基于電機(jī)原理磁性齒輪的研究.pdf

1、相對(duì)于機(jī)械齒輪傳動(dòng)，非接觸式的磁性齒輪具有效率高，噪聲小，易維護(hù)，使用壽命長(zhǎng)，具有過(guò)載保護(hù)功能等特點(diǎn)。然而，現(xiàn)有的磁性齒輪也有各自的缺點(diǎn):變比小，轉(zhuǎn)矩密度低，永磁利用率低、成本高等問(wèn)題。本文針對(duì)目前磁性齒輪各類結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)，研究同軸以及旋轉(zhuǎn)到直線傳動(dòng)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(duì)基于磁阻電機(jī)原理的大變比降速磁性齒輪進(jìn)行了結(jié)構(gòu)介紹和運(yùn)行原理闡述，并提出定子和內(nèi)轉(zhuǎn)子的改進(jìn)結(jié)

2、構(gòu);之后應(yīng)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(xué)模型;并以25∶1變比、3對(duì)定子和1對(duì)內(nèi)轉(zhuǎn)子磁極的方案為例，應(yīng)用有限元分析方法進(jìn)行靜態(tài)仿真，分析電磁場(chǎng)特性，并計(jì)算轉(zhuǎn)矩;應(yīng)用系統(tǒng)理論方法，進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，并獲得動(dòng)態(tài)運(yùn)行過(guò)程的詳細(xì)情況。
　　其次本文提出一種雙層定子雙向傳動(dòng)的磁性齒輪結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)大變比、大轉(zhuǎn)矩的同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)雙向傳動(dòng)。在詳細(xì)介紹其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作原理，并應(yīng)用等效磁路法建立數(shù)學(xué)模型之后，本文以低速轉(zhuǎn)子20對(duì)磁極，高

3、速轉(zhuǎn)子單層1對(duì)磁極，19對(duì)定子導(dǎo)磁條，20∶1變比的實(shí)施方案為例，應(yīng)用有限元方法分析此結(jié)構(gòu)的電磁場(chǎng)特性;根據(jù)此結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行分析，從高速轉(zhuǎn)子、低速轉(zhuǎn)子和定子三個(gè)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(dòng)的磁性齒輪結(jié)構(gòu)，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作原理進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，并應(yīng)用等效電流法和等效磁路兩種方法建立數(shù)學(xué)模型;然后運(yùn)用有限元方法分析此結(jié)構(gòu)的電磁場(chǎng)特性，計(jì)算轉(zhuǎn)矩，根據(jù)此結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行分析，從直線筒的梳齒結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)子上的永磁體