[发明专利]一种面积调制式磁齿轮

说明书

本发明公开了一种面积调制式磁齿轮，包括：内转子组件、多个静止永磁体和外转子；内转子组件，包括：心轴、第一内转子和第二内转子；第一内转子和第二内转子组成圆管形状固定套设在心轴上，且第一内转子和第二内转子的接触面的边沿为曲线形状；第一内转子包括多个堆叠的非导磁片，第二内转子包括多个堆叠的导磁片；多个静止永磁体与内转子组件同轴，多个静止永磁体与内转子组件之间具有内气隙；外转子与内转子组件同轴，且转子永磁体与静止永磁体之间具有外气隙。本发明的内转子组件和外转子同轴旋转，基本消除了不平衡质量力，提高了结构的稳定性，有利于内转子达到更高的转速，同时获得了较大的传动比。

技术领域

本发明属于磁齿轮技术领域，具体涉及一种面积调制式磁齿轮。

背景技术

传统的电机驱动技术是电机和机械齿轮变速机构的组合，但是机械齿轮传动部件的使用将不可避免的带来噪声，振动，摩擦以及需要定期维护，油污污染等问题。并且，机械齿轮不具备过载保护能力，当传递转矩过大时，极易发生安全事故。磁齿轮与机械齿轮相比，具有无润滑、无磨损、噪声低、过载保护等优点。

目前，高转矩密度的磁齿轮都是根据同轴磁齿轮磁场调制原理实现的，该磁齿轮结构的调磁块由导磁材料与非导磁材料间隔排列组成，对内外转子永磁体产生的磁场谐波进行调制，从而达到转矩传递效果。但当传动比过高时，转矩密度就会呈明显下降。相比于同轴磁齿轮，偏心谐波磁齿轮利用气隙长度周期变化对磁场进行调制，省略调磁块，在减少损耗同时，效率也有一定提高。随着传动比增加，转矩密度会更大。但是，偏心谐波磁齿轮的缺点是输入端和输出端是既有公转又有自转的偏心轴摆线运动，在实际运行时会出现很大的不平衡质量力，影响结构的稳定性。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种面积调制式磁齿轮。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种面积调制式磁齿轮，包括：内转子组件、多个静止永磁体和外转子；

所述内转子组件，包括：心轴、第一内转子和第二内转子；

所述第一内转子和所述第二内转子组成圆管形状固定套设在所述心轴上，且所述第一内转子和所述第二内转子的接触面的边沿为曲线形状；

所述第一内转子包括多个沿所述圆管轴向方向依次堆叠的非导磁片，所述第二内转子包括多个沿所述圆管轴向方向依次堆叠的导磁片；

所述第二内转子的轴向长度满足：

其中，l₁(θ)表示所述第二内转子的轴向长度，h表示所述第二内转子的径向厚度，l表示心轴的轴向长度，k₀和k₁均表示常数系数，θ表示内转子组件的旋转角度；

所述多个静止永磁体沿所述内转子组件的周向方向依次均匀间隔固定设置在所述内转子组件的外部；所述多个静止永磁体与所述内转子组件同轴，所述多个静止永磁体与所述内转子组件之间具有内气隙；

所述外转子，具有多个转子永磁体，可转动的套设在所述多个静止永磁体的外部，与所述内转子组件同轴，且转子永磁体与所述静止永磁体之间具有外气隙。

在本发明的一个实施例中，所述内转子组件旋转时，等效气隙的厚度变化周期数满足下式：

p_s＝p+p_ω；

其中，p_s表示所述转子永磁体的极对数，p_ω表示等效气隙的厚度变化的周期数，p表示静止永磁体的极对数。