[发明专利]一种定子和一种轴向磁通永磁齿轮

说明书

技术领域

本发明涉及一种定子和一种轴向磁通永磁齿轮。

背景技术

以往通常采用机械式齿轮箱来将驱动装置的工作速度转换成其负载所 要求的速度。但是，机械式齿轮箱存在容易振动、老化、产生噪声等缺陷。 因此，出现了利用磁体之间磁力的永磁齿轮。永磁齿轮可以分为径向磁通永 磁齿轮和轴向磁通永磁齿轮。径向磁通永磁齿轮若要达到较高的转矩密度， 其机械结构就会比较复杂，导致不易制造和装配。

而轴向磁通永磁齿轮则具有达到较高的转矩密度的潜力，因此，逐渐成 为当前的一个研究方向。文献S.Mezani，K.Atallah，D.Howe，“A high-performance axial-field magnetic gear”，Journal of Applied Physics 99，08R303(2006)公开了一种轴向磁通永磁齿轮的组成。该轴向 磁通永磁齿轮包括一个由导磁片(ferromagnetic pole-pieces)组成的定 子、一个由永磁体(permanent magnets)和铁芯(back-iron)组成的高速 转子(high-speed rotor)和一个由永磁体(permanent magnets)和铁芯 (back-iron)组成的低速转子(low-speed rotor)。但是，其并未提出实 现轴向磁通永磁齿轮的具体结构。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于轴向磁通永磁齿轮的定子的具体结构， 以及一种轴向磁通永磁齿轮的具体结构，使得定子以及轴向磁通永磁齿轮能 够便于工业应用，并能够较为牢固，具有较高的效率。

本发明的定子包括多个由软磁材料制成的导磁片以及一个由非磁性材 料制成的衬底，所述衬底填充在所述导磁片之间的空隙中，以固定所述导磁 片。

作为一种具体实施方式，每个所述导磁片由硅钢片层叠而成，其中，所 述硅钢片由第一绝缘层相互隔离开。

作为另一种具体实施方式，每个导磁片由铁粉芯材料压制而成。

优选地，在径向上，所述衬底具有环形轮廓，所述导磁片沿所述衬底的 圆周均匀分布。

优选地，所述定子还包括一个由非磁性材料制成的内环片，用于将所述 衬底的内环面包裹起来；和/或，所述定子还包括一个由非磁性材料制成的 外环片，用于将所述衬底的外环面包裹起来。

优选地，所述非磁性材料为环氧树脂。

本发明的轴向磁通永磁齿轮包括：一个如上所述的本发明的定子；一个 高速转子，其包括第一永磁体组；一个低速转子，其包括第二永磁体组；其 中，所述定子、所述高速转子和所述低速转子轴向平行地设置，所述定子固 定地设置在所述高速转子和所述低速转子之间；所述轴向磁通永磁齿轮还包 括：一个高速转轴，其一侧与所述高速转子固定相连；一个低速转轴，其一 侧与所述低速转子固定相连。

具体地，所述第一永磁体组和所述第二永磁体组相对地设置。

具体地，所述第一永磁体组和所述第二永磁体组分别由南北磁极对构 成，其中，所述南北磁极交替地设置；所述第一永磁体组和所述第二永磁体 组的南北磁极对数量不同，所述定子的导磁片的数量为所述第一永磁体组中 的南北磁极对数量与所述第二永磁体组的南北磁极对数量之和。优选地，所 述磁极之间插入有软磁材料以调整极弧系数。

优选地，每个所述磁极由永磁体块组装而成，其中，所述永磁体块由第 二绝缘层相互隔离开。

进一步地，所述高速转子还包括：一个第一背板，其固定在所述高速转 轴上，所述高速转轴穿过所述第一背板的轴心区域；一个第一铁芯，其固定 在所述第一背板上；其中，所述第一永磁体组固定在所述第一铁芯上。

进一步地，所述低速转子还包括：一个第二背板，其固定在所述低速转 轴上，所述低速转轴穿过所述第二背板的轴心区域；一个第二铁芯，其固定 在所述第二背板上；其中，所述第二永磁体组固定在所述第二铁芯上。

具体地，所述第一永磁体通过表面粘贴技术固定在所述第一铁芯上；所 述第二永磁体通过表面粘贴技术固定在所述第二铁芯上。

具体地，所述第一铁芯和所述第二铁芯分别由薄硅钢片卷绕而成或由铁 粉芯压制而成。

优选地，所述定子、所述高速转子、所述低速转子、所述高速转轴和所 述低速转轴的轴线相互重合。

进一步地，所述轴向磁通永磁齿轮还包括一个壳体，所述定子固定在所 述壳体上。