技术领域

本发明涉及机械工程中的传动技术领域，是一种非接触式连接的磁感应耦合器，具体是种可调速聚磁式双筒异步磁力耦合器。它可应用于大振动的电机和负载之间，作为动力传递和调速的传动系统。

背景技术

在机械工程领域，传动技术是最基本也是最重要的部分之一，涉及机械行业的各个领域，广泛用于矿山、冶金、航空、兵器、水电、化工、轻纺以及交通运输部门，传统传动技术由于采用刚性联结，运行时会产生摩擦磨损，影响动力的传递效率，造成能源浪费，此外，在安装时容易产生径向和角向偏移，将产生交变载荷而引起振动，轻则降低耦合器寿命，重则影响到设备的正常运转，而磁力耦合器作为新型传动的一种形式，应用永磁材料所产生的磁力作用，来实现转矩的非接触传递，减小了传动部件的损耗，延长了相关部件的使用寿命，基于上述优点，磁力耦合器在一些领域已逐步取代机械式联轴器来传递扭矩和动力。但是，相比传统耦合器，磁力耦合器的带载能力不强，因此，实现磁力耦合器大功率、高转矩输出，是扩大其应用范围的一个重要研究方向。

在中国专利CN201520148142.2中公开了一种三筒式永磁调速器，该发明采用三筒式结构，通过在永磁体的上下两端设置铜导体，将永磁体包围其中，磁体双面发生作用，使铜导体产生涡流，实现转矩的传递，但该发明采用单边结构且永磁体形状、充磁和排布方式均采用传统方法，在某些场合会存在带载能力不足的状况，而本发明的磁力耦合器采用双边结构，两相邻永磁体为一极且充磁方向相互垂直，使磁场强度大幅提升，不同充磁方向永磁体的相邻面倾斜一定角度增强了耦合器的自屏蔽效应，因此，可实现大功率、大转矩输出。

在中国专利CN201210434324.7中公开了一种可自动变速的磁力调速器及其调速方法，通过齿轮传动和螺纹传动，使得两从动盘基体分别沿轴向作相向或相背移动，从而改变从动盘与主动盘之间的气隙厚度实现调速，但该发明调速过程中调速装置会受到从动盘和主动盘之间巨大的轴向力影响，对伺服电机的输出功率要求较高，同时，伺服电机设置在旋转轴上，工作时伺服电机会随之旋转，将对实际的调速过程产生影响，而本发明调速装置在调速过程中，磁力耦合器轴向力的影响很小，对伺服电机的输出扭矩要求低，此外，由于本发明中的调速装置不随驱动轴和从动轴的旋转而旋转，因此可实现伺服电机的固定安装，因此，调速更加实用且容易实现。

本发明的优点

(1)在本发明中，驱动转子与从动转子非接触传递转矩，避免了机械式联轴器传动时摩擦、磨损以及振动等问题，降低了传动部件的损耗；实现了负载与电机分离，通过调节永磁体与铜环的相对啮合面积，实现了电机的轻载启动、过载保护与无级变速等功能。

(2)本发明磁力耦合器采用双边结构，相比普通结构的筒式磁力耦合器，其增大了永磁体和铜环的相对啮合面积，大大提高了带载能力，相比普通结构的盘式磁力耦合器，在相同带载能力下，本发明中的磁力耦合器中的轴向力大幅减小，提高了耦合器在小气隙厚度、高转速工况下的运行稳定性。

(3)从动转子中两相邻永磁体组成一个磁极，其中一个磁体为径向充磁，另一个磁体为切向充磁，不同充磁方向永磁体的相邻面倾斜一定角度，相比普通形状N、S极交替排列的永磁体，该型永磁体所提供的磁场强度大幅提升，从而提高了磁力耦合器输出转矩，此外，由于不同充磁方向永磁体的相邻面倾斜一定角度，因此增强了耦合器的自屏蔽效应，扩大了永磁体盘基体材料的选择范围。

(4)驱动转子铜环采用扇形通透槽嵌入铸铁式结构，利用深槽减弱趋肤效应，提高了磁力耦合器传动效率，同时提高了铜环在从动转子基体上的安装可靠性。

(5)调速装置调节永磁体与铜环相对啮合面积时，所产生的轴向力很小，降低了对调速装置中伺服电机输出扭矩的要求，同时，调速装置不随驱动轴和从动轴的旋转而旋转，使结构更加可靠实用。