[實用新型]一種改進型同心式磁力齒輪裝置

有效

• 申請號: 201520686442.6
• 申請日: 2015-09-07
• 公開（公告）號: CN204858940U
• 公開（公告）日: 2015-12-09
• 發明（設計）人: 井立兵;柳霖;高起興;羅正豪;解立輝
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: H02K51/00
• 分類號: H02K51/00
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

技術領域

本實用新型涉及一種改進型同心式磁力齒輪裝置。

背景技術

同心式磁力齒輪是通過非機械接觸傳遞磁力的一種傳動裝置。它是利用磁場調制原理實現大轉矩傳遞,與傳統的機械齒輪相比,同心式磁力齒輪克服了機械齒輪傳動裝置所固有的機械疲勞、摩擦損耗及振動噪聲等缺點，運行過程中無需潤滑，具有自動過載保護功能，但磁力齒輪電磁場計算比較復雜，采用有限元計算磁力齒輪電磁場過程中，雖然計算時間長，但計算精度很高，且有良好的網格品質保證其高精度。計算中兩個轉子的轉速和方向不同，任一方的相對移動必然影響到另一方，所以正確地設置轉子的轉速和方向極其關鍵。

電磁轉矩是電機實現機電能量轉換重要參數之一，準確計算磁力齒輪電磁轉矩是設計、分析磁力齒輪的關鍵。有限元法計算電磁轉矩，一般采用虛位移法和麥克斯韋應力張量法。從計算精度方面考慮，兩種方法都要有高質量的網格剖分。虛位移法計算比較繁瑣；而麥克斯韋應力張量法計算電磁轉矩時，氣隙中的線積分路徑需穿過許多有限元網格，網格的品質及從何處穿過網格單元都會對計算結果產生影響。計算出的電磁轉矩隨氣隙半徑的變化而變化，沒有體現出麥克斯韋應力在電機氣隙里與所取曲面無關的特性。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，提供一種改進型同心式磁力齒輪裝置。

為了實現上述目的，本實用新型的技術方案是：一種改進型同心式磁力齒輪裝置，包括外轉子和內轉子，從外轉子向內轉子之間依次設有外轉子永磁體、調磁環、內轉子永磁體，所述調磁環與內轉子永磁體之間設有機械橋。

所述轉子永磁體與調磁環之間設有外層氣隙區；機械橋與內轉子永磁體之間設有內層氣隙區。

所述機械橋為硅鋼材料制成。

所述調磁環為非導磁材料與硅鋼到此材料交錯設置的環形結構。

本實用新型改進了一種調磁環帶機械橋的同心式磁力齒輪裝置，并計算了磁力齒輪的氣隙磁場和電磁轉矩。通過與不帶機械橋的磁力齒輪內外氣隙磁密波形比較，改進型磁力齒輪氣隙磁場幅值較大，電磁轉矩輸出較無機械橋時提高了21％，且保持磁力齒輪的傳動比，轉矩密度顯著提高。為低轉速大轉矩傳動裝置提供了一種有效方式。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明：

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為本實用新型圖1中B處的放大結構示意圖；

圖3為本實用新型內層氣隙徑向磁密比較圖；

圖4為本實用新型內層氣隙切向磁密比較圖；

圖5為本實用新型內層氣隙徑向諧波幅值情況圖；

圖6為本實用新型內層氣隙切向諧波幅值情況圖；

圖7為本實用新型外層氣隙磁密徑向幅值；

圖8為本實用新型外層氣隙磁密切向幅值；

圖9為本實用新型無機械橋時內外轉子靜態轉矩；

圖10為本實用新型內轉子輸出轉矩；

圖11為本實用新型外轉子輸出轉矩；

圖中：外轉子1、內轉子2、外轉子永磁體3、調磁環4、內轉子永磁體5、機械橋6、外層氣隙區7、內層氣隙區8。

具體實施方式

如圖1-2所示，一種改進型同心式磁力齒輪裝置，包括外轉子1和內轉子2，從外轉子1向內轉子2之間依次設有外轉子永磁體3、調磁環4、內轉子永磁體5，所述調磁環4與內轉子永磁體5之間設有機械橋6。

所述轉子永磁體3與調磁環4之間設有外層氣隙區7；機械橋6與內轉子永磁體5之間設有內層氣隙區8。

所述機械橋6為硅鋼材料制成。

所述調磁環4為非導磁材料與硅鋼到此材料交錯設置的環形結構。

設定內外轉子分別為4對極和17對極，調磁環齒數Q＝21對。根據同心式磁力齒輪調制原理，調磁環靜止不動，高速轉動的內轉子和低速轉動的外轉子沿不同方向旋轉，同心式磁力齒輪傳動比可表示為：