CN101267152A - 磁场调制式磁性齿轮 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种磁场调制式磁性齿轮。它包括壳体、安装在壳体内腔的外转子和内转子，内转子由内转子铁心、2N1块永磁体组成，且相邻永磁体极性相异，内转子安装在内转子输出轴上；外转子由杯型套筒、外转子铁心、N2块永磁体组成，且所有N2块永磁体极性相同，杯型外转子安装在外转子输出轴上；调磁环由N1+N2块铁心块和N1+N2块环氧块组成，调磁环固定在壳体的端板上；磁性齿轮有两层气隙，内转子与调磁环之间为内层气隙，外转子与调磁环之间为外层气隙。本发明的优点是单位体积传递的转矩大；且外转子采用永磁体与定子铁心交错分布结构，节约永磁体用量，提高可靠性，简化结构，降低成本。

Description

磁场调制式磁性齿轮
技术领域
本发明涉及一种磁性齿轮，特别是一种磁场调制式的磁性齿轮。
背景技术
磁性齿轮相比于机械齿轮具有以下优点：1)可以减小机械噪声和振动；2)磁性齿轮不需要润滑，因此可以减少维护，增加系统的可靠性；3)磁性齿轮具有精确的峰值转矩传递能力，当负载严重过载时，其自身具有过载保护能力；4)转矩输入端和输出端是非接触性的，这一特点在有毒、有害流体泵类驱动中具有巨大优势；5)由于实现了无接触转矩传递，减少了机械损耗，因此磁性齿轮效率较机械齿轮高；6)磁性齿轮永磁体直接安装在转子表面，不像机械齿轮那样要对齿部进行精加工和热处理工艺等工艺，加工较机械齿轮方便。但是传统平行轴磁性齿轮工作时只有少数永磁体参与转矩的传递，因此其转矩密度很低，从而限制了磁性齿轮的应用范围。
发明内容
本发明的目的是解决现有传统磁性齿轮转矩密度低的问题，提供一种磁场调制式磁性齿轮，节约永磁体用量，提高可靠性，简化结构，降低成本。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种磁场调制式磁性齿轮，包括壳体、安装在壳体内腔的外转子和内转子，其特征在于：
(1)所述的外转子为杯型转子，内端的杯型套筒内侧固定安装一个外转子铁心，外转子铁心内壁周向均布嵌装N2块永磁块，N2块永磁块极性相同，N2为自然数，外端的杯底连接一根由轴承支承的输出轴；
(2)所述的内转子为另一根由轴承支承的输出轴内端固定安装一个内转子铁心，内转子铁心的外壁上周向均布固定安装2N1块永磁块，相邻永磁块极性相异，N1为自然数；
(3)所述的外转子铁心与内转子铁心之间形成一个环形腔，其内安置一个调磁环与壳体端板固定连接，调磁环由N1+N2块铁心块和N1+N2块环氧块间隔连接成环形体。
上述的磁性齿轮有两层气隙：内转子与调磁环之间形成内层气隙，外转子与调磁环之间形成外层气隙。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：本发明在内转子和外转子之间采用了调磁环，外转子采用永磁与定子铁心交错分布结构，节约永磁体用量，提高可靠性，简化结构，降低成本。
附图说明
下面结合附图和实例对本发明作详细说明：
附图1为本发明一个实施例的结构示意图。
附图2为图1中内外转子的A-A剖视图。
具体实施方式
图中包括壳体1、杯型外转子套筒2、外转子输出轴3、外转子铁心4、外转子永磁体5、调磁环6、2N1块内转子永磁体7、内转子铁心8、外转子轴承9、内转子轴承10、内转子输出轴11、外转子12、内转子13、调磁铁心块14、环氧块15以及螺钉16。外转子12由杯型外转子套筒2、外转子铁心4以及N2块外转子永磁体5构成，外转子永磁体5内嵌在外转子铁心4中，所有外转子永磁体5极性相同，外转子12固定在外转子输出轴3上，外转子输出轴3通过外转子轴承9安装到壳体1上；调磁环6由N1+N2块调磁铁心块14以及N1+N2块环氧块15构成，调磁环通过螺钉16固定在壳体1上；内转子13由内转子永磁体7和内转子铁心8构成，相邻内转子永磁体极性相异，内转子13安装在内转子输出轴11上，内转子输出轴11通过内转子轴承10安装在壳体1上。
工作原理
磁场调制式磁性齿轮通过调磁环的磁场调制作用将内转子磁场调制出与外转子基波磁场极数相同的谐波磁场，该谐波磁场与外转子基波磁场作用产生相对于外转子的同步转矩，实现了转矩和转速的变比功能。由于该磁性齿轮工作时所有永磁体均参与转矩的传递，克服了传统平行轴磁性齿轮永磁体利用率低的缺点，因此单位体积传递的转矩大。

Claims (2)

1.一种磁场调制式磁性齿轮，包括壳体(1)、安装在壳体内腔的外转子(12)和内转子(13)，其特征在于：
a.所述的外转子(12)为杯型转子，内端的杯型套筒内侧固定安装一个外转子铁心(4)，外转子铁心(4)内壁周向均布嵌装N2块永磁块(5)，N2块永磁块极性相同，N2为自然数，外端的杯底连接一根由轴承(9)支承的输出轴(3)；
b.所述的内转子(13)为另一根由轴承(10)支承的输出轴(11)内端固定安装一个内转子铁心(8)，内转子铁心(8)的外壁上周向均布固定安装2N1块永磁块(7)，相邻永磁块极性相异，N1为自然数；
c.所述的外转子铁心(4)与内转子铁心(8)之间形成一个环形腔，其内安置一个调磁环(6)与壳体(1)端板固定连接，调磁环(6)由N1+N2块铁心块(14)和N1+N2块环氧块(15)间隔连接成环形体。
2.根据权利要求1所述的磁场调制式磁性齿轮，其特征在于有两层气隙：内转子(13)与调磁环(6)之间形成内层气隙，外转子(12)与调磁环(6)之间形成外层气隙。
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