| WO2014012228A1 | 2014-01-23 |
| CN203166731U | 2013-08-28 | |||
| CN103532339A | 2014-01-22 | |||
| CN102931806A | 2013-02-13 | |||
| CN2681877Y | 2005-03-02 | |||
| CN101997391A | 2011-03-30 | |||
| CN102255451A | 2011-11-23 | |||
| CN202381387U | 2012-08-15 | |||
| US20020132670A1 | 2002-09-19 |
| 权 利 要 求 书 本发明重在纖到一种解 *太功率、 高擁 动设备调速节饞翁 tt* tt， 伴髓着違种 ft术 方法面 伸 闘大系到 E型清 ft 电 调逮盘式碰力耦合器一風冷 E型淒珠 fttt电动僵 速盘式磁親 (FTE系列）、 液冷 E ¾滚珠丝杠电动 速盘式磁耦 (YTE系列）、 串联風冷 E靈 讓珠 ¾电 调速童式磁耦 (CFTE系到）、串联液冷 E型滚珠 tt电动潤逮童式磁耦 icrm 系列〉。 权力要求如下 1、 磁耩串联外转子电 *讓珠 ft*动调速《挟术方 i^^ft法用 解决大 Λ率、高纏 « 动 ¾备«调速节能， 其特征是鼂过中 籍动轴中雌主电纖 剩 Λ纽鈐转子电机滚 ft ft电动 调速机构同时运动. 2, 并转子电桃滚珠丝 II调逮机 调 *»ft拿方 —其眷 是卦转子电机 譲珠 *! 缀合应屬》 未接通电源时， 外转子电机定子、 转子、 滚珠 ft组件与中 籍动轴關歩旋转， 相对静止， 接通电瀛开关后， #转子电视转子与定子之阖優權 转动《电 Λ定子与中 善动 轴爾歩转动》， 丽由舊轮誉动箫动羞 tt转动， 丝杠转动, ¾¾鳔母湯轴 «移魂， 带动磁体固 定盘滑中 、善动軸滑动， Λ而酸变磁体固定盘与感应盘之闻 ft!距离（磁场耦合间隙)，途劃调 速节能的目的。 3. 电动调速专用高速 H转接头翁 tt术方法一电动髑速专用高速回转接头 ή幽转子和 外转子两大部分纽戚， 转子静止不动， 屬》连接外鄒电灘， ή转子寒中 善动轴國歩高速 转动， 两者纏对静 ±, ή 转子翁电流通路按电接触理 飾黡¾« 4, 高速回转密封中利用导向销来控制靜簧薷动賺搶术方法一存在予电动调速专用高 速 Η转接头雨靖采用的密封结梅中攀液冷 Ε變滚珠 H¾电动调速盘式磁轔两嶠諭害髮结職 中. 5, 凤冷 E靈濃珠 ¾：电动调速盘式磁韉 系列》翁结 方案一莫特征是电动调速 专用高遮闘转接头、 外转子电机滚珠丝杠调速机构。 、麵 E S讓珠 *ft电动镛進倉式磁耦 (ΤΓΕ系列）的结抅方案——其特征是电动调逮 专用高遮國转接头、 外转子电机滚珠丝杠调速机构、 磁稱内外转子和外壳三者之间的 ¾速 转密封结构。 7、 串联风冷 E型滚珠丝杠电动调逨盘式磁《 (CFTE系 》翁贛 方案一其特征是电 动瀵速专用高逮 H转接头、 外转子电机滚珠丝杠调速机构、 串联结构 (说明书中所示为三组 串联， 可串联两鐘或多组， 结构一样)。 8、 串联液冷 E型滚珠丝杠电动调速盘式磁犠 (CYTE系列)的结构方案——其特征是电 动调速专用高遽 B转接头、 鈐转子电机滚珠 il调《机构、 磁耦肉 養子囊 壳三者之 Λ翁 富逮闘转窗封结构、 串联结构 («囊书中厨示 *三組串联， 可串联两組或多组， 结构一样）。 |
| 经修改的权利要求 国际局收到曰 ： 2015年 3月 26曰（26.03.2015) 1、 风冷 E型滚珠丝杠电动调速盘式磁力耦合器的结构方案， 其特征是： 包括电动调速专 用高速回转接头、 外转子电机滚珠丝杠调速机构。 2、 液冷 E型滚珠丝杠电动调速盘式磁力耦合器的结构方案， 其特征是： 包括电动调速专 用高速回转接头、 外转子电机滚珠丝杠调速机构、 以及磁力耦合器内外转子和外壳三者之间 的高速回转密封结构。 3、 串联风冷 E型滚珠丝杠电动调速盘式磁力耦合器的结构方案， 其特征是： 包括电动调 速专用高速回转接头、 外转子电机滚珠丝杠调速机构， 两组或三组以上结构相同的磁力耦合 器串联。 4、 串联液冷 E型滚珠丝杠电动调速盘式磁力耦合器的结构方案， 其特征是： 包括电动调 速专用高速回转接头、 外转子电机滚珠丝杠调速机构、 以及磁力耦合器内外转子和外壳三者 之间的高速回转密封结构， 两组或三组以上结构相同的磁力耦合器串联。 5、 根据权利要求 1、权利要求 2、权利要求 3、权利要求 4所述的 E型滚珠丝杠电动调速 盘式磁力耦合器， 其特征是使用外转子电机滚珠丝杠调速机构调速的技术方法： 外转子电机 和滚珠丝杠组合应用， 未接通电源时， 外转子电机定子、 转子、 滚珠丝杠组件与中心传动轴 同步旋转， 相对静止， 接通电源开关后， 外转子电机转子与定子之间便相对转动， 电机定子 与中心传动轴同步转动， 从而由齿轮传动带动丝杠转动， 丝杠转动， 滚珠丝杠的螺母沿轴向 移动， 带动磁体固定盘沿中心传动轴滑动， 从而改变磁体固定盘与感应盘之间的距离 （磁场 耦合间隙）， 达到调速节能的目的。 6、 根据权利要求 1、权利要求 2、权利要求 3、权利要求 4所述的 E型滚珠丝杠电动调速 盘式磁力耦合器， 其特征是使用电动调速专用高速回转接头： 电动调速专用高速回转接头由 内转子和外转子两大部分组成， 外转子静止不动， 用以连接外部电源， 内转子和中心传动轴 同步高速转动， 两者相对静止， 内外转子的电流通路按电接触理论的原理。 7、 根据权利要求 3、 权利要求 4所述的串联 E型滚珠丝杠电动调速盘式磁力耦合器， 其 特征是使用磁力耦合器串联外转子电机滚珠丝杠调速机构电动调速的技术方法： 通过中心传 动轴中的主电缆控制几组外转子电机滚珠丝杠调速机构同时运动， 以解决大功率、 高扭矩动 设备的调速节能。 6 修改页 （条约第 19条) |
¾ ^领域
动力传动、 节能减排、 动设备、 磁力驱动。 背景技术
从人类利用地磁驱动发明罗盘开始， 磁场能量的利用研究便一直没有停止过。 伴随着现 代磁学理论的发展， 磁力驱动产品在工业中的应用便层出不穷， 磁力泵、 磁力轴承、 磁力耦 合器、磁力齿轮等等。 限于磁性材料的制约， 磁力驱动技术发展缓慢， 直到 1983年， 中国发 明了高性能永磁材料钕铁硼， 磁力驱动产品才得到快速发展应用。
磁力藕合器从磁力泵等磁力驱动产品中独立出 来作为单独的分支发展以来， 出现了形形 色色的产品， 但都局限于结构方面的原因， 只能局限于中小功率、 中小扭矩区间的动设备动 力传动应用中，而且价格昂贵。像火电厂的一 次风机（6000KW, 1496r/min)、二次风机（4550KW, 1495r/min)、 碎煤机 ( 1200 W, 490r/min)和钢厂、 矿场的大型风机等动设备， 现有技术和 产品都无法满足实际应用需求。
节能减排是目前迫切需求。 动设备节能， 目前比较高效的有变频调速节能和沟槽凸轮机 构调速磁力耦合器调速节能。变频器使用寿命 较短， 环境适应能力差， 占地空间大， 维护需 求高， 高压变频器故障率则更高， 可靠性差。 目前已进行应用的沟槽凸轮机构调速磁耦（筒 式和盘式）因结构原因应用范围有限， 且价格昂贵。 液冷沟槽凸轮机构调速盘式磁耦只能勉 强应用到 2500KW以下中等转速的动设备中，风冷沟槽凸轮 机构调速盘式磁耦只能勉强应用到 350KW以下中等转速的动设备中。 筒式磁耦则更差， 液冷调速产品只能勉强应用到 800KW以 下中等转速的动设备中， 且安全可靠性不高。
发明内容
本发明重在找到一种解决大功率、 高扭矩动设备调速节能的技术方法， 伴随着这种技术 方法而引伸出四大系列 E型滚珠丝杠电动调速盘式磁力耦合器一风冷 E型滚珠丝杠电动调 速盘式磁耦（FTE系列）、液冷 E型滚珠丝杠电动调速盘式磁耦（YTE系列）、 串联风冷 E型滚 珠丝杠电动调速盘式磁耦（CFTE系列）、 串联液冷 E型滚珠丝杠电动调速盘式磁耦（CYTE系 列）。 附圉说明
图 1为风冷 E型滚珠丝杠电动调速盘式磁耦（FTE系列）， 图 2为液冷 E型滚珠丝杠电动 调速盘式磁耦（YTE系列）， 图 3为串联风冷 E型滚珠丝杠电动调速盘式磁耦 （CFTE系列）， 图 4为串联液冷 E型滚珠丝杠电动调速盘式磁耦 (CYTE系列）。
四大系列 E型滚珠丝杠电动调速盘式磁耦， 都包含如下几个部分： 图中标号 1和 5为感 应盘， 2和 4为磁块画定盘， 3为外转子电机滚珠丝杠调速机构， 6为电动调速专用高速回转 接头。
对于液冷 E型滚珠丝杠电动调速盘式磁耦 (YTE系列、 CYTE系列）， 图中标号 7为高速回 转密封组件， 保证磁耦内部的冷却液（油或水）不会泄露。
对于串联 E型滚珠丝杠电动调速盘式磁耦（CFTE系列、 CYTE系列）， 理论上可串联任意 组， 可根据需要决定， 图 3和图 4所示均为 3组串联， 图中标号 8为中间串联的感应盘和磁 块固定盘。
四大系列 E型滚珠丝杠电动调速盘式磁耦中，所有的感 ^：由限位螺栓联结组成外转子， 所有的磁块固定盘串联在中心传动轴上， 和外转子电机滚珠丝杠调速机构一起组成内转 子， 中心传动轴中有电线连接电机（电机定子固定 在中心传动轴上， 和中心转动轴相对静止）和 电动调速专用高速回转接头的内转子（和中心 传动轴相对静止)， 电动调速专用高速回转接头 的外转子由双向开关连接外部电源。双向开关 控制进入电机的电流方向，从而改变电机转向 。 电机外转子带动丝杠转动（齿轮传动）， 丝杠转动， 丝杠螺母（和磁块固定盘固定在一起）沿 轴向移动，从而改变磁块固定盘和感应盘之间 的距离（磁场耦合间隙）， 以达到调速节能的目 的（磁场耦合间隙的变化， 将导致磁耦内外转子转差的变化， 也就是输入输出转速的变化）。
图 5和图 6为外转子电机滚珠丝杠调速机构， 电机的中心轴可做成空心结构（用紧定螺 钉固定在中心传动轴上）， 以便电机由专业厂家批量生产，丝杠可选用现 有系列产品， 与齿轮 过盈配合。
图 7、 图 8、 图 9、 图 10所示为电动调速专用高速回转接头， 采用模块化串联结构， 可串 联任意通道， 图 7中所示为三通道， 两端密封环 6-20、 6-21可采用碳化钨、 石墨等材料，中 间有电线进出部分的 6-5、 6 7、 6-8、 6-24、 6-25可采用电绝缘材料， 6- 22采用电接触材料， 6-23采用电绝缘材料镶嵌电接触材料的组合结 ， 6- U为弹簧，用来平衡接触压力， 弹簧处 的导向销 6-15对弹簧起导向限位作用， 防止高速回转时弹簧在离心力作用下失效。
图 11所示为液冷 E型滚珠丝杠电动调速盘式磁耦（YTE系列、 CYTE系列）外壳与内部的 高速回转密封组件，密封环 7-3、 7—4、 7-6、 7-7为动密封，根据冷却液的不同可逸用碳化钨 、 石墨等材料， 弹簧 7- 11用来补偿密封环的磨损， 平衡密封压力， 弹簧处的导向销 7- 2对弹簧 起导向 fe位作用，防止高速回转时弹簧在离心力作用 失效，定位销 7-1、 7- 10与导向销 7-2 组合起定位作用， 7-5、 7-8、 7- 9为静密封， 用 0形圈即可。
画 12为串联 E型滚珠丝杠电动调速盘式磁耦（CFTE系列、 CYTE系列） 中间串联的感应 盘和磁块固定盘， 定位套 8-1、 8 2将感应盘定位于磁耦外转子的联结螺杆上， 限位套 8- 8对 磁块固定盘在中心传动轴上滑动起限位作用。
图 13、 图 14为感应盘， 盘面上分布有凸起叶片， 已助散热。未知设备旋向时， 可选用图 13所示形状， 如已知设备旋向， 可选用图 14所示钠流线形状， 已增加散热量并减小扰流噪 声。
图 15所示为磁块固定盘上磁块的分布情况及形状 磁块圆弧过渡， 避免用方形所造成的 感应磁场畸形。
图 16、 图 17、 图 18所示为电动调速专用高速回转接头的成组方 ， 采用模块化串联结 构， 可串联任意通道， 图 16中所示为三通道， 其内转子由螺栓 4联结各部分， 然后和回转接 头的外转子装配组成一个整体， 再用定位嫘钉固定于中心传动轴上， 内转子和中心传动轴同 步转动， 其外转子静止不动， 以连接外部电源。
关于中心传动轴中细长孔的制造工艺， 可直接进行细长孔加工。 为简化加工工艺， 降低 制造成本， 也可采用铝挤型成型， 然后与中心传动轴进行嵌套的方法， 见图 19。
图 20所示为 FTE系列磁耦取下内部两端支承轴承的结构示意 ，传动轴之间联揆采用胀套， 其它系列也可这样做， 但这种方案仅可用在低载情况和轴窜很微小的 情况， 原因如下： 感应 盘 1和 5由螺栓联结组成外转子， 磁块固定盘 2和 4与调速机构 3、 回转接头 6由中心传动 轴连接组成内转子， 内外转子互不接触， 但由于装配时很难保证感应盘与磁块固定盘的 平行 度， 所以会对电机中心轴轴承支承处和负载传动轴 轴承支承处造成交变应力 （磁场耦合附加 弯矩的作用）， 以致于轴过度磨损失效。此外， 轴窜的影响会造成不稳定运转， 严重时会造成 事故。 ^的来说， 此种方案要慎用。
具体 ¾ ^式
E型滚珠丝杠电动调速盘式磁力耦合器所包含 各组成零部件，现代工业制造技术均可加 工制造。 滚珠丝杠、 电机、 磁块、 轴承均可由专业厂商配套生产， 其它零部件机加工、 模具 成形、 焊接即可。
E ¾漆珠丝訂申.动调谏盘式磁力耦合器作为一种 动设备， 其成品要想成功应用， 必须具备 以下两个条件： （1)功率标定——建立完备的测试台架（各功 扭矩区间）， 以完成系列化产 品的标定。 （2)动平衡检测 ~~ "旋转设备必须达到相关标准规定的动平衡要 ， 以达到必要 的安全可靠性。