本实用新型专利技术公开了一种基于磁作用传动的电动旋转装置，包括电动装置和传动装置；传动装置包括主动轮、变矩轮和若干永磁体；主动轮/变矩轮环绕轮缘相间排布有若干磁极沿转轴方向设置的永磁体，主动轮与变矩轮以轮缘相嵌的方式在不同平面同轴向相邻安装，两轮设置间隙；所述的电动装置包括旋转电动机、电源和控制系统，电动机的电源输入端连接电源或控制系统；电动机转子与主动轮的转轴机械固连；电动机驱动主动轮旋转时通过磁作用使变矩轮获得传动转矩。传动转矩。传动转矩。
【技术实现步骤摘要】
一种基于磁作用传动的电动旋转装置
[0001]本技术涉及电动机械装置的设计领域，具体涉及一种基于磁作用传动的电动旋转装置。
技术介绍
[0002]电动旋转装置是一种电能与机械能的转换装置，应用广泛，其最常见的机械能输出形式是通过转轴，传动方式除了与负载的转轴固连，也有不少非转轴传动的机械能输出形式。例如有些转矩设计为在转轴上附加飞轮、通过飞轮的外缘对外提供机械能，该类转矩的传动形式通常是使用传动带，通过传动带使从动轮获得传动转矩，从而达到改变转速的设计目的；也有不少设计是在转轴附加飞轮的外缘设置有齿，把转矩传动到外缘同样设置有齿的从动旋转轮。
[0003]转矩传动的智能控制研究近年较活跃，例如一些电动转矩的负载并不需要绝对稳速，可以设计智能控制装置，当负载达到转速上限时把主动轮脱离并断电，而当负载降到转速下限时对电动转矩重新通电并偶联，从而达到节电的目的。为了更方便控制电动转矩与负载的偶联，不少设计方案是使用磁力传动，这类磁力传动机构最明显的结构特点是：主动轮和从动轮的外缘设置有磁极沿切线或法线方向设置的永磁体，两轮相邻但不接触，从动轮转轴机输出的转矩传动损耗较大。
[0004]本申请主要是针对这类磁力传动机构的结构改良而提出。
技术实现思路
[0005]本技术的目的，在于克服现有一些电动旋转装置及其传动机构的设计缺陷，提供一种主动轮与变矩轮同轴向位于不同平面设置的传动装置，通过磁作用传动的方式使变矩轮获得设定转矩的设计目的，传动效率高，工艺容易实现。
[0006]为实现上述的技术目标，本技术提供了一种基于磁作用传动的电动旋转装置，该电动旋转装置包括电动装置和传动装置；所述的传动装置包括主动轮、变矩轮和若干永磁体；所述的主动轮环绕轮缘相间排布有若干磁极沿转轴方向设置的永磁体；所述的变矩轮环绕轮缘相间排布有若干磁极沿转轴方向设置的永磁体；所述的主动轮与变矩轮以轮缘相嵌的方式在不同平面同轴向相邻安装，两轮之间设置间隙；所述的电动装置包括旋转电动机、电源和控制系统，电动机的电源输入端连接所述电源或控制系统；电动机的转子与所述主动轮的转轴机械固连。当电动机驱动所述主动轮旋转时，设置于主动轮、变矩轮上的若干永磁体周期性相对，通过磁作用使变矩轮获得传动转矩。
[0007]本技术中，所述的主动轮、变矩轮为固体成型材料制成的机械旋转体；所述的永磁体为磁钢、钕铁硼等一类本领域技术人员公知的永磁性材料；所述的转轴方向为转轴两端的连线及其延长线方向；所述永磁体的磁极方向由永磁体N/S的两个磁极所确定；所述间隙的设计与电动旋转装置的功率及永磁体的磁通密度相关；所述主动轮与变矩轮的轮缘相嵌，表述了两轮在不同平面同轴向相邻设置的部位；所述若干永磁体的周期性磁作用，源
于主动轮旋转时在间隙产生的变化磁场。
[0008]上述技术方案中，所述主动轮上的永磁体沿轮缘切线方向的弧长为m1，永磁体之间的间距为m2；所述变矩轮上的永磁体沿轮缘切线方向的弧长为n1，永磁体之间的间距为n2；设置为(m1+n1)＝(m2+n2)。
[0009]上述技术方案中，所述设置于主动轮/变矩轮上的永磁体同磁极方向排布，或以磁极N
‑
S交替的方式排布。
[0010]上述技术方案中，所述的主动轮、变矩轮在传动装置中设置至少1个。设置多个主动轮、变矩轮有利于增强两轮之间的磁力相互作用。
[0011]上述技术方案中，所述的变矩轮环绕转轴固连有磁环或若干磁极同方向排布的永磁体，磁环或若干永磁体的磁极方向与变矩轮转轴的法线重合。该技术方案的涵义是变矩轮的转轴输出端设计有转矩传动的磁悬浮装置，变矩轮的转矩负载以相应的磁悬浮装置偶联；所述磁极方向与变矩轮转轴的法线重合，意为磁环或若干永磁体中的磁极(无论N极还是S极)是面向变矩轮转轴的轴心。
[0012]上述技术方案中，所述电动机的转轴与传动装置的主动轮的转轴机械固连。对电动机的转轴描述，技术含义是选用转轴输出的电动机。
[0013]作为上述电动旋转装置的一种技术方案改进，所述的主动轮设置为环形，其环形转轴套装在电动机的外转子上并机械固连。技术含义是选用外转子式电动机。
[0014]作为上述电动旋转装置的再一种技术方案改进，电动机的外转子与所述磁偶对装置的主动轮一体化设计。
[0015]以上所述的传动装置以及电动旋转装置在安装时需要机械架件，机械架件在有效实现机械支撑的前提下，所选用的材料和结构任意。
[0016]本技术中，所述的传动装置与常规皮带、齿轮等机械传动方案的本质区别，在于主动轮与变矩轮不发生机械接触，主动轮对变矩轮的磁能量传递，是通过两轮之间的间隙磁场的分布状态改变而变换为变矩轮的转矩，当变矩轮具有一定质量并且旋转速度足够时，可在具体设计中充分运用变矩轮的旋转惯量，从而为电动装置依据变矩轮及其负载惯量状态提供了一种智能控制的结构新思路，例如通过变矩轮的转矩及其负载的惯量状态监测，以及结合电动机的转轴位移控制，可有效控制电动机的运转状态以达到节能的设计目标。
[0017]本技术的优点在于：传动装置中主动轮对变矩轮的能量传递是采用磁相互作用，两者之间不发生机械接触，降低了机械能传动损耗，从而为电动旋转装置提供了一种智能控制电动机的设计新思路；以此方案设计的电动旋转装置的结构简单、组合多样化，有效适应高端应用领域的设计要求。
附图说明
[0018]图1a是本技术所述永磁体磁极设置方向与轮缘切线、法线的示意图；
[0019]图1b是所述永磁体在轮缘的磁极设置方向示意图；
[0020]图2a是一种在主动轮的轮缘设置4个永磁体的俯视结构示意图；
[0021]图2b是图2a示例的侧视结构示意图；
[0022]图3是一种在变矩轮的轮缘上设置8个转磁体的结构示意图；
[0023]图4a是一种主动轮与变矩轮的安装结构示意图；
[0024]图4b是图4a安装结构示例的轴向投影示意图；
[0025]图5是一个主动轮与两个变矩轮的一种安装结构示意图；
[0026]图6是变矩轮环绕转轴固连有磁环的一种结构示意图；
[0027]图7是一种电动旋转装置的安装结构局部示意图；
[0028]图8a是一种所述主动轮套装在电动机外转子的结构示意图；
[0029]图8b是一种所述主动轮与电动机外转子一体化设计的结构示意图；
[0030]附图标识：
[0031]1、主动轮
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1a、主动轮转轴
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1b、主动轮轮缘
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2、磁环
[0032]3、变矩轮
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3a、变矩轮转轴
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3b、变矩轮轮缘
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4、间隙
[0033]5、磁极线
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6、电动机
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6a、电动机转轴
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于磁作用传动的电动旋转装置，其特征在于，包括电动装置和传动装置；所述的传动装置包括主动轮(1)、变矩轮(3)和若干永磁体；所述的主动轮(1)环绕轮缘(1b)相间排布有若干磁极沿转轴(1a)方向设置的永磁体(21)；所述的变矩轮(3)环绕轮缘(3b)相间排布有若干磁极沿转轴(3a)方向设置的永磁体(23)；所述的主动轮(1)与变矩轮(3)以轮缘相嵌的方式在不同平面同轴向相邻安装，两轮之间设置间隙(4)；所述的电动装置包括旋转电动机(6)、电源和控制系统，电动机(6)的电源输入端连接所述电源或控制系统；电动机(6)的转子与所述主动轮(1)的转轴(1a)机械固连。2.根据权利要求1所述的电动旋转装置，其特征在于，所述主动轮上的永磁体(21)沿轮缘切线(12)方向的弧长为m1，间距为m2；所述变矩轮上的永磁体(23)沿轮缘切线(12)方向的弧长为n1，间距为n2；设置为(m1+n1)＝(m2+n2)。3.根据权利要求1所述的电动旋转装置，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶亚欧，
申请(专利权)人：苏州用名科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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