一种水冷永磁涡流测功机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种水冷永磁涡流测功机，属于动力机械测试设备。主要包括有转子和定子，转子由转子盘（２）、铝套（３）和柱状钕铁硼永久磁铁（４）组成。定子由定子盘（５）、密封垫（６）、冷却盖（７）、导向轴（１０）、移动盘（１２）和电机（１３）组成，并且可以轴向移动。通过改变定子盘（５）和转子盘（２）之间的空气间隙，可调节制动力矩大小。定子盘（５）内为封闭螺旋水槽结构，使循环的冷却水路可以充分进行热量交换。本实用新型专利技术结构简单、控制精确、运行稳定，并且节约铜资源、基本无电能消耗。封闭式水循环冷却系统冷却效果明显，基本不产生噪音，特别适用于对噪音要求高的场合。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于动力机械测试设备，具体为一种水冷永磁涡流测功机。
技术介绍
测功机是一种动力设备的检测装置，作为变速箱、减速机、电动机、发 动机、汽车等动力机械设备的负载装置，用于测试它们的功率等动力参数。 测功机主要分为电涡流测功机、水力测功机、电力测功机等。电涡流测功机 通过变化磁场感应的电涡流，产生反向制动力矩，并将制动力矩作用到测试 动力机的输出轴上，可测得动力机的功率。电涡流测功机响应时间短、便于 控制、应用广泛。但是电涡流测功机的励磁线圈消耗大量铜资源以及电能； 体积、重量较大；连续使用时发热量大；不容易保持制动力的稳定性和持久 性。由于涡流损耗会产生大量的焦尔热，因此需要考虑电涡流测功机工作时 的散热问题。电涡流测功机多采用风冷式和水冷式散热。其中风冷式散热测 功机，励磁线圈固定于定子上，转子带有散热叶片和风道，起到散热的作用， 但在高速旋转时会产生很大的噪声；水冷式散热测功机，设有循环的冷却水 路，并且要防止水的泄漏，结构比较复杂。
技术实现思路
本技术是一种结构简单、易于加工安装、运行安全可靠、节能、低 噪音、操作维护方便的永磁式涡流测功机，它能根据测试需要提供可连续调 节的负载。本技术是利用永久磁铁代替励磁线圈产生磁场，其作用原理与电涡 流测功机基本相同通过磁性金属材料切割高能永久磁铁的磁场，在金属表 面产生电涡流，从而产生制动力矩。本技术不需要外接励磁电流，永久 磁铁安置于转子上，转子部分不发热，故不必特别考虑散热构造。电涡流在定子上产生的热量可以通过其内部布置的冷却水路排出。为了实现上述目的本技术采取如下技术方案。 一种水冷永磁涡流测功机，包括有转子和定子，其中，所述的定子为由定子盘5、密封垫6、冷却盖7、导向轴IO、移动盘12和电机13机身组成的一整体可移动式结构，导 向轴10穿过支座11的导向孔，其两端分别与定子盘5和移动盘12固定连接， 电机13机身固定连接在移动盘12的外侧，电机13输出轴与支座11连接， 支座11固定于地面。所述的转子包括有转子盘2、铝套3和柱状钕铁硼永久 磁铁4组成，柱状钕铁硼永久磁铁4外表面套有铝套3并沿转子的周向均匀 嵌入在转子盘2的右端面内，且每个柱状钕铁硼永久磁铁4的磁极为同向布 置。所述的定子盘5在远离转子盘2的端面内设置有螺旋状水槽16，在冷却 盖7圆环平面里侧设有入水接头9，外侧设置有出水接头8。本技术的工作原理和过程是工作时，动力机输出轴通过法兰盘与 本技术的中心轴相联接，带动中心轴、转子盘等随之转动。嵌有永久磁 铁的转子盘相对定子盘非接触转动，定子盘切割永久磁铁磁力线，并在其表 面产生电涡流，涡流磁场产生与转子盘旋转方向相反的转矩，从而产生制动 力矩。所有永久磁铁采用相同极向布置，每个永久磁铁通过定子盘、空气间 隙、转子盘与自身形成磁回路，有效磁力线较多、利用效率高。定子盘和转 子盘之间的空气间隙越小，产生制动力矩越大。通过控制器定量控制电机进 给量，精确控制定子盘和转子盘之间的空气间隙大小，通过扭矩传感器和检 测电路，可获得制动力矩的数值。机械能通过变化磁场产生的电涡流，形成 涡流损耗，转化为热能。定子盘表面将产生很高的温度，热量从定子盘外表 面传导到内部循环水路，循环水路带走大部分的热量。定子盘内水槽呈单排 螺旋状，无死角，水路在一定水压下从冷却盖圆环平面里侧进入，顺畅流经 全部水槽，充分进行热量交换，最后从冷却盖外侧流出，带走热量。调节水 压，可以改变热交换的速度。本技术的主要优点是(1) 永久磁铁代替励磁线圈，制动力稳定持久、节约铜资源、基本无电 能消耗。永久磁铁采用相同极向布置，磁力线分布合理、利用效率高(2) 永久磁铁代替励磁线圈安装在转子盘上，不需要电刷、外接电源等 电路结构，并且转子部分不需水冷，使结构大幅度简化。转子盘结构简单、 表面平滑、无突出物，故高速旋转时噪音小，稳定可靠。(3) 电机控制的移动式定子盘结构简单紧凑，能承受较大的扭转力矩和 轴向磁吸力。操作简单方便、控制精确。(4) 封闭式水循环冷却系统冷却效果明显，基本不产生噪音，特别适用 于对噪音要求高的场合。附图说明图1是本技术剖面结构示意图图2是本技术转子盘永久磁铁布局示意图 图3是本技术定子盘螺旋水槽结构示意图图中1、中心轴，2、转子盘，3、铝套，4、柱状钕铁硼永磁体，5、移 动式定子盘，6、密封垫，7、冷却盖，8、出水接头，9、入水接头，10、导 向轴，11、支座，12、移动盘，13、电机，14、控制器，15、磁力线，16、 水槽，17、入水口， 18、出水口具体实施方式参见附图1 3，本技术主要由带有螺旋水槽16结构的定子盘5及其 平移机构、嵌有永久磁铁4的转子盘2、中心轴1及轴系零件、支座11组成。 具体可按如下步骤实施(1)见附图l，定子盘5、冷却盖7、密封垫6、入水接头9、出水接头 8先进行密封装配。并与导向轴10、移动盘12在支座11上固定，保证定 子盘5工作面与中心轴1垂直。将电机13机身固定在移动盘12外侧，电 机13输出轴与支座11联接，并且电机13输出轴与支座11无相对移动。电机13与控制器14相连接。(2) 柱状钕铁硼永久磁铁4外套铝套3嵌入转子盘2内，所有永久磁铁 极向一致，端面与转子盘2工作面齐平，沿圆周向方向均匀布置，见附图2。 转子盘2与中心轴1通过平键联接。(3) 工作时，中心轴1与动力机输出轴联接，带动转子盘2转动，通过 控制电机13，可以控制定子盘5、导向轴IO、移动盘12、电机13机身整体 结构在支座11上轴向移动，从而控制定子盘5和转子盘2之间的空气间隙。 电机13的控制器14可以设置空气间隙为某一范围内的数值，快速、精确的 进行控制。由于空气间隙的变化，制动力矩将随之改变，通过扭矩传感器， 可测得制动力矩的数值。(4) 本实施例的定子盘在远离转子的端面内设置螺旋状水槽16，且其水 路流向由里至外。定子盘5水循环冷却系统在动力输入前开始工作，冷却盖7 里侧入水接头9进入一定压力的常温水，流经螺旋水槽16，吸收热量，外侧 出水接头8排出热水。日常用供水系统水压即可满足要求。本技术可用于齿轮箱、变速箱、分动箱等多种设备。权利要求1、一种水冷永磁涡流测功机，包括有转子和定子，其中，所述的定子为由定子盘(5)、密封垫(6)、冷却盖(7)、导向轴(10)、移动盘(12)和电机(13)机身组成的一整体可移动式结构，导向轴(10)穿过支座(11)的导向孔，其两端分别与定子盘(5)和移动盘(12)固定连接，电机(13)机身固定连接在移动盘(12)的外侧，电机(13)输出轴与支座(11)连接，支座(11)固定于地面；其特征在于所述的转子包括有转子盘(2)、铝套(3)和柱状钕铁硼永久磁铁(4)组成，柱状钕铁硼永久磁铁(4)外表面套有铝套(3)并沿转子的周向均匀嵌入在转子盘(2)的右端面内，且每个柱状钕铁硼永久磁铁(4)的磁极为同向布置。2、 根据权利要求1所述的一种水冷永磁涡流测功机，其特征在于所述的定 子盘(5)在远离转子盘(2)的端面内设置有螺旋状水槽(16)，在冷却盖(7) 圆环平面里侧设有入水接头(9)，外侧设置有出水接头(8)。专利摘要本技术涉及一种水冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水冷永磁涡流测功机，包括有转子和定子，其中，所述的定子为由定子盘（５）、密封垫（６）、冷却盖（７）、导向轴（１０）、移动盘（１２）和电机（１３）机身组成的一整体可移动式结构，导向轴（１０）穿过支座（１１）的导向孔，其两端分别与定子盘（５）和移动盘（１２）固定连接，电机（１３）机身固定连接在移动盘（１２）的外侧，电机（１３）输出轴与支座（１１）连接，支座（１１）固定于地面；其特征在于：所述的转子包括有转子盘（２）、铝套（３）和柱状钕铁硼永久磁铁（４）组成，柱状钕铁硼永久磁铁（４）外表面套有铝套（３）并沿转子的周向均匀嵌入在转子盘（２）的右端面内，且每个柱状钕铁硼永久磁铁（４）的磁极为同向布置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李德胜，孙雷春，马元京，杨培俊，叶乐志，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]