技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种调速装置，特别是涉及一种液冷型永磁调速器。
背景技术
[0002] 永磁调速器是在永磁
耦合器的
基础上加入调速机构，从而实现调速节能的一种装置，其主要用于大功率高压异步
电动机的调速。目前，永磁调速器主要包括永磁
转子、导体转子和调速机构，调速机构主要用于调节永磁转子和导体转子之间在轴线方向上的相对
位置，以改变永磁转子和导体转子耦合的有效部分，从而改变两者之间传递的
扭矩，最终改变永磁调速器
输出轴的转矩。因永磁调速器具有能实现平滑无级调速、高效节能、机械结构简单可靠、无需外接电源、柔性
气动等优点，故其得到了广泛地应用。
[0003] 美国
马格纳福斯公司提出的
申请号为98802726.7的中国
发明专利申请
说明书公开了一种可调节磁耦合器，其包括第一旋
转轴、第二
旋转轴、安装在第一旋转轴上的两个导体转子、两个安装在第二旋转轴上且各包括相应一组永磁
铁的永磁转子、以及推拉机构，两个永磁转子位于两个导体转子之间，且每个永磁转子与所对的导体转子之间各保持有气隙，由导体转子和永磁转子形成的两个气隙在推拉机构的作用下可同时增大或减小，从而相应地增大或减小输出转矩，最终使得在
电机保持恒定转速的前提下，负载设备得到不同的转矩而产生不同的转速。但是，上述可调节磁耦合器在实际使用中存在这较多的
缺陷，主要体现在以下几个方面：
[0004] 一、导体转子上由磁感应产生的涡
电流发热量巨大，当提高设备的额定功率后，依靠现有的鳍片状
散热片来强制空冷散热的作用有限，极易使磁耦合器因高温而烧毁；
[0005] 二、鳍片状
散热片在磁耦合器运转过程中所产生的噪声问题非常严重；
[0006] 三、位于永磁转子中的气隙调节单元结构复杂、制造成本高昂、装配难度大；
[0007] 四、用于形成推拉机构的调速内外套筒中的
凸轮机构，由于凸轮滚子采用与沟槽面
接触的滑动接触式滑
块，故一旦失去
润滑脂的润滑，极易使滑块在沟槽内卡死，从而导致无法调速；同时，其也无法准确控制调速机构的轴向位移，达不到所要求的气隙大小，调速
精度难以得到保证。
[0008] 上述主要缺陷的存在，影响了整个永磁调速器的运转
稳定性，既限制了采用永磁调速器在某些大功率要求场合的应用，也限制了永磁调速器的广泛推广应用。实用新型内容
[0009] 鉴于以上所述
现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种在保证较好散热效果的同时能够有效降低设备运转时噪声的液冷型永磁调速器。
[0010] 为实现上述目的，本实用新型提供一种液冷型永磁调速器，包括与第一轴相连接的外转子、以及与第二轴相连接的内转子，所述外转子和内转子之间具有相对设置的导体盘和永磁盘，且导体盘和永磁盘之间保持有气隙，还包括机壳、以及设在机壳上的
冷却液进口和回油口，所述第一轴和第二轴均可转动地支承在机壳中，所述导体盘背对永磁盘的背面上固设有一圈罩体，导体盘中开设有内腔，导体盘的背面开设有多个位于罩体内侧的进油口、以及多个位于罩体外侧的出油口，所述进油口和出油口通过内腔相连通，所述冷却液进口通
过冷却液输入管连通至导体盘上的罩体内侧，所述出油口通过冷却液输出管连通至回油口。
[0011] 进一步地，所述外转子包括相对设置的第一转子盘和第二转子盘，所述第一转子盘和第二转子盘之间通过多块气隙板连接成笼形结构，所述第一轴和第一转子盘固定连接；所述内转子位于外转子内，且内转子包括第三转子盘、第四转子盘、以及位于第三转子盘和第四转子盘之间的中间盘，所述第一转子盘和第三转子盘相对设置且保持有气隙，第二转子盘和第四转子盘相对设置且保持有气隙，所述第三转子盘与中间盘、第四转子盘与中间盘均通过传扭销相连接，所述中间盘与第二轴固定连接。
[0012] 优选地，所述第一转子盘和第二转子盘为所述导体盘，所述第三转子盘和第四转子盘为所述永磁盘。
[0013] 进一步地，还包括至少一个气隙调节单元，所述气隙调节单元包括可转动地置于中间盘中的
齿轮、固设在第三转子盘上的第一
齿条、以及固设在第四转子盘上的第二齿条，所述第一齿条平行于第二齿条，所述第一齿条和第二齿条分别位于齿轮的两侧、且均与齿轮相
啮合。
[0014] 优选地，所述第一轴可转动地支承在第一
轴承座中，第二轴可转动地支承在第二轴承座中，所述第一轴承座和第二轴承座均固定在机壳上。
[0015] 进一步地，还包括一调速机构，所述调速机构包括滑动外套、位于滑动外套内的滑动内套、以及开设在第二轴承座外周面上的
螺旋槽，所述滑动外套上固设有滚子和摆臂，所述摆臂与一固定在机壳外部的电动执行器相连接，所述滑动外套的一端套在第二轴承座上、且滚子可滚动地置于螺旋槽中，所述滑动外套和滑动内套之间通过支承轴承相连接，所述滑动内套与第四转子盘固定连接。
[0016] 优选地，所述电动执行器的输出端铰接有一摇杆，该摇杆通过一
连杆与所述摆臂相连接。
[0017] 优选地，所述机壳上还设有润滑液进口，该润滑液进口通过三根润滑液输入管分别连通至位于第一轴与第一轴承座之间、滑动外套与滑动内套之间、以及第二轴与第二轴承座之间的支承轴承处。
[0018] 进一步地，所述第二轴的端部固定套在一滑套中，该滑套穿设在第三转子盘中、与第三转子盘滑动配合，所述滑套的外边缘设有一圈限位凸缘。
[0019] 进一步地，所述机壳上开设有一个或多个观察孔。
[0020] 优选地，所述观察孔处
覆盖有与机壳可拆卸连接的盖板，所述盖板上固设有提手。
[0021] 优选地，所述导体盘包括朝向永磁盘的
正面盘体和背向永磁盘的背面盘片，所述正面盘体为中空结构，所述罩体固设在背面盘片上，所述进油口和出油口均开设在背面盘片上，所述正面盘体的材质为
铜或
铝，背面盘片的材质为
钢。
[0022] 如上所述，本实用新型涉及的液冷型永磁调速器，具有以下有益效果：
[0023] 1、将现有技术中采用鳍片状散热片的散热结构改为采用冷却液喷注进入永磁调速器的核心发热区域，在大大提高永磁调速器散热效率的同时，还大大降低了设备运转时的噪声；
[0024] 2、简化了气隙调节单元的结构，从而便于装配、降低制造成本，且还方便控制两个气隙同步增大或缩小，进而提高气隙控制精度；
[0025] 3、调速机构采用滚子与螺旋槽相互配合实现滑动外套和滑动内套的轴向移动，其转动灵活，滚子不易在螺旋槽中卡死，且滚子与螺旋槽接触面积更小，从而可准确控制调速机构中滑动外套和滑动内套的轴向位移，以达到准确调整任意气隙大小的要求；
[0026] 4、在设备运转过程中自动为支承轴承加注
润滑油，流过支承轴承的润滑油能够不断地将摩擦产生的热量带走，利于支承轴承在设备运转过程中及时润滑和散热，同时还能有效避免人工定时加注润滑脂所带来的麻烦；
[0027] 5、本实用新型能够应用在常规卧式安装环境下，与卧式电机相连接，且额定功率大，具有较好的应用前景。
附图说明
[0028] 图1为本实用新型的结构示意图。
[0029] 图2为图1的左视图。
[0030] 图3为图1的A-A向剖视图。
[0031] 图4为图2的B-B向剖视图。
[0032] 图5为图4的C圈放大图。
[0033] 图6为本申请中外转子的结构示意图。
[0034] 图7为本申请中内转子的结构示意图。
[0035] 图8为本申请中气隙调节单元的结构示意图。
[0036] 图9为本申请中内转子上传扭销的连接示意图。
[0037] 图10为本申请中调速机构的结构示意图。
[0038] 图11为本申请中永磁盘的结构示意图。
[0039] 元件标号说明
[0040] 1 第一轴
[0042] 2 第二轴
[0043] 3 外转子
[0044] 301 罩体
[0045] 302 进油口
[0046] 303 出油口
[0047] 304 第一转子盘
[0048] 305 第二转子盘
[0049] 306 气隙板
[0050] 307 正面盘体
[0051] 308 背面盘片
[0052] 4 内转子
[0053] 401 第三转子盘
[0054] 402 第四转子盘
[0055] 403 中间盘
[0056] 404 传扭销
[0058] 406 销孔
[0059] 407 齿条孔
[0060] 5 机壳
[0061] 501 观察孔
[0062] 502 盖板
[0063] 503 提手
[0064] 504 筒壁
[0067] 6 冷却液进口
[0068] 7 回油口
[0069] 8 气隙调节单元
[0070] 801 齿轮
[0071] 802 第一齿条
[0072] 803 第二齿条
[0073] 9 调速机构
[0074] 901 滑动外套
[0075] 902 滑动内套
[0076] 903 摆臂
[0077] 904 摇杆
[0078] 905 连杆
[0079] 10 第一轴承座
[0080] 11 第二轴承座
[0081] 111 螺旋槽
[0082] 12 支承轴承
[0083] 13 电动执行器
[0084] 14 润滑液进口
[0085] 15 滑套
[0086] 151 限位凸缘
[0087] 16 油口法兰
具体实施方式
[0088] 以下由特定的具体
实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
[0089] 须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
[0090] 本实用新型提供一种液冷型永磁调速器，用于连接电机和负载设备，起调速作用。如图1至图4所示，所述液冷型永磁调速器包括与第一轴1相连接的外转子3、以及与第二轴2相连接的内转子4，所述第一轴1和第二轴2中，有一根轴是与电机相连接的
输入轴，另一根轴是与负载设备相连接的输出轴；本实施例中，所述第一轴1为输入轴，第二轴2为输出轴，故与第一轴1相连接的外转子3为主动转子，与第二轴2相连接的内转子4为从动转子。所述外转子3和内转子4之间具有相对设置的导体盘和永磁盘，且导体盘和永磁盘之间保持有气隙，故导体盘和永磁盘构成永磁耦合器，通过永磁
磁场和感应
涡流磁场的相互作用传递扭矩，进而形成一种无形的柔性连接。优选地，如图11所示，所述永磁盘上镶嵌有多块永磁体405，且多块永磁体405的N极、S极沿永磁盘的圆周方向交替排列。
[0091] 进一步地，永磁调速器在运转过程中，导体盘上由磁感应产生的涡电流发热量巨大，为了保证设备的正常运转，必须对导体盘进行有效散热。本申请中，如图1、图4和6所示，设备散热结构包括机壳5、以及设在机壳5上的冷却液进口6和回油口7，所述第一轴1和第二轴2均可转动地支承在机壳5中，所述导体盘背对永磁盘的背面上固设有一圈罩体301，导体盘中开设有内腔，导体盘的背面开设有多个位于罩体301内侧的进油口302、以及多个位于罩体301外侧的出油口303，所述进油口302和出油口303通过内腔相连通，所述冷却液进口6通过冷却液输入管连通至导体盘上的罩体301内侧，所述出油口303通过冷却液输出管连通至回油口7。
[0092] 设备在运转过程中，冷却液通过冷却液进口6和冷却液输液管后进入罩体301的内侧、并通过罩体301改变流向；在导体盘转动的过程中，冷却液被甩溅到罩体301内侧，从而从位于罩体301内侧的进油口302进入导体盘的内腔中，并在离心
力的作用下从位于罩体301外侧的出油口303流出至冷却液输出管中，最终经回油口7流入至外部油箱中，以实现冷却液的循环流动，从而以液冷的方式带走导体盘中因涡电流产生的热量。本申请将现有技术中采用鳍片状散热片的散热结构改为液冷散热结构，其在使设备具有较好的冷却散热效果的同时，又不会使设备产生很大的噪声，从而很好地解决了现有技术中设备运转时噪声大的问题。
[0093] 优选地，如图2和图4所示，所述机壳5成圆筒状，包括筒壁504、固设在筒壁504下端的多个支撑筋板505、以及通过
螺栓固设在筒壁504两端的筒底板506，所述内转子4和外转子3均位于筒壁504内，所述第一轴1可转动地支承在第一轴承座10中，第一轴承座10内设置多个支承轴承12，用于可转动地支承第一轴1；第二轴2可转动地支承在第二轴承座11中，第二轴承座11内也设置多个支承轴承12，用于可转动地支承第二轴2，所述第一轴承座10和第二轴承座11均通过螺栓固定在机壳5的筒底板506上。位于筒壁504一端的筒底板506和固定在该筒底板506上的第一轴承座10可对第一轴1形成轴向限位，用于限制第一轴1的轴向窜动，位于筒壁504另一端的筒底板506和固定在该筒底板506上的第二轴承座11可对第二轴2形成轴向限位，用于限制第二轴2的轴向窜动，固设在筒壁504下端的多个支撑筋板505可防止两个筒底板506发生弯曲
变形，加强机壳5的整体强度，以提高支承第一轴1和第二轴2的可靠性。
[0094] 进一步地，如图4至图7所示，所述外转子3包括相对设置的第一转子盘304和第二转子盘305，所述第一转子盘304和第二转子盘305之间通过多块气隙板306连接成笼形结构，所述第一轴1的端部设有一圈径向突出的连接法兰101，该连接法兰101通过多个螺钉与第一转子盘304固定连接。所述内转子4位于外转子3的内部，且内转子4包括第三转子盘401、第四转子盘402、以及位于第三转子盘401和第四转子盘402之间的中间盘403，所述第一转子盘304和第三转子盘401相对设置且保持有气隙，第二转子盘305和第四转子盘402相对设置且保持有气隙，所述第三转子盘401与中间盘403、第四转子盘402与中间盘403均通过传扭销404相连接，如图9所示，所述传扭销404与第二轴2平行设置，所述中间盘403与第二轴2固定连接，本实施例中，中间盘403与第二轴2为键联接，以实现扭矩的传递。
[0095] 所述第一转子盘304和第三转子盘401中，有一个转子盘是导体盘，另一个转子盘是永磁盘；同理，所述第二转子盘305和第四转子盘402中，有一个转子盘是导体盘，另一个转子盘是永磁盘。本实施例中，所述第一转子盘304和第二转子盘305为导体盘，所述第三转子盘401和第四转子盘402为永磁盘，故第一转子盘304和第二转子盘305上设有所述罩体301、内腔、进油口302和出油口303，第三转子盘401和第四转子盘402上设有所述多块永磁体405。当设备运转时，第一轴1带动第一转子盘304和第二转子盘305转动，通过导体盘和永磁盘的相互配合将扭矩传递给第三转子盘401和第四转子盘402，第三转子盘401和第四转子盘402通过传扭销404将扭矩传递给中间盘403，从而带动中间盘403和第二轴2转动，通过调节内转子4两端的气隙大小来实现第二轴2转速的调节，最终实现从电机到负载设备的调速。较优地，所述导体盘(即第一转子盘304和第二转子盘305)包括朝向永磁盘的正面盘体307和背向永磁盘的背面盘片308，所述正面盘体307为中空结构，所述罩体301固设在背面盘片308上，所述进油口302和出油口303均开设在背面盘片308上，所述正面盘体307的材质为铜或铝，背面盘片308的材质为钢，所述气隙板306通过螺栓与正面盘体307和背面盘片308固定连接。
[0096] 进一步地，还包括至少一个气隙调节单元8，用于同步调节两个气隙的大小。如图8所示，所述气隙调节单元8包括可转动地置于中间盘403中的齿轮801、通过螺钉固定在第三转子盘401上的第一齿条802、以及通过螺钉固定在第四转子盘402上的第二齿条803，所述第一齿条802平行于第二齿条803，所述第一齿条802和第二齿条803分别位于齿轮801的两侧、且均与齿轮801相啮合。还包括一与第四转子盘402相连接的调速机构
9，当调速机构9向第四转子盘402施加外力，使第四转子盘402向靠近或远离第二转子盘
305的方向移动时，第四转子盘402带动第二齿条803同步轴向移动，第二齿条803和第一齿条802均与齿轮801相啮合，故第一齿条802同步轴向移动，从而使得第三转子盘401也向靠近或远离第一转子盘304的方向同步移动，以实现位于第一转子盘304和第三转子盘
401之间、以及位于第四转子盘402和第二转子盘305之间的两个气隙同步增大或缩小，从而保持内转子4两端的气隙相等，进而保证调速的稳定性和可靠性。上述气隙调节单元8结构简单易制造，从而便于装配、降低制造成本，且还方便控制两个气隙同步增大或缩小，提高气隙控制精度。当气隙调节单元8和传扭销404有多个时，则多个气隙调节单元8和传扭销404均沿中间盘403的圆周方向均匀分布。
[0097] 较优地，如图7至图9所示，所述第三转子盘401、中间盘403和第四转子盘402上均设有多个销孔406和多个齿条孔407，所述齿轮801通过转轴可转动地置于中间盘403上的齿条孔407中，固定在第三转子盘401上的第一齿条802穿设在中间盘403上的齿条孔407、并可插入第四转子盘402上对应的齿条孔407中，固定在第四转子盘402上的第二齿条803穿设在中间盘403上的齿条孔407、并可插入第三转子盘401上对应的齿条孔407中。多个传扭销404中，有一部分传扭销404固定在第三转子盘401上、并与中间盘403上的销孔406和第四转子盘402上的销孔406滑动配合，另一部分传扭销404固定在第四转子盘402上、并与中间盘403上的销孔406和第三转子盘401上的销孔406滑动配合。
[0098] 优选地，在设备运转的过程中，所述第三转子盘401和第四转子盘402均可相对第二轴2做轴向移动，如图4和图5所示，所述第二轴2的端部固定套在一滑套15中，该滑套15穿设在第三转子盘401中、与第三转子盘401滑动配合，从而实现第三转子盘401可滑动地套在第二轴2上，所述滑套15的外边缘设有一圈限位凸缘151，以防止第三转子盘401从第二轴2的端部意外脱出。
[0099] 进一步地，如图4和图10所示，所述调速机构9包括滑动外套901、位于滑动外套901内的滑动内套902、以及开设在所述第二轴承座11外周面上的螺旋槽111，所述滑动外套901上固设有滚子和摆臂903，所述摆臂903与一固定在机壳5外部的电动执行器13相连接，所述滑动外套901的一端套在第二轴承座11上、且滚子可滚动地置于螺旋槽111中，所述滑动外套901和滑动内套902之间通过支承轴承12相连接，所述滑动内套902通过螺钉与第四转子盘402固定连接。优选地，见图3，所述电动执行器13的输出端铰接有一摇杆904，该摇杆904通过一连杆905与所述摆臂903相连接，即连杆905的两端分别与摇杆
904和摆臂903相铰接，所述连杆905穿设在机壳5的筒壁504中。当需要调节气隙大小时，电动执行器13动作，依次通过摇杆904和连杆905带动摆臂903转动，进而带动滑动外套901和滚子转动，滚子在第二轴承座11外周面上的螺旋槽111内转动的同时还会产生轴向运动，从而使得滑动外套901、滑动内套902一起做轴向运动，滑动内套902又与第四转子盘402固定连接，故带动第四转子盘402同步轴向运动，再通过气隙调节单元8使得第三转子盘401轴向运动，以同步调节内转子4和外转子3之间两个气隙的大小，最终改变内转子
4和第二轴2的转速。另外，在设备运转过程中，第四转子盘402会带动滑动内套902一起转动，但由于滑动外套901和滑动内套902之间通过支承轴承12相连接，故使得在设备运转过程中滑动外套901是不转动的。该调速机构9采用滚子与螺旋槽111相互配合实现滑动外套901和滑动内套902的轴向移动，其转动灵活，滚子不易在螺旋槽111中卡死，且滚子与螺旋槽111接触面积更小，从而可准确控制调速机构9中滑动外套901和滑动内套902的轴向位移，以达到准确调整任意气隙大小的要求，实习无级平滑调速和高效节能的目的。
[0100] 优选地，所述机壳5上还设有润滑液进口14，该润滑液进口14通过三根润滑液输入管分别连通至位于第一轴1与第一轴承座10之间、滑动外套901与滑动内套902之间、以及第二轴2与第二轴承座11之间的支承轴承12处，以在对三处支承轴承12进行润滑的同时，还将在支承轴承12处因摩擦而产生的热量带走，兼润滑和散热用。另外，通入位于滑动外套901与滑动内套902之间、以及第二轴2与第二轴承座11之间的支承轴承12处的润滑液还可通过滑动外套901和滑动内套902之间、以及滑动外套901与第二轴承座11之间的间隙进入螺旋槽111中，以实现对滚子的自润滑，进一步防止滚子发生卡死现象，使得调速机构9工作更加可靠。
[0101] 进一步地，如1和图2所示，所述机壳5的筒壁504上开设有一个或多个观察孔501，所述观察孔501处覆盖有与机壳5可拆卸连接的盖板502，所述盖板502上固设有提手
503，以便设备停机检修时观察内部情况及更换配件。所述机壳5的筒壁504上通过多个螺钉固定连接有三个油口法兰16，其中一个油口法兰16上开设有所述冷却液进口6，一个油口法兰16上开设有所述润滑液进口14，最后一个油口法兰16上开设有所述回油口7，所述冷却液进口6、润滑液进口14和回油口7均外接专
门配置的油
泵和油箱套件。
[0102] 综上所述，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0103] 上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的
权利要求所涵盖。
