Halbach盘式磁力耦合器制造技术

本发明专利技术提供一种Halbach盘式磁力耦合器，包含由主动轴固定的主动盘和由负载轴固定的从动盘，所述主动盘包含盘体和Halbach列永磁体，所述Halbach列永磁体设置于盘体朝向从动盘的表面上，所述Halbach列永磁体环绕主动轴均匀分布，所述Halbach列永磁体的充磁方向是沿轴向。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种新型盘式磁力耦合器，特别是涉及一种Halbach盘式磁力耦合ο
技术介绍
对磁力传动的研究可追溯至1943年，当时该项技术的首项知名专利在英国被授予给了霍华德兄弟。磁力驱动泵的早期工业开发由霍华德机械发展有限公司在20世纪40 年代末首创。磁力驱动泵的主要组成部分为磁性联轴器。磁性联轴器在磁力驱动泵中作为传动装置，是利用了磁体能够吸引铁磁物质或磁体能接受磁场的磁力，而非铁磁物质不受磁力影响或受磁力影响很小的特性。磁性联轴器可无接触地透过非磁导体(隔离套)进行动力传输。永磁磁力耦合器是磁性联轴器的一种。近年来，人们为了提高旋转设备的可靠性， 对联轴器技术进行了长足的发展，关于联轴器的新产品和新技术层出不穷。工业上广泛应用的挠性联轴器，包括鼓形齿式联轴器、膜片联轴器等，虽然允许在较大的对中误差条件下运行，但却会在电机和负载轴上产生周期性附加载荷，没有从根本上解决问题。在实际中， 电力系统运行情况是复杂多变的，无论怎样保证严格两轴的对中，设备运行一段时间后都会产生振动，从而加速磨损、缩短设备寿命。要想进一步提高设备的可靠性，一种办法是消除电机轴和负载轴之间的刚性联接，使得电机和负载之间振动隔离、互不影响，从而容许更大的对中误差，当设备受到大冲击、过载时保护设备，另外也可以进一步提供软启动功能。 永磁耦合器作为一种非接触联轴器，通过磁场传递动力，无需机械接触，具备上述特点。图 1为轴向式传动结构，可以分为永磁一铜盘磁力耦合器(见图3 )和永磁-永磁磁力耦合器 (见图4)，图2为同心式传动结构。图3所示的永磁一铜盘磁力耦合器采用的是盘式结构，该永磁一铜盘磁力耦合器的主动盘31由导磁盘311和永磁体312构成，永磁体312均勻的附在导磁盘311上，从动盘32采用铜盘。图4所示的永磁-永磁磁力耦合器采用的也是盘式结构，该永磁-永磁磁力耦合器的主动盘41由导磁盘411和永磁体412构成，永磁体412均勻的附在导磁盘411 上，从动盘42采用永磁体材料。图3和图4所示的磁力耦合器由于采用盘式结构，中间的气隙比较大，所以会导致气传动隙磁密和永磁体利用率较低，导磁盘较厚、较重，因此极大的限制了耦合器的进一步应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种永磁体采用Halbach阵列的盘式磁力耦合器。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案一种Halbach盘式磁力耦合器，包含由主动轴固定的主动盘和由负载轴固定的从动盘，所述主动盘包含盘体和Halbach列永磁体，所述Halbach列永磁体设置于盘体朝向从动盘的表面上，所述Halbach列永磁体环绕主动轴均勻分布，所述Halbach列永磁体的充磁方向是沿轴向。进一步，所述盘体可以为导磁盘，也可以为非导磁盘。进一步，所述从动盘与所述主动盘可以结构相同，即所述从动盘也包含盘体和 Halbach列永磁体，该Halbach列永磁体的充磁方向也沿轴向；所述从动盘也可以为铜盘。本专利技术的有益效果是通过采用Halbach列永磁体结构，使得一侧的磁场很强，另一侧很弱，提高了主动盘与从动盘之间的气隙磁密，气隙磁场呈正弦性分布，减小了转矩脉动；Halbach列永磁体结构具有磁自屏蔽效应，可以大大的减少漏磁，从而可以减少主动盘导磁盘材料的厚度，甚至主动导磁盘材料可以采用非导磁材料，比如铝合金、工程塑料等，降低系统成本；Halbach 列永磁体结构也提高了永磁体的材料利用率。附图说明图1是现有轴向式传动结构的磁力耦合器的结构示意图。图2是现有同心式传动结构的磁力耦合器的结构示意图。图3是现有永磁-铜盘磁力耦合器的结构示意图。图4是现有永磁-永磁磁力耦合器的结构示意图。图5为本专利技术Halbach盘式磁力耦合器的主动盘具有Halbach永磁体的结构示意图。图6为本专利技术Halbach盘式磁力耦合器的主动盘和从动盘均具有Halbach永磁体的结构示意图。图7为Halbach列永磁体结构的充磁方式的示意图。图8为2块90°角度排列的Halbach列永磁体的结构示意图。图9为3块60°角度排列的Halbach列永磁体的结构示意图。图10为4块45°角度排列的Halbach列永磁体的结构示意图。图中涉及的附图标记如下所示31，41主动盘；311，411导磁盘；312，412，永磁体；32，42从动盘；51，61 主动盘；512，612，622 Halbach 列永磁体；52，62从动盘。具体实施例方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行解释。参见附图5，一种Halbach盘式磁力耦合器，包含由主动轴53固定的主动盘51和由负载轴讨固定的从动盘52，所述主动盘51包含盘体(未标号)和Halbach列永磁体512， 所述Halbach列永磁体512设置于盘体朝向从动盘52的表面上，所述Halbach列永磁体 512环绕主动轴均勻分布，所述Halbach列永磁体512的充磁方向是沿轴向(见图7)。本专利技术的Halbach盘式耦合器包括主动盘51、从动盘52、主动轴53和负载轴M。 主动盘51上粘有Halbach列永磁体512，与主动轴53的轴承连接。由于采用了 Halbach列结构的永磁体，主动盘51与从动盘52间的气隙磁密得到了加强，主动盘51后的漏磁减少， 从而主动盘51也可以采用非导磁结构。也就是说，主动盘51既可以是导磁盘，也可以是非导磁盘。图5所示的实施例中，从动盘52为铜盘。进一步地，参见图6，从动盘62与主动盘 61的结构可以相同，即从动盘62也包含盘体(未标号)和Halbach列永磁体622，该Halbach 列永磁体622的充磁方向也沿轴向。也就是说，从动盘62上也粘有Halbach列结构永磁体， 该Halbach列结构永磁体与负载轴连接。图5所示的实施例中，Halbach列永磁体512是采用4块45°角度排列(参见图 10)的Halbach列永磁体，也可以采用如图8所示的2块90°角度排列的Halbach列永磁体结构，和如图9所示的3块60°角度排列的Halbach列永磁体结构。以上所述仅为本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员而言，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应该视为本专利技术的保护范围内。权利要求1.一种Halbach盘式磁力耦合器，包含由主动轴固定的主动盘和由负载轴固定的从动盘，其特征在于，所述主动盘包含盘体和Halbach列永磁体，所述Halbach列永磁体设置于盘体朝向从动盘的表面上，所述Halbach列永磁体环绕主动轴均勻分布，所述Halbach列永磁体的充磁方向是沿轴向。2.根据权利要求1所述的Halbach盘式磁力耦合器，其特征在于，所述盘体为导磁盘。3.根据权利要求1所述的Halbach盘式磁力耦合器，其特征在于，所述盘体为非导磁盘。4.根据权利要求1或2或3所述的Halbach盘式磁力耦合器，其特征在于，所述从动盘与所述主动盘结构相同，即所述从动盘也包含盘体和Halbach列永磁体，该Halbach列永磁体的充磁方向也沿轴向。5.根据权利要求1或2或3所述的Halbach盘式磁力耦合器，其特征在于，所述从动盘为铜盘。全文摘要本专利技术提供一种Halbach盘式磁力耦合器，包含由主动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李键，赵朝会，曹书豪，项峰，陈垒，袁龙生，张迪，
申请(专利权)人：上海电机学院，
类型：发明
国别省市：