[发明专利]一种新型高速永磁调速器设计

权利要求书

1.一种新型高速永磁调速器设计，其特征在于：该方法是针对磁力齿轮结构的特殊性，对磁力齿轮两转子永磁体采用 Halbach 阵列充磁，建立 Halbach充磁解析模型；应用全局解析法分析 Halbach 阵列同心式磁力齿轮，其次，详细分析了在传动比不变的情况下，调磁环铁心宽度、调磁环高度及外转子轭部厚度等参数与磁力齿轮最大静态转矩之间的关系，以一台内转子4对极、外转子17对极的 Halbach 阵列同心式磁力齿轮样机为例，计算了气隙磁场和电磁转矩，并与有限元法结果比较，合理选择结构参数可以提高磁力齿轮的转矩密度，为同心式磁力齿轮结构参数的设计与优化提供依据及方向。

2.根据权利要求 1所述的一种新型高速永磁调速器设计，其特征在于，所述解析模型，通过Halbach 阵列同心式磁力齿轮结构模型，共分为 5 个子区域，包括内外两层气隙子区域、内外转子永磁体子区域和调磁定子槽子区域，内外转子磁极分别为4对极和17对极调磁环齿数Q = 21，内转子每极永磁体分为 4 小块，外转子每极永磁体分为 2 小块。

3.根据权利要求 1所述的一种新型高速永磁调速器设计，其特征在于，所述的结构参数与转矩关系，根据麦克斯韦应力张量法理论，电磁转矩的大小与磁场有关，如何提高磁场强度就是解决问题的关键，磁场强度的大小与气隙长度、永磁体厚度、调磁环高度、调磁环之间的宽度(即槽口宽度) 、转子铁心轭部厚度及硅钢种类等都有关系，根据同心式磁力齿轮自身特点，选取这几个结这构参数作为优化变量。

4.根据权利要求 1所述的一种新型高速永磁调速器设计，其特征在于，所述的计算实例及实验验证，作用是为了验证本解析计算方法和优化设计的有效性，制造了一台Halbach 阵列同心式磁力齿轮样机，将内、外转子永磁体和调磁定子槽初始相位角均设为0°，该样机在内、外转子轭部Halbach阵列充磁磁密较同部位径向充磁磁密小很多，因此转子材料有所减少，降低了体积及成本。