[发明专利]一种具有自散热功能的磁性齿轮

说明书

本申请提供了一种具有自散热功能的磁性齿轮，包括：内环，具有内环辐叶；其中，内环辐叶用于形成强制单向空气流；调制环，与内环之间留有第一间隙；外环，具有进风口和出风口；其中，外环与调制环之间留有第二间隙；当内环运转时，带动内环辐叶转动，第一温度的气体在内环辐叶的作用下，从进风口流入磁性齿轮内部，并流经第一间隙和第二间隙形成第二温度的气体，第二温度的气体从出风口流出至外界；其中，第一温度小于第二温度；本申请可以有效解决磁性齿轮由于温度升高导致永磁部件失效的问题，同时不用增加新的部件，保证了磁性齿轮的高转矩密度特性，提升了其可靠性。

技术领域

本申请属于磁性齿轮技术领域，尤其涉及一种具有自散热功能的磁性齿轮。

背景技术

调制型磁性齿轮是一种新型齿轮，可以达到与机械齿轮相当的转矩密度，同时避免了机械齿轮固有的缺陷，特别是轮齿接触导致的振动、噪声和疲劳以及过载等问题。

调制型磁性齿轮由三个部分组成，由永磁体组成的内环和外环，以及由软磁体与绝缘材料交替组成的调制环。三个环之间互相不接触，留有毫米或亚毫米的间隙，磁场强度达到1.0T以上。内环高速旋转，会在调制环、外环产生涡流效应，外环的磁场也会在调制环和内环上产生涡流效应，这也是磁性齿轮传输功率损耗的主要部分。通过设计和材料的优化可以降低涡流效应，使传输效率可以达到95％以上。无法消除的涡流损耗以热能形式分布于磁性齿轮的导电部件，包括磁性合金部件和合金外壳，使之温度升高。

目前，磁性齿轮一般采用磁性能最高的NdFeB永磁材料，其工作温度一般不高于150℃。以10kW的磁性齿轮为例，5％比例的损耗表示发热量达到500W，对于高转矩密度的磁性齿轮来说，如果损耗热不及时排出，温度很快就会超过使永磁材料失效的极限。磁性齿轮工作机制是一种磁场谐波耦合的模式，发热部位不同于永磁电机工作模式，发热程度更高，同时为了追求高的转矩，磁性件之间的间隙较小，热量靠外部风扇很难带出。

因此，靠传统、常规的端部或外部风扇无法实现有效散热。为了提高磁性齿轮的可靠性，避免永磁部件因涡流发热导致失效，必须提供一种可以及时将永磁部件热量带走的磁性齿轮。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请提供了一种自散热磁性齿轮，能够及时将永磁部件热量带走，同时不增加零件数量。

本申请提供了一种具有自散热功能的磁性齿轮，所述磁性齿轮包括：

内环，具有内环辐叶；其中，所述内环辐叶用于形成强制单向空气流；

调制环，与所述内环之间留有第一间隙；

外环，具有进风口和出风口；其中，所述外环与所述调制环之间留有第二间隙；

当所述内环运转时，带动所述内环辐叶转动，第一温度的气体在所述内环辐叶的作用下，从所述进风口流入磁性齿轮内部，并流经所述第一间隙和所述第二间隙形成第二温度的气体，所述第二温度的气体从所述出风口流出至外界；其中，所述第一温度小于所述第二温度。

优选地，所述内环辐叶基于风扇叶的曲面铺设。

优选地，所述外环还包括：

外环前端盖，具有出风口；

外环后端盖，具有进风口；其中，所述进风口的尺寸大于所述出风口的尺寸。

优选地，所述出风口的位置与所述第一间隙和所述第二间隙相对应。

优选地，所述外环前端盖和所述外环后端盖采用镂空结构。

优选地，所述内环是采用碳纤维复合预浸料铺层制备得到的。

优选地，所述磁性齿轮还包括：

内环永磁体，设置在所述内环上。