CN104158362A - 一种不同轴的盘式磁力齿轮 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种不同轴的盘式磁力齿轮，可以传递转矩和机械能量，实现内外转子相对速度的调节。该磁力齿轮包括不同轴放置的内转子、外转子和调磁结构；所述内转子和外转子均采用盘式结构，其中永磁体沿轴向充磁，沿圆周贴于转子轭表面；所述调磁结构由导磁的调磁铁块构成，各个调磁铁块间隔放置，所有调磁铁块固定在一起形成盘式结构，放置在旋转的内外转子盘的一侧，与内外转子盘间留有一定的气隙间隔。整个调磁结构结构简单，安装方便。本发明的磁力齿轮利用磁场调制原理，提高了转矩密度和能量传递效率，同时具有一般磁力齿轮的无接触、噪音小、过载自保护等优点，因此特别适用于非同轴传动和隔离传动等场合。

Description

一种不同轴的盘式磁力齿轮
技术领域
本发明涉及一种不同轴的盘式磁力齿轮，适用于非接触式不同轴的变速驱动场合，属于动力传动技术领域。
背景技术
在工农业生产、国防、航空、航天等领域，需要传动机构实现动力的传递，同时实现变速。根据应用场合的不同，人们开发出各种变换装置或设备来满足上述要求，例如链条、钢丝绳、传动带、丝杆、曲柄连杆、滑块机构、凸轮顶杆机构等。在这些变换装置中，各传动机构相互接触，带来了摩擦、振动、噪音等问题，降低了系统的传递效率和传动机构的稳定性。
磁力齿轮是一种非接触式的传动装置，具有可靠性好、传动平稳、寿命长，无摩擦损耗、无需润滑、无油污等特点，逐渐被应用于变速驱动的领域。现有的不同轴磁力齿轮存在永磁体利用率低和转矩密度低的问题，很难满足实际应用要求。
发明内容
发明目的：针对上述现有技术，提出一种不同轴的盘式磁力齿轮，能够解决现有不同轴磁力齿轮存在永磁体利用率低和转矩密度低的问题。
技术方案：一种不同轴的盘式磁力齿轮，包括内转子、外转子和调磁结构，所述内外转子采用盘式结构并沿不同轴放置，其中内转子置于外转子内并与外转子等高；
所述内转子包括沿轴向充磁的N极永磁体和S极永磁体，以及内转子轭；其中，所述内转子的N极永磁体和S极永磁体相互交错，并沿圆周表贴在内转子轭的表面或内嵌在内转子轭中；
所述外转子包括沿轴向充磁的N极永磁体和S极永磁体，以及外转子轭；其中，所述外转子的N极永磁体和S极永磁体相互交错，沿圆周表贴在外转子轭的表面或内嵌在外转子轭中；
所述调磁结构包括若干沿圆周间隔设置的调磁铁块，每块调磁铁块厚度相同且圆心角相等，所有调磁铁块固定在一起形成盘式结构；所述调磁结构设置在内转子和外转子的同一侧，并与内转子和外转子之间留有气隙间隔；其中，所述调磁铁块靠近内转子一端与内转子轭表面的永磁体之间的气隙为内气隙，调磁铁块靠近外转子的一端与外转子轭表面的永磁体之间的气隙为外气隙。
进一步的，所述相邻两块调磁铁块之间填充非导磁介质。
进一步的，所述调磁铁块围绕内转子的转轴设置，每块调磁铁块靠近内转子的一端与内转子轭表面对应极的永磁体的内侧表面对齐，每块调磁铁块靠近外转子的一端与外转子轭表面对应极的永磁体的外侧表面对齐。
有益效果：本发明在结构上与传统的齿轮齿条传动装置类似，具有一般传统磁力齿轮的优点：非接触式磁力传动避免了摩擦，进而消除了摩擦损耗，使能量传递效率提高；非接触式磁力传动还能有效减小噪音和振动，使系统的稳定性提高。
本发明提出的轴向直线旋转变换器，其旋转单元上沿轴向充磁的永磁体产生的磁力线沿轴向经过内气隙进入调磁铁块中，在调磁铁块中变为径向磁路，再沿轴向经过外气隙到达直线单元的永磁体，最后再次经过调磁铁块回到旋转单元的永磁体，从而形成闭合回路。旋转单元产生的主磁场谐波经过调磁铁块变为与直线单元主磁场谐波次数相同的谐波，进而与直线单元主磁场相互作用产生稳定的同步转矩；直线单元主磁场谐波经过调磁铁块变为与旋转单元主磁场谐波次数相同的谐波，进而与旋转单元主磁场相互作用产生稳定的同步转矩；这样变换器通过调磁结构实现了对内外气隙磁场的调制，进而充分利用气隙磁场谐波，实现机械能量在磁极数不相等的运动单元之间的传递，以及机械能量形式的转换；同时提高了永磁体的利用率。其次，本发明提出将调磁铁块固定在一起形成盘式结构，放置在旋转的内外转子盘的一侧，与内外转子盘间留有一定的气隙间隔，可简化变换器的结构，同时方便调磁铁块的安装，在一些非同轴传动的场合，有着独到优势。
附图说明
图1为不同轴的盘式磁力齿轮结构示意图；
图2为实施方式一中内转子和外转子的结构示意图；
图3为磁力齿轮底部的平面示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
实施例1：如图1所示，不同轴的盘式磁力齿轮包括内转子、外转子和调磁结构；内转子和外转子均采用盘式结构并沿不同轴放置，其中内转子置于外转子内并与外转子等高。
内转子和外转子均包括N极永磁体和S极永磁体，极弧系数均为0.6。其中，内转子永磁体为三对极，外转子永磁体为十对极。内转子由沿轴向充磁的N极永磁体2、S极永磁体3和内转子轭1构成。其中，内转子的N极永磁体2和S极永磁体3相互交错，沿圆周表贴在内转子轭1的表面。内转子的N极永磁体2和S极永磁体3为弧形，永磁体外侧弧与内转子轭1的外圆周匹配，永磁体内侧弧与内转子轭1的内圆周匹配。外转子由沿轴向充磁的N极永磁体4、S极永磁体5和外转子轭6构成。其中，外转子的N极永磁体4和S极永磁体5相互交错，沿圆周表贴在外转子轭6的表面。外转子的N极永磁体4和S极永磁体5为弧形，永磁体外侧弧与外转子轭6的外圆周匹配，永磁体内侧弧与外转子轭6的内圆周匹配。
调磁结构包括若干沿圆周间隔设置的调磁铁块7，调磁铁块7为导磁材料，每块调磁铁块7厚度相同且圆心角相等，调磁铁块之间填充非导磁介质，调磁铁块7和非导磁介质交错排列，固定在一起形成盘式结构。该盘式调磁结构垂直转轴并放置在旋转的内外转子盘的一侧，与内外转子盘间留有一定的气隙间隔。调磁铁块7围绕内转子的转轴设置，每块调磁铁块7靠近内转子的一端与内转子轭1表面对应极的永磁体的内侧表面对齐，每块调磁铁块7靠近外转子的一端与外转子轭6表面对应极的永磁体的外侧表面对齐。其中，调磁铁块7靠近内转子一端与内转子轭1表面的永磁体之间的气隙为内气隙，调磁铁块7靠近外转子的一端与外转子轭6表面的永磁体之间的气隙为外气隙。
本发明提出的一种不同轴的盘式磁力齿轮，其内转子上沿轴向充磁的永磁体产生的磁力线沿轴向经过内气隙进入调磁铁块中，在调磁铁块中变为径向磁路，再沿轴向经过外气隙到达外转子的永磁体，最后再次经过调磁铁块回到内转子的永磁体，从而形成闭合的磁回路。旋转单元产生的主磁场谐波经过调磁铁块变为与直线单元主磁场谐波次数相同的谐波，进而与直线单元主磁场相互作用产生稳定的同步转矩；直线单元主磁场谐波经过调磁铁块变为与旋转单元主磁场谐波次数相同的谐波，进而与旋转单元主磁场相互作用产生稳定的同步转矩；这样变换器通过调磁结构实现了对内外气隙磁场的调制，进而充分利用气隙磁场谐波，实现机械能量在磁极数不相等的运动单元之间的传递，以及机械能量形式的转换；同时提高了永磁体的利用率。
实施例2：在本实施例中，与实施例1的区别仅在于：内转子的N极永磁体2和S极永磁体3内嵌在内转子轭1中；外转子的N极永磁体4和S极永磁体5内嵌在外转子轭6中。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种不同轴的盘式磁力齿轮，其特征在于，包括内转子、外转子和调磁结构，所述内外转子采用盘式结构并沿不同轴放置，其中内转子置于外转子内并与外转子等高；
所述内转子包括沿轴向充磁的N极永磁体(2)和S极永磁体(3)，以及内转子轭(1)；其中，所述内转子的N极永磁体(2)和S极永磁体(3)相互交错，并沿圆周表贴在内转子轭(1)的表面或内嵌在内转子轭(1)中；
所述外转子包括沿轴向充磁的N极永磁体(4)和S极永磁体(5)，以及外转子轭(6)；其中，所述外转子的N极永磁体(4)和S极永磁体(5)相互交错，沿圆周表贴在外转子轭(6)的表面或内嵌在外转子轭(6)中；
所述调磁结构包括若干沿圆周间隔设置的调磁铁块(7)，每块调磁铁块(7)厚度相同且圆心角相等，所有调磁铁块(7)固定在一起形成盘式结构；所述调磁结构设置在内转子和外转子的同一侧，并与内转子和外转子之间留有气隙间隔；其中，所述调磁铁块(7)靠近内转子一端与内转子轭(1)表面的永磁体之间的气隙为内气隙，调磁铁块(7)靠近外转子的一端与外转子轭(6)表面的永磁体之间的气隙为外气隙。
2.根据权利要求1所述的一种不同轴的盘式磁力齿轮，其特征在于：所述相邻两块调磁铁块(7)之间填充非导磁介质。
3.根据权利要求1所述的一种不同轴的盘式磁力齿轮，其特征在于：所述调磁铁块(7)围绕内转子的转轴设置，每块调磁铁块(7)靠近内转子的一端与内转子轭(1)表面对应极的永磁体的内侧表面对齐，每块调磁铁块(7)靠近外转子的一端与外转子轭(6)表面对应极的永磁体的外侧表面对齐。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104682660A (zh) * 2015-02-13 2015-06-03 江苏大学 一种轴向磁场调制式磁性齿轮
CN106374702A (zh) * 2016-11-11 2017-02-01 哈尔滨理工大学 盘式无铁芯磁通调制电机
CN106549542A (zh) * 2016-10-28 2017-03-29 中国石油大学(华东) 一种高可靠性横向磁通磁齿轮
CN112473251A (zh) * 2020-11-18 2021-03-12 华中科技大学 一种磁齿轮变速式油烟分离结构及油烟机

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101951047A (zh) * 2010-08-31 2011-01-19 东南大学 一种盘式永磁复合无刷电机
CN202004600U (zh) * 2011-01-07 2011-10-05 东南大学 一种基于磁齿轮的盘式低速大转矩复合电机
DE202011050744U1 (de) * 2011-07-15 2012-01-27 Hosni Fathi Shafie Ahmed Elektrodynamische Maschine
CN202206274U (zh) * 2011-08-30 2012-04-25 东南大学 同轴磁齿轮
CN102624108A (zh) * 2012-03-14 2012-08-01 上海海马汽车研发有限公司 轴向间隙型电动机的定子及轴向间隙型电动机
JP2013021875A (ja) * 2011-07-13 2013-01-31 Denso Corp 回転電機

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101951047A (zh) * 2010-08-31 2011-01-19 东南大学 一种盘式永磁复合无刷电机
CN202004600U (zh) * 2011-01-07 2011-10-05 东南大学 一种基于磁齿轮的盘式低速大转矩复合电机
JP2013021875A (ja) * 2011-07-13 2013-01-31 Denso Corp 回転電機
DE202011050744U1 (de) * 2011-07-15 2012-01-27 Hosni Fathi Shafie Ahmed Elektrodynamische Maschine
CN202206274U (zh) * 2011-08-30 2012-04-25 东南大学 同轴磁齿轮
CN102624108A (zh) * 2012-03-14 2012-08-01 上海海马汽车研发有限公司 轴向间隙型电动机的定子及轴向间隙型电动机

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
邹国棠: "《电动汽车的新型驱动技术》", 30 April 2010, 机械工业出版社 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104682660A (zh) * 2015-02-13 2015-06-03 江苏大学 一种轴向磁场调制式磁性齿轮
CN104682660B (zh) * 2015-02-13 2017-06-27 江苏大学 一种轴向磁场调制式磁性齿轮
CN106549542A (zh) * 2016-10-28 2017-03-29 中国石油大学(华东) 一种高可靠性横向磁通磁齿轮
CN106549542B (zh) * 2016-10-28 2019-05-10 中国石油大学(华东) 一种高可靠性横向磁通磁齿轮
CN106374702A (zh) * 2016-11-11 2017-02-01 哈尔滨理工大学 盘式无铁芯磁通调制电机
CN112473251A (zh) * 2020-11-18 2021-03-12 华中科技大学 一种磁齿轮变速式油烟分离结构及油烟机

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