[發明專利]一種新型調磁式異步磁力聯軸器Halbach陣列結構設計

在審

• 申請號: 201611055008.3
• 申請日: 2016-11-25
• 公開（公告）號: CN108108503A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 劉德寶
• 申請（專利權）人: 劉德寶
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種新型調磁式異步磁力聯軸器Halbach陣列結構設計，其特征在于：該方法是為了提升調磁式異步磁力聯軸器的傳動性能，將 Halbach 永磁陣列應用于該類磁力聯軸器中，利用有限元軟件對其進行仿真，得到了對應不同永磁陣列的聯軸器磁感應強度分布云圖、磁力線分布圖及輸出轉矩隨時間的變化曲線，研究結果表明，當采用 Halbach 陣列時，磁力聯軸器的主磁路外轉子不需要軛鐵，可減小機構的轉動慣量；相比傳統陣列，Halbach 陣列可明顯提高聯軸器的輸出轉矩；相比采用傳統陣列磁體的聯軸器，對應 90°、60°、45°Halbach 陣列的聯軸器可使輸出轉矩分別提高 34.1%、52.3%、56.8%。

2.根據權利要求 1所述的新型調磁式異步磁力聯軸器Halbach陣列結構設計，其特征在于，所述解析模型，調磁式異步磁力聯軸器結構形式為圓筒式，而且其永磁體只布置在外轉子上，所以該類聯軸器應用 Halbach 陣列時主要采用環形向內側聚磁結構，根據每極永磁體塊數的不同可分為多種結構，包括90°（每極2段）、60°（每極3段）、45°（每極4 段）Halbach 陣列等。

3.根據權利要求 1所述的新型調磁式異步磁力聯軸器Halbach陣列結構設計，其特征在于，所述的結構參數，外轉子磁極對數為15對，調磁極片數量為22，內轉子外半徑為63mm，采用24槽（6×6mm2），內、外氣隙厚度均為 1mm；有限元模型中材料屬性定義如下：永磁體為N35稀土釹鐵硼材料，剩磁Br=1.21T，相對回復磁導率為1.05；內、外轉子軛鐵材料為 10鋼；鼠籠導條材料為銅，相對回復磁導率為1；調磁極片中硅鋼片選用 DW315-50；內外氣隙材料定義為空氣。

4.根據權利要求 1所述的新型調磁式異步磁力聯軸器Halbach陣列結構設計，其特征在于，所述的實驗驗證，作用是為了驗證優化設計的有效性，磁力聯軸器的主磁路走向為：磁體 N 極→外轉子軛鐵→磁體 S 極→外氣隙→調磁極片→內氣隙→內轉子軛鐵→繞過銅條→內氣隙→調磁極片→外氣隙→磁體 N 極；而當永磁體為 Halbach 陣列時外轉子軛鐵上的磁力線卻十分稀疏，這是由于 Halbach 陣列中的非徑向磁化磁體為磁力線提供了路徑，此時磁力線主要從非徑向磁化磁體通過而不是外轉子軛鐵，所以此時磁力聯軸器的主磁路走向為：徑向磁化磁體N極→非徑向磁化磁體→徑向磁化磁體S極→外氣隙→調磁極片→內氣隙→內轉子軛鐵→繞過銅條→內氣隙→調磁極片→外氣隙→徑向磁化磁體N極。