[發(fā)明專利]集成磁齒輪復(fù)合電機(jī)的雙磁場調(diào)制式變速傳動(dòng)裝置

在審

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• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號(hào): CN113193725A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王均剛;錢立群;徐帥睿;墨蕊娜
• 申請（專利權(quán)）人: 華東交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H02K49/10
• 分類號(hào): H02K49/10;H02K1/14;H02K1/27;H02K5/16
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 何世磊

本發(fā)明公開了一種集成磁齒輪復(fù)合電機(jī)的雙磁場調(diào)制式變速傳動(dòng)裝置，包括集成的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與傳動(dòng)系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由同軸安裝的電機(jī)定子與電機(jī)轉(zhuǎn)子組成，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的電機(jī)為場調(diào)制永磁電機(jī)，電機(jī)定子由調(diào)磁塊與電機(jī)定子齒集成為一體，電機(jī)轉(zhuǎn)子的永磁體采用內(nèi)嵌輻條聚磁式排布方式；傳動(dòng)系統(tǒng)采用非均勻氣隙的磁齒輪傳動(dòng)，所述傳動(dòng)系統(tǒng)包括同軸安裝的內(nèi)轉(zhuǎn)子、調(diào)磁環(huán)和外轉(zhuǎn)子，傳動(dòng)系統(tǒng)的外轉(zhuǎn)子永磁體采用凸極結(jié)構(gòu)，外轉(zhuǎn)子永磁體與調(diào)磁環(huán)構(gòu)成非均勻氣隙，其中，電機(jī)轉(zhuǎn)子兼為傳動(dòng)系統(tǒng)的內(nèi)轉(zhuǎn)子，使驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與傳動(dòng)系統(tǒng)相復(fù)合集成。本發(fā)明能夠解決因磁齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)比過大而導(dǎo)致傳動(dòng)效率急劇下降的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種集成磁齒輪復(fù)合電機(jī)的雙磁場調(diào)制式變速傳動(dòng)裝置。

背景技術(shù)

對(duì)于傳統(tǒng)雙氣隙場調(diào)制電機(jī)，由于其繞組所形成的磁場需經(jīng)過多層氣隙后才能與轉(zhuǎn)子永磁體磁場耦合，使得氣隙磁壓降過高并導(dǎo)致整體效率下降。且由于多氣隙的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使現(xiàn)有的磁齒輪復(fù)合電機(jī)在結(jié)構(gòu)上仍然較為復(fù)雜，因此需對(duì)復(fù)合電機(jī)內(nèi)部的磁齒輪結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化，簡化其機(jī)械結(jié)構(gòu)，降低其制造成本并提高其運(yùn)行過程中的可靠性。過于復(fù)雜的機(jī)械與磁路結(jié)構(gòu)必將導(dǎo)致磁齒輪復(fù)合電機(jī)損耗的增加，提高磁齒輪復(fù)合電機(jī)的運(yùn)行成本，降低其工程應(yīng)用價(jià)值。

傳統(tǒng)的磁齒輪復(fù)合電機(jī)通常由分別獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)組合而成，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通常為永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)，不具有變速功能，傳動(dòng)系統(tǒng)為磁齒輪傳動(dòng)。由于永磁電機(jī)不能進(jìn)行變速傳動(dòng)，所以傳動(dòng)系統(tǒng)磁齒輪的傳動(dòng)比即為磁齒輪復(fù)合電機(jī)的傳動(dòng)比，但隨著磁齒輪的傳動(dòng)比的逐漸增加，其傳動(dòng)效率將急劇下降，從而對(duì)磁齒輪復(fù)合電機(jī)整體的性能造成影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種集成磁齒輪復(fù)合電機(jī)的雙磁場調(diào)制式變速傳動(dòng)裝置，以解決因磁齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)比過大而導(dǎo)致傳動(dòng)效率急劇下降的問題。

一種集成磁齒輪復(fù)合電機(jī)的雙磁場調(diào)制式變速傳動(dòng)裝置，包括集成的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與傳動(dòng)系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由同軸安裝的電機(jī)定子與電機(jī)轉(zhuǎn)子組成，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的電機(jī)為場調(diào)制永磁電機(jī)，電機(jī)定子由調(diào)磁塊與電機(jī)定子齒集成為一體，電機(jī)轉(zhuǎn)子的永磁體采用內(nèi)嵌輻條聚磁式排布方式；傳動(dòng)系統(tǒng)采用非均勻氣隙的磁齒輪傳動(dòng)，所述傳動(dòng)系統(tǒng)包括同軸安裝的內(nèi)轉(zhuǎn)子、調(diào)磁環(huán)和外轉(zhuǎn)子，傳動(dòng)系統(tǒng)的外轉(zhuǎn)子永磁體采用凸極結(jié)構(gòu)，外轉(zhuǎn)子永磁體與調(diào)磁環(huán)構(gòu)成非均勻氣隙，其中，電機(jī)轉(zhuǎn)子兼為傳動(dòng)系統(tǒng)的內(nèi)轉(zhuǎn)子，使驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與傳動(dòng)系統(tǒng)相復(fù)合集成，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)通過螺釘、機(jī)架前端蓋和機(jī)架后端蓋固定于機(jī)架，復(fù)合電機(jī)的輸出軸與外轉(zhuǎn)子相連。

根據(jù)本發(fā)明提出的集成磁齒輪復(fù)合電機(jī)的雙磁場調(diào)制式變速傳動(dòng)裝置，將驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)兩部分進(jìn)行復(fù)合集成。其中驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用場調(diào)制永磁電機(jī)，由電機(jī)定子與電機(jī)轉(zhuǎn)子同軸安裝組成，電機(jī)定子由調(diào)磁塊與電機(jī)定子齒集成為一體，在使其具備磁場調(diào)制作用的同時(shí)減少了一層氣隙，電機(jī)轉(zhuǎn)子永磁體呈輻條聚磁式結(jié)構(gòu)排布，該結(jié)構(gòu)能夠有效降低因多氣隙造成的磁漏，簡化了電機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)且提高了其轉(zhuǎn)矩密度；傳動(dòng)系統(tǒng)采用磁齒輪傳動(dòng)，磁齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)由內(nèi)轉(zhuǎn)子、調(diào)磁環(huán)和外轉(zhuǎn)子同軸安裝組成，其中電機(jī)轉(zhuǎn)子兼為傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)轉(zhuǎn)子，使場調(diào)制電機(jī)與磁齒輪相復(fù)合；外轉(zhuǎn)子永磁體呈凸極結(jié)構(gòu)，與調(diào)磁環(huán)組非均勻氣隙結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)有助于增強(qiáng)磁場調(diào)制作用，從而有助于提高磁齒輪的輸出轉(zhuǎn)矩。在整體結(jié)構(gòu)上，不同于傳統(tǒng)磁齒輪復(fù)合電機(jī)，本申請中的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)均具有變速傳動(dòng)的功能，有效解決了因磁齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)比過大而導(dǎo)致其傳動(dòng)效率急劇下降的問題。

另外，根據(jù)本發(fā)明提供的集成磁齒輪復(fù)合電機(jī)的雙磁場調(diào)制式變速傳動(dòng)裝置，還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

進(jìn)一步地，電機(jī)定子由定子齒與調(diào)磁環(huán)相集成。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的電機(jī)為場調(diào)制永磁電機(jī)，其電機(jī)定子由定子齒與調(diào)磁環(huán)相集成，減少了由定子與調(diào)磁環(huán)間的一層氣隙，有效降低因多氣隙造成的磁漏，簡化了電機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)且提高了其轉(zhuǎn)矩密度。

進(jìn)一步地，定子槽數(shù)Z、電樞繞組極對(duì)數(shù)P₁與電機(jī)轉(zhuǎn)子的永磁體極對(duì)數(shù)P₂之間滿足條件式：

P₁+P₂＝Z。