基于電機原理磁性齒輪的研究.pdf

1、相對于機械齒輪傳動，非接觸式的磁性齒輪具有效率高，噪聲小，易維護，使用壽命長，具有過載保護功能等特點。然而，現(xiàn)有的磁性齒輪也有各自的缺點:變比小，轉(zhuǎn)矩密度低，永磁利用率低、成本高等問題。本文針對目前磁性齒輪各類結(jié)構(gòu)的缺點，研究同軸以及旋轉(zhuǎn)到直線傳動形式上的大變比，高效率，高轉(zhuǎn)矩密度，高永磁利用率，低成本非接觸式磁性齒輪結(jié)構(gòu)。
　　本文首先對基于磁阻電機原理的大變比降速磁性齒輪進行了結(jié)構(gòu)介紹和運行原理闡述，并提出定子和內(nèi)轉(zhuǎn)子的改進結(jié)

2、構(gòu);之后應用等效電流法和等效磁路兩種方法建立此結(jié)構(gòu)數(shù)學模型;并以25∶1變比、3對定子和1對內(nèi)轉(zhuǎn)子磁極的方案為例，應用有限元分析方法進行靜態(tài)仿真，分析電磁場特性，并計算轉(zhuǎn)矩;應用系統(tǒng)理論方法，進行動態(tài)分析，并獲得動態(tài)運行過程的詳細情況。
　　其次本文提出一種雙層定子雙向傳動的磁性齒輪結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)實現(xiàn)大變比、大轉(zhuǎn)矩的同時也可以實現(xiàn)雙向傳動。在詳細介紹其結(jié)構(gòu)設計和工作原理，并應用等效磁路法建立數(shù)學模型之后，本文以低速轉(zhuǎn)子20對磁極，高

3、速轉(zhuǎn)子單層1對磁極，19對定子導磁條，20∶1變比的實施方案為例，應用有限元方法分析此結(jié)構(gòu)的電磁場特性;根據(jù)此結(jié)構(gòu)特性進行分析，從高速轉(zhuǎn)子、低速轉(zhuǎn)子和定子三個角度分別闡述優(yōu)化方案。
　　最后本文提出一種旋轉(zhuǎn)到直線傳動的磁性齒輪結(jié)構(gòu)，對結(jié)構(gòu)設計和工作原理進行了詳細的介紹，并應用等效電流法和等效磁路兩種方法建立數(shù)學模型;然后運用有限元方法分析此結(jié)構(gòu)的電磁場特性，計算轉(zhuǎn)矩，根據(jù)此結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特性進行分析，從直線筒的梳齒結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)子上的永磁體