一种永磁软启动器制造技术

本发明专利技术涉及一种异步软启动同步运行的永磁软启动器。具体地，其通过在主动转子上设置两组永磁磁钢，该两组磁钢分别与从动转子上金属导体和永磁磁钢发生径向磁耦合和轴向磁耦合，并通过控制机构对主动转子和从动转子的转速进行实时测量，反馈到执行机构，精确控制金属导体和永磁磁钢的径向耦合面积的变化，从而控制所传递力矩的大小和软启动所需要的时间，待软启动完成后，切换至同步运行，同时具备软停车功能。本发明专利技术的永磁传动兼具异步软启动、同步运行和软停车的优点，在启动阶段可通过控制机构和执行机构精确控制耦合过程，隔振减振效果好，适合用于大型皮带传送机、球磨机等重载启动及同步运行阶段，传动效率高、主动转子和从动转子无滑差、无涡流温升。另外，所述永磁软启动器结构简单、对中灵活性较高、安装简便。

A Permanent Magnet Soft Starter

【技术实现步骤摘要】
一种永磁软启动器
本专利技术涉及机械传动领域，更具体地，其涉及一种永磁软启动器。
技术介绍
软启动方式主要分为电气软启动和机械软启动两大类。其中电气软启动时间需与机械本体相匹配，因此启动时间往往受限制，达不到理想的启动效果。目前，机械软启动方式主要有：液力耦合传动、永磁涡流传动与美国CST软启动。液力耦合传动启动时间与液压油位不呈线性关系、不易精确控制、传递效率低、安装对中严格、振动大；永磁涡流传动属于异步传动，采用非接触磁力传递扭矩与转速，隔振减振效果好，可实现一定的软启动功能，但启动时间短，作为大型重载软启动设备，启动能力不足，且正常工作过程中，有温升，传动效率稍低；美国CST软启动设备，可以实现S形启动曲线，控制精度高，也可满足重载启动的需求，但其设备成本昂贵、维护费用高、结构较复杂，难以推广。为了解决永磁涡流传动设备正常工作过程中，有滑差而产生温升的问题，2015年12月23日公布的中国专利CN105186830中记载了一种磁对磁同步耦合器，其技术方案中包括永磁盘与永磁同步组件，所述永磁盘与负载轮毂相连接，所述永磁同步组件与电机轮毂相连接，永磁同步组件中设有同步磁盘，永磁盘与同步磁盘之间留有气隙并通过磁耦合的方式耦合在一起，永磁盘与永磁同步组件之间无滑差，工作过程中无温升。但其结构复杂，且在应用于大型皮带传送机、球磨机等大负载设备的启动时，容易打滑而造成启动失败，或者，由于盘式永磁体之间气隙调节精度难以控制而造成电机过载或设备损坏。为了避免启动时打滑、设备损坏或电机过载问题，以及正常工作过程中的温升问题，2015年12月30日公开的中国专利CN204928518U中记载了一种异步启动同步运行的永磁耦合软启动器，所述永磁耦合软启动器包括同轴设置的输入轴、输出轴，还包括绕组转子、输出端永磁转子以及位于二者之间的输入端永磁转子，所述输入端永磁转子安装在驱动其转动的输入轴上，绕组转子通过轴承安装在输入轴上，输出端永磁转子与所述输出轴固定连接，并通过轴承与所述输入轴连接；所述绕组转子由线圈、铁芯和固定铁芯的转子支架构成，输入端永磁转子、输出端永磁转子由永磁体和安装永磁体的转子支架构成，绕组转子的转子支架和输出端永磁转子的转子支架刚性连接。该技术方案结合了异步启动与同步运行的优点，能够达到较好的软启动的效果，但其对启动速度的控制和时间的控制上灵活性欠佳，其传动效率的提高对于永磁体的尺寸、绕组数据有较大的依赖性，且体积大，重量重，因此设备有待改进。
技术实现思路
针对以上现有技术，本专利技术要解决的技术问题是提供一种永磁软启动器，该永磁软启动器兼具异步启动和同步运行的优点，更具体地，其在启动阶段可以实现启动时间与速度的精确控制，适用于大型皮带传送机、球磨机等大转动惯量设备的软启动和软停车，且传动效率高，正常工作过程中无滑差，无涡流温升，结构简单、安装方便、隔振减振效果好。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了：方案1.一种永磁软启动器，所述永磁软启动器包括主动转子、从动转子、执行机构和控制机构，所述主动转子设有第一永磁磁钢和第二永磁磁钢，所述从动转子上设有金属导体和第三永磁磁钢，所述第一永磁磁钢与所述金属导体参与径向磁耦合，所述第二永磁磁钢与所述第三永磁磁钢参与轴向磁耦合。方案2.如方案1所述的永磁软启动器，所述执行机构可控制所述第一永磁磁钢与所述金属导体渐进耦合或分离，且所述执行机构可控制所述第二永磁磁钢与所述第三永磁磁钢耦合或分离。方案3.如方案1或2所述的永磁软启动器，所述永磁软启动器还包括箱体支撑件和轴承。方案4.如方案1所述的永磁软启动器，所述主动转子还包括法兰轴套和永磁转子载体。方案5.如方案1所述的永磁软启动器，其特征在于：所述从动转子还包括花键轴套、从动转子载体、组合轴承、轴承端盖、轴端挡板。方案6.如方案5所述的永磁软启动器，所述金属导体与从动转子载体之间刚性联接。方案7.如方案5所述的永磁软启动器，所述从动转子载体与花键轴套之间通过花键联接。方案8.如方案7所述的永磁软启动器，所述花键联接为动联接。方案9.如方案5所述的永磁软启动器，所述组合轴承与所述从动转子载体联接。方案10.如方案5或9所述的永磁软启动器，所述组合轴承包括双推力轴承和圆柱滚子轴承。方案11.如方案1所述的永磁软启动器，所述执行机构包括伺服电机、减速机构、丝杆副结构和拨叉。方案12.如方案1所述的永磁软启动器，所述控制机构包括转速测量装置和控制器。方案13.如方案12所述的永磁软启动器，所述转速测量装置包括输入端转速传感器、输出端转速传感器以及信号传输与转换装置。方案14.如方案13所述的永磁软启动器，所述控制器包括信号处理单元和信号输出单元。方案15.一种如方案1-14中任一项所述的永磁软启动器的启动方法，其包括以下步骤：异步软启动：主动转子转动，带动设置于其上的磁钢运动，从动转子上的导体切割磁力线，产生感应磁场，如此，设置于主动转子上的磁钢与设置于从动转子上的金属导体之间的径向磁耦合，带动从动转子转动；通过调控两者之间的耦合面积，调节力矩传递，使主动转子磁钢与从动转子导体或线圈之间渐进耦合，从动转子转速逐渐接近主动转子转速；同步运行：当从动转子转速与主动转子转速之间差值较小且趋于稳定时，快速调节设置于主动转子上的永磁盘与设置于从动转子上的永磁盘之间的间隙，使两者发生轴向磁耦合，并快速达到同步运行。在以上技术方案中，通过设置两组永磁耦合机制，即径向永磁磁钢与金属导体的异步耦合，轴向主动转子上第二永磁磁钢与从动转子上第三永磁磁钢的同步耦合，实现了异步软启动同步运行的软起动的效果。与现有技术相比，本技术方案具有以下突出的有益效果：1)虽然本技术方案结合了异步启动和同步运行的结构，但是结构相对简单、安装简便、对中灵活性较高。2)在异步启动阶段，通过执行机构控制主动转子永磁磁钢与从动转子金属导体的耦合速度，使其渐进耦合，从而精确控制达到一定负载转速的时间，通过在主动转子处和从动转子处设置的转速测量装置，可及时将转速信息反馈给执行机构，达到耦合速度、转矩的及时调整，从而实现设备软启动时间的精确控制。3)通过检测主动转子和从动转子两侧转速，当两者转速差值达到某一设定值时，控制器发出信号给执行机构，使得从动转子与主动转子轴向耦合磁钢迅速参与同步磁耦合，极短时间内达到同步运行阶段，此阶段传递效率高、无滑差、无温升、恒扭矩输出，可延长设备使用寿命。4)在停车阶段，通过执行机构控制从动转子与主动转子的轴向同步磁耦合首先迅速脱离耦合，此时主动转子永磁磁钢与从动转子金属导体存在异步耦合，进一步通过执行机构控制参与径向异步耦合的面积，使其逐渐减小直至主动转子与从动转子完全分离，此时电机停机，实现了软停车，同时为下次软启动做好了准备。5)由于负载端转速是渐进式提高或降低，因此不会造成电机过载或对设备的冲击损坏，有利于大型皮带传送机、球磨机等大转动惯量设备的软启动和软停车。6)同时，该软启动器与现有技术中相比，隔振减振效果明显，弹性缓冲好，抗冲击能力强，安装方便，可靠性好，正常工作过程中无温升，传动效率高。附图说明图1为本专利技术实施例1所述的永磁软启动器的结构示意图；图2为本专利技术实施例1所述的永磁软启动器的组合轴承结构示意图；图3为本专利技术实施例2所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种永磁软启动器，其特征在于：所述永磁软启动器包括主动转子、从动转子、执行机构和控制机构，所述主动转子设有第一永磁磁钢和第二永磁磁钢，所述从动转子上设有金属导体和第三永磁磁钢，所述第一永磁磁钢与所述金属导体参与径向磁耦合，所述第二永磁磁钢与所述第三永磁磁钢参与轴向磁耦合。

【技术特征摘要】
1.一种永磁软启动器，其特征在于：所述永磁软启动器包括主动转子、从动转子、执行机构和控制机构，所述主动转子设有第一永磁磁钢和第二永磁磁钢，所述从动转子上设有金属导体和第三永磁磁钢，所述第一永磁磁钢与所述金属导体参与径向磁耦合，所述第二永磁磁钢与所述第三永磁磁钢参与轴向磁耦合。2.如权利要求1所述的永磁软启动器，其特征在于：所述执行机构可控制所述第一永磁磁钢与所述金属导体渐进耦合或分离；所述执行机构可控制所述第二永磁磁钢与所述第三永磁磁钢耦合或分离。3.如权利要求1或2所述的永磁软启动器，其特征在于：所述永磁软启动器还包括箱体支撑件和轴承。4.如权利要求1所述的永磁软启动器，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐俊峰，牟红刚，
申请(专利权)人：江苏磁谷科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32