[实用新型]一种改进型同心式磁力齿轮装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种改进型同心式磁力齿轮装置。

背景技术

同心式磁力齿轮是通过非机械接触传递磁力的一种传动装置。它是利用磁场调制原理实现大转矩传递,与传统的机械齿轮相比,同心式磁力齿轮克服了机械齿轮传动装置所固有的机械疲劳、摩擦损耗及振动噪声等缺点，运行过程中无需润滑，具有自动过载保护功能，但磁力齿轮电磁场计算比较复杂，采用有限元计算磁力齿轮电磁场过程中，虽然计算时间长，但计算精度很高，且有良好的网格品质保证其高精度。计算中两个转子的转速和方向不同，任一方的相对移动必然影响到另一方，所以正确地设置转子的转速和方向极其关键。

电磁转矩是电机实现机电能量转换重要参数之一，准确计算磁力齿轮电磁转矩是设计、分析磁力齿轮的关键。有限元法计算电磁转矩，一般采用虚位移法和麦克斯韦应力张量法。从计算精度方面考虑，两种方法都要有高质量的网格剖分。虚位移法计算比较繁琐；而麦克斯韦应力张量法计算电磁转矩时，气隙中的线积分路径需穿过许多有限元网格，网格的品质及从何处穿过网格单元都会对计算结果产生影响。计算出的电磁转矩随气隙半径的变化而变化，没有体现出麦克斯韦应力在电机气隙里与所取曲面无关的特性。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种改进型同心式磁力齿轮装置。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种改进型同心式磁力齿轮装置，包括外转子和内转子，从外转子向内转子之间依次设有外转子永磁体、调磁环、内转子永磁体，所述调磁环与内转子永磁体之间设有机械桥。

所述转子永磁体与调磁环之间设有外层气隙区；机械桥与内转子永磁体之间设有内层气隙区。

所述机械桥为硅钢材料制成。

所述调磁环为非导磁材料与硅钢到此材料交错设置的环形结构。

本实用新型改进了一种调磁环带机械桥的同心式磁力齿轮装置，并计算了磁力齿轮的气隙磁场和电磁转矩。通过与不带机械桥的磁力齿轮内外气隙磁密波形比较，改进型磁力齿轮气隙磁场幅值较大，电磁转矩输出较无机械桥时提高了21％，且保持磁力齿轮的传动比，转矩密度显著提高。为低转速大转矩传动装置提供了一种有效方式。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型图1中B处的放大结构示意图；

图3为本实用新型内层气隙径向磁密比较图；

图4为本实用新型内层气隙切向磁密比较图；

图5为本实用新型内层气隙径向谐波幅值情况图；

图6为本实用新型内层气隙切向谐波幅值情况图；

图7为本实用新型外层气隙磁密径向幅值；

图8为本实用新型外层气隙磁密切向幅值；

图9为本实用新型无机械桥时内外转子静态转矩；

图10为本实用新型内转子输出转矩；

图11为本实用新型外转子输出转矩；

图中：外转子1、内转子2、外转子永磁体3、调磁环4、内转子永磁体5、机械桥6、外层气隙区7、内层气隙区8。

具体实施方式

如图1-2所示，一种改进型同心式磁力齿轮装置，包括外转子1和内转子2，从外转子1向内转子2之间依次设有外转子永磁体3、调磁环4、内转子永磁体5，所述调磁环4与内转子永磁体5之间设有机械桥6。

所述转子永磁体3与调磁环4之间设有外层气隙区7；机械桥6与内转子永磁体5之间设有内层气隙区8。

所述机械桥6为硅钢材料制成。

所述调磁环4为非导磁材料与硅钢到此材料交错设置的环形结构。

设定内外转子分别为4对极和17对极，调磁环齿数Q＝21对。根据同心式磁力齿轮调制原理，调磁环静止不动，高速转动的内转子和低速转动的外转子沿不同方向旋转，同心式磁力齿轮传动比可表示为：