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申请/专利权人：江苏磁谷科技股份有限公司

摘要：本公开涉及一种永磁软启动器。永磁软启动器包括导电滑块4、弹性件3以及呈环形分布且同轴设置的永磁转子6和凸极转子2，凸极转子2位于永磁转子6的外周且凸极转子2与永磁转子6之间形成气隙，凸极转子2的内周面开设有向凸极转子2外侧延伸的多个容置空间，导电滑块4可滑动地设置在容置空间内，多个容置空间分别与导电滑块4和弹性件3一一对应，每相邻的两个容置空间之间形成有凸极，弹性件3具有使得导电滑块4朝向永磁转子6移动的弹性力。该永磁软启动器解决了现有技术中的软启动器存在工作过程传动效率低以及会产生涡流发热的问题。

主权项：1.一种永磁软启动器，其特征在于，包括导电滑块4、弹性件3以及呈环形分布且同轴设置的永磁转子6和凸极转子2，所述凸极转子2位于所述永磁转子6的外周且所述凸极转子2与所述永磁转子6之间形成气隙，所述凸极转子2的内周面开设有向所述凸极转子2外侧延伸的多个容置空间，所述导电滑块4可滑动地设置在所述容置空间内，所述多个容置空间分别与所述导电滑块4和所述弹性件3一一对应，每相邻的两个所述容置空间之间形成有凸极，所述弹性件3具有使得所述导电滑块4朝向所述永磁转子6移动的弹性力。

全文数据：永磁软启动器技术领域本公开涉及机械传动领域，具体地，涉及一种永磁软启动器。背景技术目前机械行业所用软启动器主要为液力耦合器、永磁涡流软启动器和电子软启动器三大类。液力耦合器是在钢铁、煤炭、水泥行业应用较多的一类软启动器，但也具有一定的局限性，如安装精度高、传动效率低，无法适用于低速传动、体积大、重量重、设备反转“飞车”时有爆炸风险。永磁涡流软启动器，采用非接触的磁耦合传动，允许较大的安装误差，具有良好的隔振、减振特性，但其工作过程中始终存在涡流发热问题，为异步传动。另外该永磁涡流软启动器，一般为盘式结构，工作时存在附加轴向力，对轴及轴承不利。电子软启动器，典型代表为变频调速软启动器，目前小功率变频调速已被广大用户所接受，而在大功率场合应用较少，主要原因是产品价格昂贵，高次谐波危害、过载时变频器跳动频繁、故障点排查困难等。因此，如何提供一种工作过程中传动效率高以及无涡流发热的软启动器是本领域技术人员亟待解决的技术问题。发明内容本公开的目的是提供一种永磁软启动器，该永磁软启动器解决了现有技术中的软启动器存在工作过程传动效率低以及会产生涡流发热的问题。为了实现上述目的，本公开提供一种永磁软启动器，包括导电滑块、弹性件以及呈环形分布且同轴设置的永磁转子和凸极转子，所述凸极转子位于所述永磁转子的外周且所述凸极转子与所述永磁转子之间形成气隙，所述凸极转子的内周面开设有向所述凸极转子外侧延伸的多个容置空间，所述导电滑块可滑动地设置在所述容置空间内，所述多个容置空间分别与所述导电滑块和所述弹性件一一对应，每相邻的两个所述容置空间之间形成有凸极，所述弹性件具有使得所述导电滑块朝向所述永磁转子移动的弹性力。可选地，所述凸极转子内周面设置有限位部，以限制所述导电滑块进入所述气隙中。可选地，所述限位部为形成在所述容置空间开口处的限位倒角。可选地，所述导电滑块靠近所述永磁转子的一端构造成燕尾状，以与所述限位倒角相配合。可选地，所述导电滑块靠近所述永磁转子的一端的端面为弧面，以与所述凸极转子的内周面能够形成完整的圆弧面。可选地，所述容置空间的数量为多个并沿所述凸极转子的内周面均匀分布，所述多个容置空间分别与所述导电滑块和所述弹性件一一对应。可选地，所述凸极沿所述凸极转子的内圆周面均匀分布，所述凸极的数量与所述永磁转子的磁极数相同。可选地，所述凸极转子的外周面均匀设置有多个散热筋。可选地，所述弹性件位于所述容置空间内并设置在所述导电滑块远离所述永磁转子的一侧。可选地，所述永磁软启动器还包括均呈环形的载体和紧固件，所述载体支承在所述永磁转子的内周面，所述紧固件设置在所述永磁转子的外周面，以将所述永磁转子固定在所述载体和所述紧固件之间。通过上述技术方案，启动初始，弹性件的作用力Fs将导电滑块压向容置空间靠近永磁转子的一端，从而通过凸极转子和导电滑块共同切割永磁转子的磁力线以产生感应电流，从而实现了作为主动转子的永磁转子与作为被动转子的凸极转子和导电滑块实现渐进耦合，并且，由于该永磁软启动器的永磁转子与凸极转子之间无机械连接，并且凸极转子2的凸极与导电滑块4共同参与切割永磁转子2的磁力线，避免了磁力线被拉断，从而极大降低了振动，使得永磁软启动器的启动过程非常平稳。随着凸极转子的转速提高，导电滑块受到的离心力Fl逐渐增大，使得导电滑块在容置空间中相对远离永磁转子的磁钢，此时，仅有凸极转子的凸极与永磁转子之间发生磁耦合，而导电滑块与永磁转子之间不再具有磁耦合作用，从而使该永磁软启动器由异步传动自动切换至同步传动。此外，同步传动时无涡流发热现象，无振动和噪音，并且由于凸极转子与永磁转子的转速相同，二者之间不具有转速差损失，使得传动效率高。本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：图1为本公开示例性实施方式提供的永磁软启动器的结构示意图；图2为本公开示例性实施方式提供的永磁软启动器处于工作状态时的结构示意图；图3为本公开示例性实施方式提供的凸极转子、弹性件与导电滑块的部分结构示意图。附图标记说明1散热筋2凸极转子3弹性件4导电滑块5紧固件6永磁转子7载体具体实施方式以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。本公开中，在未做相反说明的情况下，术语“外”是指相对于部件或结构本身轮廓的“外”。参阅图1，本公开的实施方式提供一种永磁软启动器，该永磁软启动器包括导电滑块4、弹性件3以及呈环形分布且同轴设置的永磁转子6和凸极转子2，凸极转子2位于永磁转子6的外周且凸极转子2与永磁转子6之间形成气隙，凸极转子2的内周面开设有向凸极转子2外侧延伸的多个容置空间，多个容置空间分别与导电滑块4和弹性件3一一对应，也就是容置空间的数量与导电滑块4的数量和弹性件3的数量是分别相同的，并且，每个容置空间中设置有一导电滑块4和一弹性件3，每相邻的两个容置空间之间形成有凸极，导电滑块4可滑动地设置在容置空间内，弹性件3具有使得导电滑块4朝向永磁转子6移动的弹性力。参阅图1和图2，永磁软启动器的启动过程如下：永磁转子6首先由外部的驱动轴启动，凸极转子2及导电滑块4切割永磁转子6的磁力线产生感应电流，与此同时便产生了感应磁场，感应磁场与永磁磁场发生耦合作用，但启动初期永磁转子6的转速低，由于负载阻力的存在，凸极转子2并不能通过磁耦合带动起来，即永磁转子6与凸极转子2之间存在较小的转速差，凸极转子2中的导电滑块4在弹性件3的作用力Fs的作用下压向永磁转子6，使得多个导电滑块4与凸极转子2的凸极形成完整的内圆弧面。随着启动时间的延长，永磁转子6和凸极转子2之间的转速差逐渐增大，感应磁场越来越强，磁耦合作用力也逐渐增大，负载被慢慢带动起来。此时，凸极转子2中的导电滑块4所受作用力也发生变化，其受弹性件3作用力Fs、离心力Fl和磁耦合排斥力Fc三力的共同作用。随着凸极转子2的转速越来越高，导电滑块4所受的离心力Fl越来越大，导电滑块4所受的磁耦合排斥力Fc也随着转速差的增大而增大，由于凸极转子2速度越来越高，凸极转子2与永磁转子6的转速差又逐渐变小，因此，导电滑块4所受的磁耦合排斥力Fc先增大后减小。弹性件3的作用力Fs使得导电滑块4沿容置空间径向靠拢永磁转子6的中心，离心力Pl和磁耦合排斥力Fc使得导电滑块4沿容置空间径向远离永磁转子6的中心，因此，弹性件3的作用力Fs、离心力Fl和磁耦合排斥力Fc共同决定导电滑块4在容置空间所处的位置。具体地，启动初始时刻，通过磁耦合驱动力矩Tq需克服启动时的惯性力矩Tg和维持负载正常运行的力矩Tc，负载慢慢被带动起来，在此启动阶段凸极转子2即负载端转速n2一直低于永磁转子6驱动端转速n1，该永磁软启动器处于异步启动阶段。随着时间的推移，凸极转子2的转速逐渐升高，直至凸极转子2几乎被完全带动起来，此时凸极转子2转速n2略低于额定转速ne，因惯性力矩Tg消失，磁耦合驱动力矩Tq将会减小，该永磁软启动器将由异步传动自动切换至同步传动，即凸极转子2转速n2等于永磁转子6转速n1。凸极转子2中的导电滑块4只受弹性件3作用力Fs和离心力Fl的作用，而此时无磁耦合排斥力Fc，此为同步传动阶段。通过上述技术方案，启动初始，弹性件3的作用力Fs将导电滑块4压向容置空间靠近永磁转子6的一端，从而通过凸极转子2和导电滑块4共同切割永磁转子6的磁力线以产生感应电流，从而实现了作为主动转子的永磁转子6与作为被动转子的凸极转子2和导电滑块4实现渐进耦合，并且，由于该永磁软启动器的永磁转子6与凸极转子2之间无机械连接，并且凸极转子2的凸极与导电滑块4共同参与切割永磁转子2的磁力线，避免了磁力线被拉断，从而极大降低了振动，使得永磁软启动器的启动过程非常平稳。随着凸极转子2的转速提高，导电滑块4受到的离心力Fl逐渐增大，使得导电滑块4在容置空间中相对远离永磁转子6的磁钢，此时，仅有凸极转子2的凸极与永磁转子6之间发生磁耦合，而导电滑块4与永磁转子6之间不再具有磁耦合作用，从而使该永磁软启动器由异步传动自动切换至同步传动。此外，同步传动时无涡流发热现象，无振动和噪音，并且由于凸极转子2与永磁转子6的转速相同，二者之间不具有转速差损失，使得传动效率高。参阅图1和图3，本公开的实施方式中，凸极转子2的内周面设置有限位部，以限制导电滑块4进入气隙中。通过该限位部可以在启动的初期限制导电滑块4进入气隙中，从而可以避免因导电滑块4进入气隙引起的振动，以使该永磁软启动器能够平稳地启动。参阅图1和图3，本公开的实施方式中，该限位部为形成在容置空间开口处的限位倒角，可以理解，该限位倒角为倾斜面，在永磁转子6的径向向外的方向上，该限位倒角使得容置空间的入口的直径逐渐增大，从而通过该限位倒角对导电滑块4进行限位，避免启动初期时导电滑块4在弹性件3的作用下进入气隙。限位倒角与凸极转子2可以为一体成型结构，或者说限位倒角为凸极转子2的一部分构成，这样可以方便限位倒角的加工。参阅图1和图3，具体地，导电滑块4靠近永磁转子6的一端构造成燕尾状，以与限位倒角相配合，由于导电滑块4的一端构造成燕尾状，相应地，限位倒角也呈燕尾状，从而可以通过在圆周方向上的多个位置对导电滑块4进行限位，以保持导电滑块4平衡地限位在容置空间内。参阅图1和图3，具体地，导电滑块4靠近永磁转子6的一端的端面为弧面，以与凸极转子2的内周面形成完整的圆弧面，在弹性件3的作用下，凸极转子2的内周面与导电滑块4靠近永磁转子6一端的端面构成圆形的表面。凸极转子2的凸极与导电滑块4组成一个完整的圆弧面，避免了在异步启动时永磁软启动器产生振动。若只有多个凸极但无导电滑块4，启动时磁力线会被周期性拉断，将引起剧烈的扭振。因此，需要凸极与导电滑块4共同参与切割永磁转子6的磁力线，以形成连续的涡流和感应磁力线，以便实现永磁转子6与凸极转子2的异步耦合平稳传动。而启动完成后，维持负载力矩下降，异步传动能够自动切换至同步传动，同步传动时不存在凸极转子2切割磁力线，无涡流产生，只有凸极转子2与永磁转子6的磁耦合吸力作用传递扭矩。本公开的实施方式中，容置空间沿凸极转子2的内周面均匀分布，也就是导电滑块4是相对凸极转子2的内周面均匀分布地，这样可以使启动初期产生的感应磁场更加均匀。参阅图1和图3，进一步地，容置空间可以构造成T型，换言之，容置空间也可以为阶梯孔，呈T型的容置空间与限位倒角相配合，可以使导电滑块4仅在容置空间的一部分内滑动。弹性件3位于容置空间内并设置在导电滑块4远离永磁转子6的一侧，其中，弹性件3可以为弹簧，弹簧可以直接安装在容置空间内，或者说，弹簧的两端无需与容置空间或者导电滑块4直接连接，而是抵接在导电滑块4与容置空间远离永磁转子6的表面之间。参阅图1，本公开的实施方式中，凸极转子2的外周面均匀设置有多个散热筋1。启动初期过程中，凸极转子2的凸极与导电滑块4切割永磁转子6的磁力线产生感应电流，从而产生发热现象，通过设置在凸极转子2外周面的散热筋1可以有效散热。参阅图1，本公开的实施方式中，永磁软启动器还包括均呈环形的载体7和紧固件5，载体7支承在永磁转子6的内周面，紧固件5设置在永磁转子6的外周面，从而将永磁转子6固定在载体7和紧固件5之间。载体7由外部的驱动轴驱动，从而通过外部的驱动轴带动永磁转子6转动。通过载体7和紧固件5可以将永磁转子6稳定地固定在载体7和紧固件5之间。其中，载体7可以采用碳钢等导磁材料制成，而紧固件5则可采用玻璃纤维或者碳纤维材料制成。参阅图1，本公开的实施方式中，凸极沿凸极转子2的内圆周面均匀分布，以与导电滑块4共同切割永磁转子6的磁力线，以产生均匀的磁场。永磁转子6的磁极的数量与凸极转子2的凸极的数量相等。二者的数量相等，可以使得同步传动时能够提供更大的传动力矩。本公开的实施方式中，永磁转子6的数量为多个，永磁转子6的磁路采用Halbach阵列或N-S交替排列。其中，Halbach阵列可以提高气隙磁密，并很容易得到正弦型分布地气隙磁场，减小转矩波动，减小轭部磁通。以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

权利要求：1.一种永磁软启动器，其特征在于，包括导电滑块4、弹性件3以及呈环形分布且同轴设置的永磁转子6和凸极转子2，所述凸极转子2位于所述永磁转子6的外周且所述凸极转子2与所述永磁转子6之间形成气隙，所述凸极转子2的内周面开设有向所述凸极转子2外侧延伸的多个容置空间，所述导电滑块4可滑动地设置在所述容置空间内，所述多个容置空间分别与所述导电滑块4和所述弹性件3一一对应，每相邻的两个所述容置空间之间形成有凸极，所述弹性件3具有使得所述导电滑块4朝向所述永磁转子6移动的弹性力。2.根据权利要求1所述的永磁软启动器，其特征在于，所述凸极转子2内周面设置有限位部，以限制所述导电滑块4进入所述气隙中。3.根据权利要求2所述的永磁软启动器，其特征在于，所述限位部为形成在所述容置空间开口处的限位倒角。4.根据权利要求3所述的永磁软启动器，其特征在于，所述导电滑块4靠近所述永磁转子6的一端构造成燕尾状，以与所述限位倒角相配合。5.根据权利要求1所述的永磁软启动器，其特征在于，所述导电滑块4靠近所述永磁转子6的一端的端面为弧面，以与所述凸极转子2的内周面能够形成完整的圆弧面。6.根据权利要求1所述的永磁软启动器，其特征在于，所述容置空间沿所述凸极转子2的内周面均匀分布。7.根据权利要求1所述的永磁软启动器，其特征在于，所述凸极沿所述凸极转子2的内圆周面均匀分布，所述凸极的数量与所述永磁转子6的磁极数相同。8.根据权利要求1所述的永磁软启动器，其特征在于，所述凸极转子2的外周面均匀设置有多个散热筋1。9.根据权利要求1所述的永磁软启动器，其特征在于，所述弹性件3位于所述容置空间内并设置在所述导电滑块4远离所述永磁转子6的一侧。10.根据权利要求1所述的永磁软启动器，其特征在于，所述永磁软启动器还包括均呈环形的载体7和紧固件5，所述载体7支承在所述永磁转子6的内周面，所述紧固件5设置在所述永磁转子6的外周面，以将所述永磁转子6固定在所述载体7和所述紧固件5之间。

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