本发明专利技术公开一种基于串联绕组线圈的大功率同步电流调矩永磁耦合器，涉及永磁耦合器技术领域，主要结构包括支架、输入端组件、永磁转子部分和输出端组件；输出端组件设置于支架上，输入端组件通过永磁转子部分与输出端组件的一端传动连接。本发明专利技术中的基于串联绕组线圈的大功率同步电流调矩永磁耦合器，可以用直流电流控制来调节电磁转矩，匹配负载转矩；外电磁铁绕组的槽极数比值为1，充分利用永磁体磁能，以利应用大功率；电流首尾相连，绕组电路连接简单，只需两个电刷滑环。只需两个电刷滑环。只需两个电刷滑环。
【技术实现步骤摘要】
一种基于串联绕组线圈的大功率同步电流调矩永磁耦合器
[0001]本专利技术涉及永磁耦合器
，特别是涉及一种基于串联绕组线圈的大功率同步电流调矩永磁耦合器。
技术介绍
[0002]永磁耦合器是近年来快速发展的一种新型磁力传动装置。磁力传动是基于现代电磁学基本理论，应用永磁材料或电磁铁所产生的磁力作用，来实现力或转矩无接触传递的一种新技术。磁力传动装置按耦合原理可分为同步式、涡流式和磁滞式，其中同步式主从动转子均安装永磁体，主从动转子转速相同；涡流式主动转子安装导体，从动转子安装永磁体；磁滞式主动转子为磁滞材料，从动转子为永磁体，当传递转矩小于最大电磁转矩时、主从动转速相同、此时无能量损失，当传递转矩等于最大电磁转矩时、主从动转速不相同、此时有能量损失(磁滞损失)。
[0003]传统的永磁耦合器属于同步式磁力传动装置，具有抗过载、粗对中、柔启动、安全可靠、可在恶劣工况下使用、极大减小设备整体振动、安装方便、减少系统维护、延长设备使用寿命等特点。
[0004]永磁耦合器按结构形式分为筒式和盘式。相比盘式，筒式具有结构简单、轴向力小、磁场利用率高等特点而受到广泛应用。筒式永磁耦合器通常替代液力耦合器用于煤矿、化工等企业，具有安全限矩功能，达到限制转矩后打滑，不危害电机。传统筒式永磁耦合器内外转子都用永磁体制作，没有励磁电流存在，一旦制成就不能对电磁性能和限制转矩进行调节，所以只能一机一用。
[0005]目前已有一些技术涉及绕组式永磁耦合器，但专利CN101997395绕组永磁联轴器使用盘式结构、专利CN105720788A和专利CN112636563使用闭口槽和分数槽集中绕组方式，分数槽集中绕组一般用于大批量小功率等领域，因此上述技术存在难以调节转矩、控制电路复杂、磁能利用率低及难以应用于大功率场所等问题。
技术实现思路
[0006]为解决以上技术问题，本专利技术提供一种基于串联绕组线圈的大功率同步电流调矩永磁耦合器，采用绕组励磁电流调节方式匹配负载转矩，采用开口槽且槽极数比为1的绕组以解决永磁体利用率低的问题，采用相邻绕组电路同端首尾串联以简化直流电路。本专利技术可用于大功率场合，实现一机多用。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0008]本专利技术提供一种基于串联绕组线圈的大功率同步电流调矩永磁耦合器，包括支架、输入端组件、永磁转子部分和输出端组件；所述输出端组件设置于所述支架上，所述输入端组件通过所述永磁转子部分与所述输出端组件的一端传动连接。
[0009]可选地，所述输入端组件包括外电磁铁转子，所述外电磁铁转子包括电机端半联轴器、外转子电磁铁筒、外转子电磁铁筒铁心和外转子绕组；所述外转子电磁铁筒为圆筒形
结构，所述外转子电磁铁筒的一端为敞口设置，所述外转子电磁铁筒的另一端与所述电机端半联轴器的一端同轴连接；所述外转子电磁铁筒的内壁上沿周向均匀设置有多个所述外转子电磁铁筒铁心，每个所述外转子电磁铁筒铁心的外壁上均设置有一所述外转子绕组。
[0010]可选地，所述外转子电磁铁筒的另一端沿周向均匀设置有多个排风挡板，所述排风挡板与所述所述外转子电磁铁筒的另一端的端面呈角度设置。
[0011]可选地，所述外转子电磁铁筒的外侧壁上沿周向均匀设置有多个散热片。
[0012]可选地，所述永磁转子部分包括永磁体、永磁体固定法兰和永磁体固定筒，所述永磁体固定法兰可拆卸的设置于所述永磁体固定筒的一端，所述永磁体固定法兰朝向所述永磁体固定筒的一侧的侧壁、所述永磁体固定筒朝向所述永磁体固定法兰的一侧的侧壁以及所述永磁体固定筒的外侧壁拼接成凹槽，所述凹槽内沿周向均匀设置有多个所述永磁体；所述永磁体固定筒与所述输出端组件相连接。
[0013]可选地，所述永磁体固定筒的另一端设置有多个风冷孔。
[0014]可选地，所述输出端组件包括输出轴承座、孔套、轴套、输出轴承端盖、输出轴、圆螺母和轴承端盖；所述输出轴承座的外壁与所述支架相连接，所述输出轴承座沿周向设置有安装通孔，所述输出轴贯穿所述安装通孔内；所述输出轴上设置有所述轴套，所述轴套外侧与所述安装通孔的内壁之间设置有孔套；所述轴套的两端与所述孔套的两端相平齐；所述轴套和所述孔套的两端均设置有轴承；所述输出轴承座朝向所述输入端组件的一端设置有所述轴承端盖，所述输出轴承座远离所述输入端组件的一端设置有所述输出轴承端盖；所述圆螺母与所述输出轴相连接，所述圆螺母用于防止所述轴承的轴向运动；所述输出轴朝向所述输入端组件的一端与所述永磁转子部分相连接。
[0015]可选地，所述圆螺母与所述轴承之间设置有止动垫片。
[0016]可选地，所述输出轴承座朝向所述输入端组件的一端的所述轴承为圆柱滚子轴承，所述输出轴承座远离所述输入端组件的一端的所述轴承为深沟球轴承。
[0017]可选地，所述输出轴朝向所述输入端组件的一端设置有一轴端压板，所述轴端压板与所述输出轴通过螺纹连接，所述轴端压板用于连接所述输出轴与所述永磁转子部分。
[0018]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0019](1)可以用直流电流控制来调节电磁转矩，匹配负载转矩。
[0020]本专利技术通过调节电磁铁转子的直流励磁电源的电流强度大小，来无级调节电磁转矩，以达到匹配负载转矩的目的，实现一机多用。
[0021](2)外电磁铁绕组的槽极数比值为1，充分利用永磁体磁能，以利应用大功率。
[0022]本专利技术内转子圆周上均布永磁体，外转子上圆周均布电磁铁筒铁心，永磁体极数与电磁铁槽数数量相等，比值为1，能够充分利用磁能，以适应大功率绕组永磁耦合器的使用场合。
[0023](3)电流首尾相连，绕组电路连接简单，只需两个电刷滑环。
[0024]为实现耦合磁场下内外转子高效传动，相邻两电磁铁间需要保持相反极性。因此保持相邻两电磁铁绕组旋向相反，将相邻一对电磁铁绕组内端互相串联、下一对相邻电磁铁绕组外端互相串联。最终可将全部绕组初始端和末尾端各自单独接出接头，一个接头接入直流电源正极电刷和滑环，另一个接头接入直流电源负极电刷和滑环，只需两个电刷滑环即可实现电路控制。此种设计可以有效简化电流控制和绕组电路结构。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1为本专利技术中的基于串联绕组线圈的大功率同步电流调矩永磁耦合器的总装轴测图；
[0027]图2为本专利技术中的基于串联绕组线圈的大功率同步电流调矩永磁耦合器的总装轴向剖视图；
[0028]图3为本专利技术中的基于串联绕组线圈的大功率同步电流调矩永磁耦合器的总装径向剖视图；
[0029]图4为本专利技术中的基于串联绕组线圈的大功率同步电流调矩永磁耦合器的部装输入端组件装配图；...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于串联绕组线圈的大功率同步电流调矩永磁耦合器，其特征在于，包括支架、输入端组件、永磁转子部分和输出端组件；所述输出端组件设置于所述支架上，所述输入端组件通过所述永磁转子部分与所述输出端组件的一端传动连接。2.根据权利要求1所述的基于串联绕组线圈的大功率同步电流调矩永磁耦合器，其特征在于，所述输入端组件包括外电磁铁转子，所述外电磁铁转子包括电机端半联轴器、外转子电磁铁筒、外转子电磁铁筒铁心和外转子绕组；所述外转子电磁铁筒为圆筒形结构，所述外转子电磁铁筒的一端为敞口设置，所述外转子电磁铁筒的另一端与所述电机端半联轴器的一端同轴连接；所述外转子电磁铁筒的内壁上沿周向均匀设置有多个所述外转子电磁铁筒铁心，每个所述外转子电磁铁筒铁心的外壁上均设置有一所述外转子绕组。3.根据权利要求2所述的基于串联绕组线圈的大功率同步电流调矩永磁耦合器，其特征在于，所述外转子电磁铁筒的另一端沿周向均匀设置有多个排风挡板，所述排风挡板与所述所述外转子电磁铁筒的另一端的端面呈角度设置。4.根据权利要求2所述的基于串联绕组线圈的大功率同步电流调矩永磁耦合器，其特征在于，所述外转子电磁铁筒的外侧壁上沿周向均匀设置有多个散热片。5.根据权利要求1所述的基于串联绕组线圈的大功率同步电流调矩永磁耦合器，其特征在于，所述永磁转子部分包括永磁体、永磁体固定法兰和永磁体固定筒，所述永磁体固定法兰可拆卸的设置于所述永磁体固定筒的一端，所述永磁体固定法兰朝向所述永磁体固定筒的一侧的侧壁、所述永磁体固定筒朝向所述永磁体固定法兰的一侧的侧壁以及所述永磁体固定筒的外侧壁拼接成凹槽，所述凹槽内沿周向均匀设置有多个所述永磁体；所述永...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨世锡，赵红星，何俊，程启超，余明钰，
申请(专利权)人：浙江大学中原研究院，
类型：发明
国别省市：
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