子(5)排列一周，所述的外轉子(5)為圓筒形；所述的圓柱形內轉子(2)上沿軸向開有多組開槽(6)，所述的外轉子磁鋼(4)包括至少一對瓦片形永磁體，所有的瓦片形永磁體依次緊密相貼設置，所有的瓦片形永磁體均為徑向充磁或平行充磁，且每相鄰的兩個圓弧形永磁體充磁方向相反；所述的圓柱形內轉子(2)外圓周面上與每相鄰兩個瓦片形永磁體接縫處相對應位置沿軸向開有一個圓弧形凹槽(9)。2.根據權利要求1所述的一種改進隱極型內轉子磁阻式磁力耦合器，其特征是:所述的多組開槽(6)相對于傳動軸(3)中心對稱設置，每組開槽(6)包括多對圓弧形槽，所述的多對圓弧形槽相對于傳動軸(3)中心對稱設置，每相鄰兩組的圓弧形槽的凸圓弧面相鄰設置。3.根據權利要求2所述的一種改進隱極型內轉子磁阻式磁力耦合器，其特征是:每組弧形槽連接相鄰的NS極，開槽的組數與外轉子永磁體極對數相等。4.根據權利要求1所述的一種改進隱極型內轉子磁阻式磁力耦合器，其特征是:所述的圓柱形內轉子(2)的外圓周面與所述的屏蔽套(1)的內圓周面之間的內層間隙(7)為0.7~3_，所述的屏蔽套(1)的外圓周面與外轉子磁鋼(4)的內圓周面之間的外層間隙(8)為 0.7~3mm。5.根據權利要求1所述的一種改進隱極型內轉子磁阻式磁力耦合器，其特征是:所述的內轉子(2)和外轉子(5)由沖壓好的硅鋼片疊壓成型構成。
【專利摘要】一種改進隱極型內轉子磁阻式磁力耦合器。本發明涉及一種改進隱極型內轉子磁阻式磁力耦合器。所述的外轉子磁鋼（4）為瓦片形，所述的瓦片形外轉子磁鋼（4）的外圓周面固定連接外轉子（5），所述的外轉子（5）為圓筒形；所述的圓柱形內轉子（2）上沿軸向開有多組開槽（6），所述的外轉子磁鋼（4）包括至少一對瓦片形永磁體，所有的瓦片形永磁體依次緊密相貼設置，所有的瓦片形永磁體均為徑向充磁或平行充磁，且每相鄰的兩個永磁體充磁方向相反；所述的圓柱形內轉子（2）外圓周面上與每相鄰兩個瓦片形永磁體接縫處相對應位置開有一個圓弧形凹槽（9）。本發明用于隱極型內轉子磁阻式磁力耦合器。
【IPC分類】H02K49/00
【公開號】CN105375737
【申請號】CN201510714993
【發明人】王寶超, 鄒繼斌, 趙猛, 徐永向, 王騫, 江善林, 趙博
【申請人】哈爾濱工業大學
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年10月29日