[发明专利]一种少谐波分布调制式高速磁齿轮

说明书

本发明涉及一种少谐波分布调制式高速磁齿轮，包括：内转子、外转子和分布式调磁环；内转子同轴设置在外转子内，分布式调磁环同轴设置在内转子和外转子之间；分布式调磁环的内侧面为沿着周向连续交替的弧形凸起和弧形凹陷形成的曲面，曲面的内廓线呈正弦曲线分布，曲面与内转子的外壁之间形成了径向厚度周期性变化的内气隙；分布式调磁环包括若干个沿周向交替堆叠排列的导磁片和非导磁片。本发明分布式调磁环中导磁块的径向长度沿周向呈正弦曲线分布，改变了周向气隙厚度分布，分布式调磁环局部结构具有磁取向性减少周向漏磁。内转子和外转子同轴旋转。避免了偏心谐波磁齿轮产生的不平衡质量力，大传动比下转矩密度高，在高速运行时电磁损耗小。

技术领域

本发明属于磁力传动技术领域，具体涉及一种少谐波分布调制式高速磁齿轮。

背景技术

齿轮是工业的基础零件，传统的机械齿轮通过齿轮啮合来传递转矩，实现变速驱动。但是，机械齿轮在高速运行时不可避免的会导致振动加剧，此外在轮系中，由于齿轮啮合错位、齿轮与润滑流体之间相互作用等原因，同样会加剧轴系振动，进而导致齿轮偏载、疲劳破坏以及转速失稳等严重后果，降低传动性能。

相较于机械齿轮，磁齿轮具有结构紧凑、无润滑、无磨损、噪声低以及过载保护等优点。采用高速磁齿轮连接的轴系，能隔离多跨轴系之间的振动，降低轴系之间的耦合作用，允许大的不对中量，这对高速转子系统的稳定运行具有非常重要的意义。另外，高速磁齿轮也可以集成高速电机，构成磁齿轮复合电机。

现有的高转矩密度的磁齿轮都是根据传统磁场调制原理实现的。传统磁场调制技术属于集中式，调磁块由导磁片沿轴向堆叠而成，调磁块体积大，且彼此远离。采用传统磁场调制技术的磁齿轮，在高速时电磁损耗大，无效谐波含量高效率低，且当传动比较大时，转矩密度会明显下降。如为降低磁损耗而使用偏心谐波磁齿轮，偏心式转子在高速下产生的不平衡质量力非常大，容易导致轴承磨损甚至转子损坏，而且又需要额外的部件去平衡，这又相当于舍弃了磁齿轮结构紧凑的优点。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种少谐波分布调制式高速磁齿轮。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种，少谐波分布调制式高速磁齿轮，包括：内转子、外转子和分布式调磁环；

其中，所述内转子同轴设置在所述外转子内，所述分布式调磁环同轴设置在所述内转子和所述外转子之间；

所述分布式调磁环的内侧面为沿着周向连续交替的弧形凸起和弧形凹陷形成的曲面，所述曲面的内廓线呈正弦曲线分布，所述曲面与所述内转子的外壁之间形成了径向厚度周期性变化的内气隙；所述分布式调磁环包括若干个沿周向交替堆叠排列的导磁片和非导磁片；

所述分布式调磁环与所述外转子的内壁形成外气隙。

在本发明的一个实施例中，所述内转子包括：内转子铁芯和内转子永磁体；所述内转子铁芯同轴设置在所述内转子永磁体内，所述内转子永磁体与所述内转子铁芯的外壁固定连接；

所述内转子永磁体包括若干个圆弧状内转子永磁块，所述若干个内转子永磁块沿所述内转子铁芯的外壁设置；相邻的所述内转子永磁块磁极相反。

在本发明的一个实施例中，所述外转子包括：外转子铁芯和外转子永磁体；所述外转子永磁体同轴设置在所述外转子铁芯内，所述外转子永磁体与所述外转子铁芯的内壁固定连接；

所述外转子永磁体包括若干个圆弧状的外转子永磁块，所述若干个外转子永磁块沿所述外转子铁芯的内壁设置；相邻的所述外转子永磁块磁极相反。

在本发明的一个实施例中，所述少谐波分布调制式高速磁齿轮还包括：碳纤维柱；所述碳纤维柱分别设置在相邻的所述内转子永磁块间和相邻的所述外转子永磁块间。