專利名稱：一種磁體偶極子及基于該磁體偶極子的永磁耦合裝置的制作方法
一種磁體偶極子及基于該磁體偶極子的永磁耦合裝置方法
技術領域：
本發(fā)明屬于動力傳動領域，具體涉及一種磁體偶極子及基于磁體偶極子的永磁耦
口O
背景技術：
現有的永磁耦合裝置的基本原理都是利用導體轉子與永磁轉子之間的相對運動在導體轉子上感應出渦旋磁場，該渦旋磁場企圖阻礙永磁磁場的運動，從而被拖動。利用這種機理，將動力從動力側傳到負載側。第一類永磁調速器為盤狀，調節(jié)導體轉子與永磁轉子之間的距離，即調節(jié)氣隙大小，氣隙大，傳遞的扭矩小，負載轉速低，反之亦然。專利號為98802726. 7，授權公告號為CN1140042C，授權公告日為2004年2月25日的專利公開了一種可調節(jié)磁耦合器，為第一類永 磁調速器。此外，2002年09月04日公開的中國專利公開第CN1367948A公開一種具有可調節(jié)的氣隙的永久磁聯軸器，上述專利均指出在導體轉子背面需要加上鐵板。而第二類永磁調速器為筒狀。則是通過調節(jié)永磁轉子與導體轉子之間的磁場嚙合面積，實現將動力從動力側傳到負載側的傳遞，嚙合面積大，則傳遞的扭矩大，負載轉速高，反之亦然。中國專利號為200920256058. 7，授權公告號為CN201577019U，授權公告日為2010年09月08日的專利公開了一種永磁調速器，為第二類永磁調速器。它包括筒形導體轉子、筒形永磁轉子和調節(jié)器，筒形永磁轉子在筒形導體轉子內，并隨各自安裝的旋轉軸獨立轉動，調節(jié)器調節(jié)筒形永磁轉子與筒形導體轉子在軸線方向的相對位置，可以改變筒形導體轉子與筒形永磁轉子之間的作用面積，實現改變筒形導體轉子與筒形永磁轉子之間傳遞轉矩的大小?，F有技術中，當導體轉子與永磁轉子相對運動時，在上述鐵板上會以很低的效率產生有用的渦電流，并且這個渦電流卻在鐵板上產生更多的熱耗，這不但有悖于設計的初衷，甚至在實施中為減少這些無效的熱耗需要付出更多的成本。上述專利存在的缺點是，都是對磁路的設計尚有不足，對磁能利用的效率較低，導致上述專利產品在相同體積下，可傳輸的功率較?。徊⑶以趯w轉子上設置有鐵磁材料，導致無效熱耗增加。上述第一類和第二類永磁調速器均設置了散熱體，卻沒有采取消除或減少無效熱耗的措施。

發(fā)明內容本發(fā)明的目的是提供一種磁體偶極子及基于磁體偶極子的永磁耦合裝置，以解決上述技術問題。為了實現上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案一種磁體偶極子，包括平行設置的內饋磁板和外饋磁板；內饋磁板朝向外饋磁板的一面上固定有第一永磁體和第二永磁體；第一永磁體和第二永磁體朝向外饋磁板的一端極性相反。本發(fā)明進一步的改進在于內饋磁板和外饋磁板是平板、弧形板或V形板。本發(fā)明進一步的改進在于第一永磁體和第二永磁體間隔設置。
本發(fā)明進一步的改進在于內饋磁板或外饋磁板通過支撐緊固件平行固定在一起。一種永磁耦合裝置，包括若干磁體偶極子、筒形永磁轉子基體盤、導體環(huán)和導體轉子轉接基體；若干磁體偶極子的內饋磁板連接形成一體式內饋磁圈，若干磁體偶極子的外饋磁板連接形成一體式外饋磁圈；一體式內饋磁圈和一體式外饋磁圈均安裝在筒形永磁轉子基體盤上；導體環(huán)一端固定在導體轉子轉接基體上，另一端插入一體式內饋磁圈和一體式外饋磁圈之間；一體式內饋磁圈上的相鄰內饋磁板之間設有散熱孔；一體式外饋磁圈上的相鄰外饋磁板之間設有散熱孔。本發(fā)明進一步的改進在于所述永磁耦合裝置還包括導體轉子轉接法蘭、導體轉子緊固件、永磁轉子緊固件、軸承、驅動軸和皮帶輪；導體板與導體轉子轉接法蘭固定連接，導體轉子轉接法蘭通過導體轉子緊固件固定在驅動軸上，筒形永磁轉子基體盤與皮帶輪同 軸固定連接，軸承的內圈通過永磁轉子緊固件固定在驅動軸上，軸承的外圈與皮帶輪的內圈固定連接。一種永磁耦合裝置，包括平板型形永磁轉子基體盤、平板型形永磁轉子基體附盤和導體板；平板型形永磁轉子基體盤和平板型形永磁轉子基體附盤平行固定在一起；導體板安裝于平板型形永磁轉子基體盤和平板型形永磁轉子基體附盤之間；平板型形永磁轉子基體盤和平板型形永磁轉子基體附盤的外側均設有若干嵌槽，相鄰嵌槽之間設有散熱孔；若干磁體偶極子的內饋磁板和固定于其上的第一永磁體、第二永磁體安裝在平板型形永磁轉子基體盤上相應的嵌槽中；若干磁體偶極子的外饋磁板相應安裝在平板型形永磁轉子基體附盤的嵌槽中；第一永磁體、第二永磁體位于嵌槽內側，內饋磁板密封蓋住第一永磁體和第二永磁體。一種永磁耦合裝置，包括若干磁體偶極子和導體板；若干磁體偶極子的內饋磁板連接形成一體式內饋磁板，若干磁體偶極子的外饋磁板連接形成一體式外饋磁板；一體式內饋磁板和一體式外饋磁板平行固定在一起；一體式內饋磁板上相鄰內饋磁板之間設有散熱孔；一體式外饋磁板上相鄰外饋磁板之間設有散熱孔；所述導體板安裝于所述一體式內饋磁板和一體式外饋磁板之間。相對于現有技術，本發(fā)明具有以下優(yōu)點采用一種磁體偶極子形成高效的閉合磁場；導體轉子中的導體環(huán)或導體板僅由導體構成而去除高電阻率的鐵質導磁襯板；本發(fā)明的饋磁板可以是留有間隙的陣列組合，也可以是一體式饋磁板，但對應于每兩個一組的磁體之間的位置處，開窗作為通風散熱孔；尤其在大規(guī)格產品中具有以下優(yōu)點1、避免無效熱耗，2、減小轉動慣量，3、有助于散熱，4、減少材料用量，5、減少加工成本。

圖I是本發(fā)明永磁耦合裝置(實施例I)的結構示意圖；圖2-1是本發(fā)明磁體偶極子的結構示意圖(導磁板為平板)；圖2-2是本發(fā)明磁體偶極子并含導體板的結構示意圖(導磁板為平板)；圖3-1是本發(fā)明磁體偶極子的結構示意圖(導磁板為弧形板)；圖3-2是本發(fā)明磁體偶極子并含導體環(huán)的結構示意圖(導磁板為弧形板)；圖4-1是本發(fā)明產生徑向磁場的永磁轉子的結構示意圖(局部剖視)；
圖4-2是本發(fā)明產生徑向磁場的永磁轉子的結構示意圖(剖視)；圖4-3是圖I的剖視圖；圖5-1是本發(fā)明產生軸向磁場的永磁轉子(實施例2:含基體盤)的結構示意圖；圖5-2是本發(fā)明永磁耦合裝置(實施例2)的結構示意圖；圖5-3是圖5-2中的基體盤正視圖及其剖視圖；圖5-4是沿圖5-2中C-C線的剖視圖；圖5-5是圖5-2的爆炸視圖；圖5-6是圖5-2的爆炸視圖； 圖6-1是本發(fā)明產生軸向磁場的永磁轉子(實施例3 :無基體盤)的結構示意圖；圖6-2是本發(fā)明永磁耦合裝置(實施例3)的結構示意圖；圖6-3是圖6-2的爆炸視圖；圖7是本發(fā)明永磁耦合裝置(實施例4)的結構示意圖；圖中1-1 :內饋磁板，1-2 :外饋磁板，I-Ia :—體式內饋磁圈，l_2a :—體式外饋磁圈，1-3 一體式饋磁圈散熱孔，2-1 :第一永磁體，2-2 :第二永磁體，3 :筒形永磁轉子基體盤，3-1 :筒形支撐緊固件，3-2 :散熱孔，3-4 :法蘭連接孔；101_1 內饋磁板，101-2 :外饋磁板，IOl-Ia :一體式內饋磁板，101-2a :一體式外饋磁板，101-3 :一體式饋磁板散熱孔，102-1 :第一永磁體，102-2 :第二永磁體，103 :平板型形永磁轉子基體盤，103-1 :平板形支撐緊固件，103-2 :散熱孔，103-3 :法蘭連接孔，103-4 :嵌槽，103f :平板型形永磁轉子基體附盤；4 :永磁轉子轉接法蘭，5 :導體轉子轉接法蘭，6 :導體環(huán)(導體板)，7 :導體轉子轉接基體，7-1 :散熱孔，7-2 :法蘭連接孔，7-3 :導體環(huán)連接孔，8 :導體轉子緊固件，9 :永磁轉子緊固件，10 :軸承，11 :驅動軸，12 :皮帶輪。
具體實施方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明進行詳細說明。請參閱圖2-1至圖3-2所示,本發(fā)明一種磁體偶極子,包括饋磁板和永磁體,饋磁板包括內饋磁板1-1和外饋磁板1-2，永磁體包括第一永磁體2-1和第二永磁體2-2。內饋磁板1-1和外饋磁板1-2可以是平板、弧形板或V形板，內饋磁板1-1和外饋磁板1-2平行設置，第一永磁體2-1和第二永磁體2-2固定于內饋磁板1-1朝向外饋磁板1-2的一面上，且第一永磁體2-1和第二永磁體2-2朝向外饋磁板1-2的一端極性相反。設置在內饋磁板1-1上的第一永磁體2-1、第二永磁體2-2與外饋磁板1-2之間具有一定間隙,可以供導體環(huán)6 (導體板)伸入該間隙中。并且導體環(huán)(導體板)的兩側表面分別與磁體和外饋磁板之間留有最好不大于5mm的間隙，以便于安裝調整。內饋磁板1-1安裝第一永磁體2_1和第二永磁體2-2的一側為平面、弧形面或V形面，另一側可以為任意形狀。本發(fā)明中固定第一永磁體2-1和第二永磁體2-2的饋磁板稱為內饋磁板，與內饋磁板平行設置的另一塊饋磁板稱為外饋磁板。第一永磁體與第二永磁體之間具有磁力線隔離間隙。內饋磁板1-1和外饋磁板
1-2可以通過支撐緊固件3-1平行固定在一起。支撐緊固件3-1為非導磁材料。實施例I、徑向磁場的永磁耦合裝置請參閱圖I、圖4-1至圖4-3所示，本發(fā)明一種基于磁體偶極子的永磁耦合裝置，包括多個磁體偶極子、筒形永磁轉子基體盤3、永磁轉子轉接法蘭4、導體轉子轉接法蘭5、導體環(huán)6和導體轉子轉接基體7。本實施例中多個磁體偶極子連接在一起(多個磁體偶極子的內饋磁板1-1連接形成一體式內饋磁圈Ι-la,多個磁體偶極子的外饋磁板1-2連接形成一體式外饋磁圈l_2a),形成一體式內饋磁圈I-Ia和一體式外饋磁圈l_2a,相鄰內饋磁板1-1之間設有一體式饋磁圈散熱孔1-3，相鄰外饋磁板1-2之間也設有一體式饋磁圈散熱孔1-3。兩對一體式饋磁圈散熱孔1-3之間即可以看做是一個磁體偶極子。—體式內饋磁圈I-Ia和一體式外饋磁圈l_2a均安裝在筒形永磁轉子基體盤3上，通過支撐緊固件3-1緊固，筒形永磁轉子基體盤3上設有若干位于一體式內饋磁圈I-Ia和一體式外饋磁圈l_2a之間的散熱孔3-2 ;筒形永磁轉子基體盤3的上設有若干法蘭連接孔。 導體環(huán)6 —端固定在導體轉子轉接基體7上，另一端插入一體式內饋磁圈I-Ia和一體式外饋磁圈l_2a之間。導體轉子轉接基體7中心設有若干法蘭連接孔7-2，邊緣處設有若干導體環(huán)連接孔7-3，導體轉子轉接基體7上還設有若干散熱孔7-1。用一組若干個磁體偶極子組合成磁體轉子，用環(huán)形導體作為導體轉子，分別安裝在動力傳輸的主動軸和從動軸上，導體轉子置于所述的磁場內，便可實現永磁耦合傳輸動力。本實施例中，導體轉子與電機同軸連接,永磁轉子與負載同軸連接。當電機帶動導體轉子在裝有強力稀土磁鐵的永磁轉子中旋轉，即切割磁力線，因而在導體轉子中產生渦電流，進而感生出新的磁場，由于兩個磁場力的相互作用，便可拖動永磁轉子隨之轉動，從而可在電機與負載之間以的非接觸的方式實現扭矩傳遞。這種拖動始終存在一定的滑差，即負載獲得的轉速低于電機的轉速。當軸向調節(jié)導體環(huán)置于磁場中的部位的大小，也就是調節(jié)有效磁通的大小，即可實現調速。實施例2、軸向磁場的永磁耦合裝置(密封式含基體盤，陣列式饋磁板)請參閱圖5-1至圖5-6所示,本發(fā)明另一種基于磁體偶極子的永磁稱合裝置,包括平板型形永磁轉子基體盤103、平板型形永磁轉子基體附盤103f、導體板6 ;平板型形永磁轉子基體盤103和平板型形永磁轉子基體附盤103f通過若干平板形支撐緊固件103-1支撐緊固；平板型形永磁轉子基體盤103、平板型形永磁轉子基體附盤103f和平板形支撐緊固件103-1為非導磁材料。平板型形永磁轉子基體盤103上設有若干法蘭連接孔103-3，永磁轉子轉接法蘭4通過法蘭連接孔103-3固定在平板型形永磁轉子基體盤103上。導體板6安裝于平板型形永磁轉子基體盤103和平板型形永磁轉子基體附盤103f之間，并與導體轉子轉接法蘭固定連接。平板型形永磁轉子基體盤103和平板型形永磁轉子基體附盤103f的外側均設有若干嵌槽103-4，相鄰嵌槽103-4之間設有散熱孔103-2 ;磁體偶極子的內饋磁板101-1和固定于其上的第一永磁體102-1、第二永磁體102-2安裝在平板型形永磁轉子基體盤103的嵌槽103-4中；磁體偶極子的外饋磁板101-2安裝在平板型形永磁轉子基體附盤103f的嵌槽103-4中；第一永磁體102-1、第二永磁體102-2位于嵌槽103-4內側，內饋磁板101-1密封蓋住第一永磁體102-1和第二永磁體102-2。這樣就在平板型形永磁轉子基體盤103和平板型形永磁轉子基體附盤103f上設置了若干磁體偶極子。
導體板與電機同軸連接，永磁轉子與負載同軸連接。當電機帶動導體板在裝有強力稀土磁鐵的永磁轉子中旋轉，即切割磁力線，因而在導體板中產生渦電流，進而感生出新的磁場，由于兩個磁場力的相互作用，便可拖動永磁轉子隨之轉動，從而可在電機與負載之間以的非接觸的方式實現扭矩傳遞。實施例3、軸向磁場的永磁稱合裝置(非密封無基體盤,一體式饋磁板)請參閱圖6-1至圖6-3所示，本發(fā)明另一種基于磁體偶極子的永磁耦合裝置，包括一體式內饋磁板101-Ia (多個磁體偶極子的內饋磁板1-1連接形成盤形的一體式內饋磁板
101-la)、一體式外饋磁板101-2a(多個磁體偶極子的外饋磁板1_2連接形成盤形的一體式外饋磁板101-2a)和導體板6 體式內饋磁板101-la、一體式外饋磁板101_2a通過若干平板形支撐緊固件103-1支撐緊固，導體板6安裝于一體式內饋磁板IOl-Ia和一體式外饋磁板101_2a之間。一體式內饋磁板IOl-Ia和一體式外饋磁板101_2a上均設有若干對一體式饋磁板散熱孔101-3，一體式饋磁板散熱孔101-3將一體式內饋磁板IOl-Ia和一體式外饋磁板101_2a分隔成多個內饋磁板1-1和多個外饋磁板1-2。一體式內饋磁板IOl-Ia 的一對一體式饋磁板散熱孔101-3之間固定有一個第一永磁體102-1和一個第二永磁體
102-2。這樣將多個磁體偶極子陣列固定或安裝在一起，形成了永磁耦合裝置。導體板與電機同軸連接，永磁轉子與負載同軸連接。當電機帶動導體板在裝有強力稀土磁鐵的永磁轉子中旋轉，即切割磁力線，因而在導體板中產生渦電流，進而感生出新的磁場，由于兩個磁場力的相互作用，便可拖動永磁轉子隨之轉動，從而可在電機與負載之間以的非接觸的方式實現扭矩傳遞。實施例4、徑向磁場的軟啟動皮帶輪請參閱圖7所示，本發(fā)明另一種基于磁體偶極子的永磁耦合裝置，其與實施例I的不同之處在于，導體板6通過導體轉子轉接法蘭5和導體轉子緊固件8固定在驅動軸11上，筒形永磁轉子基體盤3與皮帶輪12同軸固定連接，軸承10的內圈通過永磁轉子緊固件9固定在驅動軸11上，軸承10的外圈與皮帶輪12的內圈固定連接。導體板與電機的驅動軸同軸連接,永磁轉子與皮帶輪同軸連接。當電機帶動導體板在永磁轉子中旋轉，即切割磁力線，因而在導體板中產生渦電流，進而感生出新的磁場，由于兩個磁場力的相互作用，便可拖動永磁轉子帶動皮帶輪隨之轉動，從而可在電機與負載皮帶輪之間可以實現緩沖傳遞扭矩，并可以實現過載保護。盡管以上對本發(fā)明的實施方案進行了詳細的描述，但本發(fā)明并不局限于上述的具體實施方案。本領域的普通技術人員在本說明書的啟示下，在不脫離本發(fā)明權利要求所保護的范圍的情況下，還可以做出很多種的形式，這些均屬于本發(fā)明保護之列。
權利要求
1.一種磁體偶極子，其特征在于，包括平行設置的內饋磁板(1-1)和外饋磁板(1-2);內饋磁板(1-1)朝向外饋磁板(1-2)的一面上固定有第一永磁體(2-1)和第二永磁體(2-2);第一永磁體(2-1)和第二永磁體(2-2)朝向外饋磁板(1-2)的一端極性相反。
2.根據權利要求I所述的一種磁體偶極子，其特征在于，內饋磁板(1-1)和外饋磁板(1-2)是平板、弧形板或V形板。
3.根據權利要求I所述的一種磁體偶極子，其特征在于，第一永磁體(2-1)和第二永磁體(2-2)間隔設置。
4.根據權利要求I所述的一種磁體偶極子，其特征在于，內饋磁板(1-1)和外饋磁板(1-2)通過支撐緊固件(3-1)平行固定在一起。
5.基于權利要求I至4中任一項所述的一種磁體偶極子的永磁耦合裝置，其特征在于，包括若干磁體偶極子、筒形永磁轉子基體盤(3)、導體環(huán)(6)和導體轉子轉接基體(7)；若干磁體偶極子的內饋磁板(1-1)連接形成一體式內饋磁圈(Ι-la),若干磁體偶極子的外饋磁板(1-2)連接形成一體式外饋磁圈(l_2a); —體式內饋磁圈(I-Ia)和一體式外饋磁圈(l-2a)均安裝在筒形永磁轉子基體盤(3)上；導體環(huán)(6) —端固定在導體轉子轉接基體(7)上，另一端插入一體式內饋磁圈(I-Ia)和一體式外饋磁圈(l_2a)之間；一體式內饋磁圈(I-Ia)上的相鄰內饋磁板(1-1)之間設有散熱孔；一體式外饋磁圈(l_2a)上的相鄰外饋磁板(1-2 )之間設有散熱孔。
6.基于權利要求5所述的永磁耦合裝置，其特征在于，所述永磁耦合裝置還包括導體轉子轉接法蘭(5)、導體轉子緊固件(8)、永磁轉子緊固件(9)、軸承(10)、驅動軸(11)和皮帶輪(12);導體板(6)與導體轉子轉接法蘭(5)固定連接，導體轉子轉接法蘭(5)通過導體轉子緊固件(8)固定在驅動軸(11)上，筒形永磁轉子基體盤(3)與皮帶輪(12)同軸固定連接，軸承(10 )的內圈通過永磁轉子緊固件(9 )固定在驅動軸(11)上，軸承(10 )的外圈與皮帶輪(12)的內圈固定連接。
7.基于權利要求I至4中任一項所述的一種磁體偶極子的永磁耦合裝置，其特征在于，包括平板型形永磁轉子基體盤(103)、平板型形永磁轉子基體附盤(103f)和導體板；平板型形永磁轉子基體盤(103)和平板型形永磁轉子基體附盤(103f)平行固定在一起；導體板(6)安裝于平板型形永磁轉子基體盤(103)和平板型形永磁轉子基體附盤(103f)之間；平板型形永磁轉子基體盤(103)和平板型形永磁轉子基體附盤(103f)的外側均設有若干嵌槽，相鄰嵌槽之間設有散熱孔(103-2);若干磁體偶極子的內饋磁板(101-1)和固定于其上的第一永磁體(102-1 )、第二永磁體(102-2)安裝在平板型形永磁轉子基體盤(103)上相應的嵌槽中；若干磁體偶極子的外饋磁板(101-2)相應安裝在平板型形永磁轉子基體附盤(103f)的嵌槽中；第一永磁體(102-1)、第二永磁體(102-2)位于嵌槽(103-4)內側，內饋磁板(101-1)密封蓋住第一永磁體(102-1)和第二永磁體(102-2)。
8.基于權利要求I至4中任一項所述的一種磁體偶極子的永磁耦合裝置，其特征在于，包括若干磁體偶極子和導體板；若干磁體偶極子的內饋磁板(1-1)連接形成一體式內饋磁板(101-la),若干磁體偶極子的外饋磁板(1-2)連接形成一體式外饋磁板(101_2a)；一體式內饋磁板(101-la)和一體式外饋磁板(101_2a)平行固定在一起；一體式內饋磁板(IOl-Ia)上相鄰內饋磁板(1-1)之間設有散熱孔；一體式外饋磁板(101-2a)上相鄰外饋磁板(1-2)之間設有散熱孔；所述導體板安裝于所述一體式內饋磁板(IOl-Ia)和一體式外饋磁板(101-2a)之間 。
全文摘要
本發(fā)明公開一種磁體偶極子及基于磁體偶極子的永磁耦合裝置，包括平行設置的內饋磁板和外饋磁板；內饋磁板朝向外饋磁板的一面上固定有第一永磁體和第二永磁體；第一永磁體和第二永磁體朝向外饋磁板的一端極性相反；永磁耦合裝置包括若干環(huán)形布置的磁體偶極子，形成一種磁體偶極子的陣列組合；尤其在大規(guī)格產品中具有以下優(yōu)點1、避免無效熱耗，2、減小轉動慣量，3、有助于散熱，4、減少材料用量，5、減少加工成本。
文檔編號H02K51/00GK102868281SQ20121039303
公開日2013年1月9日 申請日期2012年10月15日 優(yōu)先權日2012年10月15日
發(fā)明者馬小安 申請人:西安巨舟電子設備有限公司