本实用新型涉及机械传动技术领域，具体涉及一种软启动磁力耦合器。
背景技术：
目前机械行业所用磁力耦合器(又称永磁耦合器或永磁联轴器等)主要分为同步永磁传动和异步永磁传动两大类。同步永磁传动工作过程中无温升发热且传动效率高，但启动特性差；异步永磁传动工作过程中有温升发热现象、效率低，但启动特性好。对于煤炭、钢铁、电力行业的皮带输送机等设备在启动过程中需要软启动，而在启动后正常运行阶段则需要全速运行，高效传动。而现有的磁力耦合器并不能满足上述需求。
技术实现要素：
因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的磁力耦合器不能兼顾异步永磁传动的软启动和同步永磁传动的高效率的缺陷，从而提供一种异步软启动同步运行的高效率软启动磁力耦合器。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种软启动磁力耦合器，包括：
主动转子，包括与驱动端连接的第一安装部和套设连接的第二安装部及第三安装部，所述第二安装部设于所述第三安装部的内部，所述第二安装部和所述第三安装部相对设置的两个侧壁上分别设置有多个第一永磁体和金属导体环，且所述第一永磁体和所述金属导体环之间预留有第一间隙；
从动转子，包括与负载端连接的第一连接部和延伸至所述第一间隙中的第二连接部，所述第二连接部朝向所述第一永磁体和所述金属导体环的侧壁上分别设置有多个第二永磁体和多个第三永磁体；
其中，所述金属导体环和所述第三永磁体之间的异步磁耦合力矩大于所述第一永磁体和第二永磁体之间的同步磁耦合力矩。
所述的软启动磁力耦合器，所述驱动端的驱动力矩不小于所述负载端的惯性力矩和维持所述负载端的正常运行力矩之和。
所述的软启动磁力耦合器，所述第一安装部与所述第二安装部固接，且所述第一安装部与所述第三安装部在轴向上可滑移连接，以改变所述金属导体环和所述第三永磁体之间的异步磁耦合面积。
所述的软启动磁力耦合器，所述第三安装部上成型有允许所述第一安装部贯穿的通孔，所述第三安装部安装于所述第一安装部上，并通过可滑移花键连接。
所述的软启动磁力耦合器，还包括贯穿所述第三安装部延伸至所述第二安装部内部的紧固件。
所述的软启动磁力耦合器，还包括贯穿所述第三安装部延伸至与所述第二安装部抵接的支撑件。
所述的软启动磁力耦合器，还包括固定在所述第三安装部上且与所述金属导体环相对设置的散热结构。
所述的软启动磁力耦合器，所述散热结构为多个垂直于所述第三安装部的轴向设置的散热片。
所述的软启动磁力耦合器，多个所述第一永磁体、多个第二永磁体和多个第三永磁体组成的磁路均采用halbach阵列或n－s交替排列。
所述的软启动磁力耦合器，所述第一永磁体、第二永磁体和第三永磁体为钕铁硼稀土材质，所述金属导体环为黄铜或铝合金材质。
本实用新型技术方案，具有如下优点：
1.本实用新型提供的软启动磁力耦合器，通过设定金属导体环和第三永磁体之间的异步磁耦合力矩以及第一永磁体和第二永磁体之间的同步磁耦合力矩之间的大小，实现了设备的异步软启动和启动后的同步运行，大大降低了启动时的冲击，隔振降噪，节省了前期成本和后期维护费用，同时保证了正常运行时的传动效率，满足了使用需求。
2.本实用新型提供的软启动磁力耦合器，由于第一安装部与第三安装部在轴向上滑动连接，因此可以通过移动第一安装部的位置，改变金属导体环和第三永磁体之间的异步磁耦合面积，进而调整异步磁耦合力矩的大小，实现软启动，并在负载转速接近额定转速时，自动切换至同步运行，结构简单，易于实现。
3.本实用新型提供的软启动磁力耦合器，第二安装部和第三安装部上紧固件和支撑件的设置，使得第一安装部在移动后能够固定在当前位置，防止设备运行时第一安装部和第三安装部之间发生相对滑动，影响正常运行。
4.本实用新型提供的软启动磁力耦合器，第三安装部上散热结构的设置，可以将设备运行时产生的热量及时散出，最大程度上降低了温升，延长了设备的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型提供的软启动磁力耦合器的示意图；
图2为图1的a－a向剖视图。
附图标记说明：
1、主动转子；2、从动转子；3、第一安装部；4、第二安装部；5、第三安装部；6、第一永磁体；7、金属导体环；8、第一连接部；9、第二连接部；10、第二永磁体；11、第三永磁体；12、紧固件；13、支撑件；14、散热结构。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
如图1和2所示的软启动磁力耦合器的一种具体实施方式，包括与驱动端连接的主动转子1和与负载端连接的从动转子2，主动转子1和从动转子2为非接触磁力传动。主动转子1包括与驱动端连接的第一安装部3和套设连接的第二安装部4及第三安装部5，所述第一安装部3与所述第二安装部4固接，第二安装部4和第三安装部5均为筒体，且所述第二安装部4设于所述第三安装部5的内部。所述第二安装部4和所述第三安装部5相对设置的两个侧壁上分别设置有多个第一永磁体6和金属导体环7，多个第一永磁体6采用halbach阵列沿第二安装部4的周向分布，且所述第一永磁体6和所述金属导体环7之间预留有第一间隙。
从动转子2包括与负载端连接的第一连接部8和延伸至所述第一间隙中的第二连接部9，第二连接部9与第三安装部5不接触。所述第二连接部9朝向所述第一永磁体6和所述金属导体环7的侧壁上分别设置有多个第二永磁体10和多个第三永磁体11，多个第二永磁体10和多个第三永磁体11均采用halbach阵列沿第二连接部9的周向分布，且第二永磁体10和第一永磁体6以及第三永磁体11和金属导体环7之间分别预留有第二间隙和第三间隙。
为了便于调整异步磁耦合力矩的大小，所述第一安装部3与所述第三安装部5在轴向上可滑移连接，具体为，所述第三安装部5的底壁中央成型有允许所述第一安装部3贯穿的通孔，所述第三安装部5安装于所述第一安装部3上，并通过可滑移花键连接，通过移动第三安装部5的位置改变所述金属导体环7和所述第三永磁体11之间的异步磁耦合面积。当第三安装部5向右移动时，金属导体环7与第三永磁体11之间的异步磁耦合面积减小，相应地异步磁耦合力矩减小；当第三安装部5向左移动至金属导体环7与第三永磁体11基本重合时，金属导体环7与第三永磁体11之间的异步磁耦合面积最大，异步磁耦合力矩最大。
为了实现第三安装部5在位置调整后的固定，还包括贯穿所述第三安装部5延伸至所述第二安装部4内部的作为紧固件12的锁紧螺钉和贯穿所述第三安装部5延伸至与所述第二安装部4抵接的作为支撑件13的支撑螺钉。当需要调整第三安装部5的位置时，先将锁紧螺钉和支撑螺钉取出，在第三安装部5调整到位后，再将锁紧螺钉和支撑螺钉穿过第三安装部5并与第二安装部4的相应位置固定。
为了将设备工作时产生的热量及时散出，在所述第三安装部5与设有所述金属导体环7的内壁相对的外壁上设有散热结构14。具体地，所述散热结构14为多个垂直于所述第三安装部5的轴向设置的散热片。
所述第一永磁体6、第二永磁体10和第三永磁体11为钕铁硼稀土材质，所述金属导体环7为非导磁性的黄铜或铝合金材质。
所述驱动端的驱动力矩大于所述负载端的惯性力矩和维持所述负载端的正常运行力矩之和，以使得驱动端带动主动转子1转动，此时主动转子1的金属导体环7切割从动转子2的第三永磁体11的磁力线，在金属导体环7的内表面产生感应电流和感应磁场，该感应磁场与第三永磁体11的永磁场之间产生异步磁耦合力矩，且逐渐增大，直至大于所述负载端的惯性力矩和维持所述负载端的正常运行力矩之和，将负载带动起来，同时由于所述异步磁耦合力矩的最大值大于所述同步磁耦合力矩的最大值，因此实现异步软启动。随着负载转速慢慢增加，当负载转速接近额定转速时，负载惯性力矩很小，甚至为零，由于所述第一永磁体6和所述第二永磁体10之间的同步磁耦合力矩小于所述负载端的惯性力矩和维持所述负载端的正常运行力矩之和，同时大于维持所述负载端的正常运行力矩，因此该同步磁耦合力矩不能实现设备的启动，但能维持负载的正常运行。当负载惯性力矩降低为接近零时，调整第三安装部5的位置，减小金属导体环7和第三永磁体11之间的磁耦合面积，直至异步磁耦合力矩小于同步磁耦合力矩，设备自动切换至同步运行阶段，实现了同步永磁耦合驱动。
作为替代的实施方式，所述驱动端的驱动力矩等于所述负载端的惯性力矩和维持所述负载端的正常运行力矩之和。所述金属导体环7和所述第三永磁体11之间的异步磁耦合力矩等于所述负载端的惯性力矩和维持所述负载端的正常运行力矩之和。所述第一永磁体6和所述第二永磁体10之间的同步磁耦合力矩等于维持所述负载端的正常运行力矩。
作为替代的实施方式，可以直接移动金属导体环7或第三永磁体11的位置，以改变二者之间的耦合面积。
作为替代的实施方式，多个所述第一永磁体6、多个第二永磁体10和多个第三永磁体11组成的磁路均采用n－s交替排列。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。
1.一种软启动磁力耦合器，其特征在于，包括：
主动转子(1)，包括与驱动端连接的第一安装部(3)和套设连接的第二安装部(4)及第三安装部(5)，所述第二安装部(4)设于所述第三安装部(5)的内部，所述第二安装部(4)和所述第三安装部(5)相对设置的两个侧壁上分别设置有多个第一永磁体(6)和金属导体环(7)，且所述第一永磁体(6)和所述金属导体环(7)之间预留有第一间隙；
从动转子(2)，包括与负载端连接的第一连接部(8)和延伸至所述第一间隙中的第二连接部(9)，所述第二连接部(9)朝向所述第一永磁体(6)和所述金属导体环(7)的侧壁上分别设置有多个第二永磁体(10)和多个第三永磁体(11)；
其中，所述金属导体环(7)和所述第三永磁体(11)之间的异步磁耦合力矩大于所述第一永磁体(6)和第二永磁体(10)之间的同步磁耦合力矩。
2.根据权利要求1所述的软启动磁力耦合器，其特征在于，所述第一安装部(3)与所述第二安装部(4)固接，且所述第一安装部(3)与所述第三安装部(5)在轴向上可滑移连接，以改变所述金属导体环(7)和所述第三永磁体(11)之间的异步磁耦合面积。
3.根据权利要求2所述的软启动磁力耦合器，其特征在于，所述第三安装部(5)上成型有允许所述第一安装部(3)贯穿的通孔，所述第三安装部(5)安装于所述第一安装部(3)上，并通过可滑移花键连接。
4.根据权利要求2所述的软启动磁力耦合器，其特征在于，还包括贯穿所述第三安装部(5)延伸至所述第二安装部(4)内部的紧固件(12)。
5.根据权利要求4所述的软启动磁力耦合器，其特征在于，还包括贯穿所述第三安装部(5)延伸至与所述第二安装部(4)抵接的支撑件(13)。
6.根据权利要求1－5任一项所述的软启动磁力耦合器，其特征在于，还包括固定在所述第三安装部(5)上且与所述金属导体环(7)相对设置的散热结构(14)。
7.根据权利要求6所述的软启动磁力耦合器，其特征在于，所述散热结构(14)为多个垂直于所述第三安装部(5)的轴向设置的散热片。
8.根据权利要求1－5任一项所述的软启动磁力耦合器，其特征在于，多个所述第一永磁体(6)、多个第二永磁体(10)和多个第三永磁体(11)组成的磁路均采用halbach阵列或n－s交替排列。
9.根据权利要求1－5任一项所述的软启动磁力耦合器，其特征在于，所述第一永磁体(6)、第二永磁体(10)和第三永磁体(11)为钕铁硼稀土材质，所述金属导体环(7)为黄铜或铝合金材质。
技术总结