CN107276367A - 一种基于磁齿轮效应的电磁转差离合器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于磁齿轮效应的电磁转差离合器，包括外转子、内转子、三相绕组、充磁绕组，所述外转子与主动轴相连，在外转子槽上绕有三相绕组，所述内转子与从动轴相连，在内转子槽上绕有充磁绕组，在外转子的内壁周向设有环状调制环，所述调制环与外转子相固连，在内转子的内转子齿顶上固连有永磁体，所述永磁体与调制环之间设有气隙。本发明是基于“磁齿轮效应”下的电磁转差离合器，调制环对磁场进行调制，在不增加电磁转差离合器体积的情况下，能达到传递大转矩的目的，大幅提高传动装置的转矩密度，实现更好的转矩传动，同时，调制环处于外转子与内转子中间，将内外转子上的磁场相隔开，起到了抗干扰的作用。

Description

一种基于磁齿轮效应的电磁转差离合器
技术领域
本发明涉及一种离合器，尤其涉及一种基于磁齿轮效应的电磁转差离合器，应用于造船、造纸，冶金、起重机械、汽车变速器等相关领域的传动系统中。
背景技术
电磁转差离合器一般可以分为永磁式电磁转差离合器和励磁式电磁转差离合器，其区别在于永磁式电磁转差离合器用以产生主磁场的是永磁体，而励磁式转差离合器用以产生主磁场的是励磁绕组。
传统的电磁转差离合器低速时损耗大，效率低，不适用于长期低速运行的场合，另外，对于励磁式转差离合器，当励磁电流过小时，产生的磁场弱，产生的转矩过小，负载无法运转而会发生失控现象。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种能增大转矩，提高传动性能的基于磁齿轮效应的电磁转差离合器。
本发明所采用的技术方案为：一种基于磁齿轮效应的电磁转差离合器，包括外转子、内转子、三相绕组、充磁绕组，所述内、外转子同轴内外套接布置，所述外转子与主动轴相连，在外转子槽上绕有三相绕组，所述内转子与从动轴相连，在内转子槽上绕有充磁绕组，其特征在于：在外转子的内壁周向设有环状调制环，所述调制环与外转子相固连，在内转子的内转子齿顶上固连有永磁体，所述永磁体与调制环之间设有气隙。
按上述技术方案，环状调制环由非导磁块和导磁块交替布置而成，所述非导磁片和导磁片的宽度相等，长度与外转子的轴向长度一致。
按上述技术方案，与每个导磁块周向接触的外转子齿相对导磁块的中心线呈对称分布，此时从动轴输出转矩最大，改变所述调制环的位置，每个导磁块的中心线向其中一侧偏移时输出转矩会变小，到达最小整数外转子齿边缘时输出转矩达到最小，
按上述技术方案，所述永磁体的宽度与内转子齿的宽度相同。
按上述技术方案，所述永磁体材料为铝镍钴永磁体。
按上述技术方案，还包括控制电路，所述控制电路分别通过电刷与三相绕组和充磁绕组相连。
按上述技术方案，所述气隙的距离为0.5-1.8㎜。
按上述技术方案，所述调制环、永磁体、三相绕组满足磁齿轮效应，即NS＝Pr1+Pr2，其中，NS为调制环导磁块的个数，Pr1为所述三相绕组产生的极对数，Pr2为所述铝镍钴永磁体极对数。
按上述技术方案，所述外转子包括外转子本体，在外转子本体上内周向设有多个外转子齿，相邻外转子齿之间构成外转子槽；所述内转子包括内转子本体，在内转子本体外周向设有多个内转子齿，相邻内转子齿之间构成内转子槽；所述外转子齿和内转子齿均为平行齿；所述外转子槽和内转子槽均为梯形槽。
本发明所取得的有益效果为：
1、本发明相对于传统的电磁转差离合器，增加了调制环，是基于“磁齿轮效应”下的电磁转差离合器，调制环对磁场进行调制，在不增加电磁转差离合器体积的情况下，也能达到传递大转矩的目的，大幅提高传动装置的转矩密度，实现更好的转矩传动，同时，调制环处于外转子与内转子中间，将内外转子上的磁场相隔开，起到了抗干扰的作用；
2、本发明还引入了铝镍钴(AlNiCo)永磁体来替代传统的永磁体，通过控制电路改变充磁绕组的电流脉冲，即可改变永磁体的磁化状态，实现了高效的在线调磁，改变电流脉冲，即可改变输出转矩；
3、本发明在外转子中引入了三相绕组，通过调节三相绕组中电流的频率，即可调节输出转速；
4、通过设置控制电路，还可以使得电磁转差离合器的容错能力变强，转矩波动变小，对于电磁转差离合器的传动性能有了极大的改善。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的提供的一种模型示意图。
图3为本发明另一形态的模型示意图。
图中：1外转子、2三相绕组、3调制环、4电刷、5主动轴、6控制电路、7AlNiCo永磁体、8充磁绕组、9从动轴、10内转子、11外转子、12三相绕组、13调制环、14AlNiCo永磁体、15充磁绕组、16内转子。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图所示，本实施例提供了一种基于磁齿轮效应的电磁转差离合器，包括外转子1、内转子10、三相绕组2、充磁绕组8、控制电路6，所述内、外转子同轴内外套接布置，所述外转子1与主动轴5相连，所述外转子1包括外转子本体，在外转子本体上内周向设有多个外转子齿，相邻外转子齿之间构成外转子槽，在外转子槽上绕有三相绕组2。所述内转子10与从动轴9相连，所述内转子10包括内转子本体，在内转子本体外周向设有多个内转子齿，相邻内转子齿之间构成内转子槽；在内转子槽上绕有充磁绕组8；在外转子的内壁周向设有环状调制环3，所述调制环3与外转子1相固连，在内转子10的内转子齿顶上固连有铝镍钴(AlNiCo)永磁体7，永磁体7与调制环3之间设有气隙，气隙的距离优选0.9㎜。
本实施例中，所述外转子齿为平行齿，外转子槽为梯形槽，共24槽；所述内转子齿为平行齿，内转子槽为梯形槽，共8槽。内转子与外转子均选用平行齿梯形槽，充分利用了槽面积，还能让齿部磁密均匀，运行性能好。
所述调制环3与所述外转子1相固连，所述调制环3随所述外转子1运动。所述调制环3由非导磁块与导磁块交替对称分布组合而成，非导磁块由非导磁材料支撑，导磁块由高导磁材料制成，所述非导磁片和导磁片的宽度相等，长度与外转子的轴向长度一致。与每个导磁块周向接触的外转子齿相对导磁块的中心线呈对称分布，此时从动轴输出转矩最大，改变所述调制块的位置，即每个导磁块的中心线向其中一侧偏移时输出转矩会变小，到达最小整数外转子齿边缘时输出转矩达到最小，所述调制环3与所述外转子1的相对位置如附图中所示，附图2中每一块导磁材料与2个外转子齿对应，附图3中每一块导磁块与3个外转子齿对应。所述调制环3能对所述三相绕组2所产生的旋转磁场与所述铝镍钴永磁体7所产生的主磁场进行调制，使调制后的磁场谐波与所述铝镍钴永磁体7作用，从而带动所述内转子10运动。图2中，导磁材料块数为6，本发明改变所述调制环3的位置，会影响所述从动轴9输出转矩。
所述铝镍钴永磁体7与所述内转子的平行齿面10固连，其为弧形块，所述镍钴永磁体7为8极，所述铝镍钴永磁体7可以产生主磁场。所述永磁体的宽度与内转子齿的宽度相同。
本实施例中，三相绕组2绕成4极，所述三相绕组2通过电刷4与所述控制电路相连，当所述三相绕组2通以三相交流电时，所述三相绕组2会产生旋转磁场，改变所述三相绕组2电流的频率，可以改变旋转磁场转速，进而改变输出转速。所述充磁绕组8通过电刷与所述控制电路6相连，通过控制电路6向所述充磁绕组8通以直流脉冲电流，来改变所述铝镍钴永磁体7磁化水平，从而可改变所述铝镍钴永磁体7所产生的主磁场，进而可改变输出转矩。
本发明包括但不局限于附图2中所示基于“磁齿轮效应”的电磁转差离合器，所述调制环3、所述AlNiCo永磁体7、所述三相绕组2只需满足“磁齿轮效应”，即NS＝Pr1+Pr2，即可满足“基于磁齿轮效应”的电磁转差离合器，其中，NS为调制环导磁块的个数，Pr1为所述三相绕组产生的极对数，Pr2为所述铝镍钴永磁体极对数。。附图3为基于“磁齿轮效应”的电磁转差离合器的另一种形态，附图3中，所述调制环13导磁材料为8，所述AlNiCo永磁体14为12极，所述三相绕组12绕成4极，亦满足“磁齿轮效应”。
本发明相对于传统的电磁转差离合器，增加了调制环，是基于“磁齿轮效应”下的电磁转差离合器。调制环对磁场进行调制，在不增加电磁转差离合器体积的情况下，也能达到传递大转矩的目的，大幅提高传动装置的转矩密度，实现更好的转矩传动，同时，调制环处于外转子与内转子中间，将内外转子上的磁场相隔开，起到了抗干扰的作用；本发明在外转子中引入了三相绕组，通过调节三相绕组中电流的频率，即可调节输出转速；本发明还引入了AlNiCo永磁体来替代传统的永磁体，通过与控制电路相连接，改变充磁绕组的电流脉冲，即可改变永磁体的磁化状态，实现了高效的在线调磁，改变电流脉冲，即可改变输出转矩。搭配驱动控制电路，还可以使得电磁转差离合器的容错能力变强，转矩波动变小，对于电磁转差离合器的传动性能有了极大的改善。

Claims (9)

1.一种基于磁齿轮效应的电磁转差离合器，包括外转子、内转子、三相绕组、充磁绕组，所述内、外转子同轴内外套接布置，所述外转子与主动轴相连，在外转子槽上绕有三相绕组，所述内转子与从动轴相连，在内转子槽上绕有充磁绕组，其特征在于：在外转子的内壁周向设有环状调制环，所述调制环与外转子相固连，在内转子的内转子齿顶上固连有永磁体，所述永磁体与调制环之间设有气隙。
2.根据权利要求1所述的电磁转差离合器，其特征在于：环状调制环由非导磁块和导磁块交替布置而成。
3.根据权利要求2所述的电磁转差离合器，其特征在于：与每个导磁块周向接触的外转子齿相对导磁块的中心线呈对称分布。
4.根据权利要求1或2所述的电磁转差离合器，其特征在于：所述永磁体的宽度与内转子齿的宽度相同。
5.根据权利要求2所述的电磁转差离合器，其特征在于：所述永磁体材料为铝镍钴永磁体。
6.根据权利要求1或2所述的电磁转差离合器，其特征在于：还包括控制电路，所述控制电路分别通过电刷与三相绕组和充磁绕组相连。
7.根据权利要求1或2所述的电磁转差离合器，其特征在于：所述气隙的距离为0.5-1.8㎜。
8.根据权利要求5所述的电磁转差离合器，其特征在于：所述调制环、永磁体、三相绕组满足磁齿轮效应，即NS＝Pr1+Pr2，其中，NS为调制环中导磁块的个数，Pr1为所述三相绕组产生的极对数，Pr2为所述铝镍钴永磁体极对数。
9.根据权利要求1或2所述的电磁转差离合器，其特征在于：所述外转子包括外转子本体，在外转子本体上内周向设有多个外转子齿，相邻外转子齿之间构成外转子槽；所述内转子包括内转子本体，在内转子本体外周向设有多个内转子齿，相邻内转子齿之间构成内转子槽；所述外转子齿和内转子齿均为平行齿；所述外转子槽和内转子槽均为梯形槽。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110115522A (zh) * 2018-02-06 2019-08-13 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 磁力传动盘、磁传动组件、刀具组件和食物料理机
CN112615519A (zh) * 2020-11-30 2021-04-06 珠海格力电器股份有限公司 磁齿轮组件及具有其的复合电机
CN112615517A (zh) * 2020-11-30 2021-04-06 珠海格力电器股份有限公司 磁齿轮组件及具有其的复合电机
CN112636503A (zh) * 2020-12-23 2021-04-09 东南大学 一种复合转子无刷双馈电机及其机械偏移角度的确定方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101789667A (zh) * 2010-03-05 2010-07-28 东南大学 电动汽车外转子复合永磁无刷轮毂电机
CN104506016A (zh) * 2014-12-30 2015-04-08 江苏大学 永磁式转差离合器及控制方法
CN204559365U (zh) * 2015-04-05 2015-08-12 扬州协力传动科技有限公司 电永磁耦合器
CN106165275A (zh) * 2014-09-03 2016-11-23 朝鲜大学校产学协力团 凸极式磁齿轮
JP2016201967A (ja) * 2015-04-14 2016-12-01 株式会社デンソー 回転電機

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101789667A (zh) * 2010-03-05 2010-07-28 东南大学 电动汽车外转子复合永磁无刷轮毂电机
CN106165275A (zh) * 2014-09-03 2016-11-23 朝鲜大学校产学协力团 凸极式磁齿轮
CN104506016A (zh) * 2014-12-30 2015-04-08 江苏大学 永磁式转差离合器及控制方法
CN204559365U (zh) * 2015-04-05 2015-08-12 扬州协力传动科技有限公司 电永磁耦合器
JP2016201967A (ja) * 2015-04-14 2016-12-01 株式会社デンソー 回転電機

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110115522A (zh) * 2018-02-06 2019-08-13 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 磁力传动盘、磁传动组件、刀具组件和食物料理机
CN112615519A (zh) * 2020-11-30 2021-04-06 珠海格力电器股份有限公司 磁齿轮组件及具有其的复合电机
CN112615517A (zh) * 2020-11-30 2021-04-06 珠海格力电器股份有限公司 磁齿轮组件及具有其的复合电机
CN112615519B (zh) * 2020-11-30 2021-11-16 珠海格力电器股份有限公司 磁齿轮组件及具有其的复合电机
CN112636503A (zh) * 2020-12-23 2021-04-09 东南大学 一种复合转子无刷双馈电机及其机械偏移角度的确定方法

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