一种新型双向气隙磁场的磁性齿轮.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN104578689A(43)申请公布日2015.04.29(21)申请号201510023829.8(22)申请日2015.01.16(71)申请人浙江大学地址310058浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号(72)发明人印欣方攸同福义涛黄晓艳马吉恩张健(74)专利代理机构杭州求是专利事务所有限公司33200代理人林超(51)Int.Cl.H02K51/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种新型双向气隙磁场的磁性齿轮(57)摘要本发明公开了一种新型双向气隙磁场的磁性齿轮。包括同轴安装在定子机壳内的主动轮、从动轮和调磁栅，主、从动轮分别装在调磁栅的两端，并存有间隙；主动轮内圈的外周面间隔均布装有主动轮永磁体；从动轮内圈的外周面间隔均布装有从动轮永磁体，相邻主、从动轮之间装有从动轮聚磁块；调磁齿间隔均布安装在调磁栅内圈外周围，呈T形调磁齿轴向部分的两端弧长相等；气隙磁场穿过轴向和径向气隙形成闭合磁路，利用永磁体和磁场相互作用实现无接触传动。本发明的传动效率高，单位体积的转矩密度大，可靠性高，不存在机械接触造成的磨损，无需润滑，可实现输入输出轴的隔离，具有过载保护功能，可广泛应用在风力发电、电动汽车、电动舰船等新能源领域。CN104578689ACN104578689A权利要求书1/1页1.一种新型双向气隙磁场的磁性齿轮，其特征是：包括定子机壳(10)以及同轴安装在定子机壳(10)内的主动轮、从动轮和调磁栅(5)，主动轮和从动轮分别安装在调磁栅(5)的两端，调磁栅(5)外周围安装定子机壳(10)，主动轮、从动轮与调磁栅(5)之间均存有间隙；主动轮内圈(4)的外周面沿圆周间隔均布安装有P1对主动轮永磁体(1)，相邻的两个主动轮永磁体(1)之间均安装有主动轮聚磁块(2)；从动轮内圈(9)的外周面沿圆周间隔均布安装有P3对从动轮永磁体(6)，相邻的两个从动轮永磁体(6)之间均安装有从动轮聚磁块(7)；调磁栅(5)为P2块调磁齿间隔均布安装在调磁栅内圈外周围的结构，调磁齿的径向截面呈T形，调磁齿T形轴向部分的两端的弧长相等。2.根据权利要求1所述的一种新型双向气隙磁场的磁性齿轮，其特征是：所述的主动轮中，相邻主动轮永磁体(1)的极性方向相反，充磁方向沿圆周周向；所述的从动轮中，相邻从动轮永磁体(6)的极性方向相反，充磁方向沿圆周周向。3.根据权利要求1所述的一种新型双向气隙磁场的磁性齿轮，其特征是：所述的主动轮永磁体(1)的极对数P1、从动轮永磁体(6)的极对数P3和调磁栅(4)的铁磁块数P2满足以下公式：P2＝P1+P3。4.根据权利要求3所述的一种新型双向气隙磁场的磁性齿轮，其特征是：所述的主动轮的旋转方向与从动轮的旋转方向相反，且主动轮的转速n1和从动轮的转速n2满足以下公式：所述的主动轮的输入轴(1)转矩T1、从动轮的输出轴(8)转矩T2和传动效率η满足以下公式：5.根据权利要求1所述的一种新型双向气隙磁场的磁性齿轮，其特征是：所述的聚磁块(2)采用铁磁材料，主动轮内圈(4)采用非导磁材料。6.根据权利要求1所述的一种新型双向气隙磁场的磁性齿轮，其特征是：所述的主动轮永磁体(1)与主动轮聚磁块(2)之间胶粘，从动轮永磁体(6)与从动轮聚磁块(7)之间粘接。7.根据权利要求1所述的一种新型双向气隙磁场的磁性齿轮，其特征是：所述的调磁栅(5)采用导磁材料。8.根据权利要求1所述的一种新型双向气隙磁场的磁性齿轮，其特征是：所述的调磁栅(5)为由导磁材料一体成型。9.根据权利要求1所述的一种新型双向气隙磁场的磁性齿轮，其特征是：所述的机壳(10)采用非导磁材料。10.根据权利要求1所述的一种新型双向气隙磁场的磁性齿轮，其特征是：所述的调磁齿为整块导磁材料或由钢片叠压等方式制成。2CN104578689A说明书1/4页一种新型双向气隙磁场的磁性齿轮技术领域[0001]本发明涉及了一种磁性齿轮，尤其是涉及了一种新型双向气隙磁场的磁性齿轮，可广泛用于风力发电、电动汽车和舰船等新能源领域。背景技术[0002]传统的变速变扭矩广泛采用机械齿轮箱，存在磨损、噪声、机械疲劳等问题，对于润滑和维护的要求较高，同时摩擦损耗降低了系统效率。针对机械齿轮固有的这些缺点，磁性齿轮技术近十年来获得越来越多的关注。[0003]2001年英国科学家提出一种基于磁场调制技术的新型磁性齿轮结构，克服了传统磁性齿轮磁路差、传递转矩和效率低的缺点，使磁性齿轮技术成为近年来的研究热点。磁性齿轮传递力矩与机械齿轮相当，虽然具有无需润滑、低噪声以及自动过载保护等优点，但也存在转矩密度低等缺点。发明内容[0004]针对现有机械齿轮传动技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种