轴向磁场调制型磁力齿轮设计与验证.pdf

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1、研究与设计EMCA电札与柱制应用2013，40(6)轴向磁场调制型磁力齿轮设计与验证术王杰’，曹海东，黄苏融(1．上海电驱动有限公司，上海200240；2．上海大学机电工程与自动化学院，上海200072)摘要：与传统机械齿轮箱不同，轴向磁力齿轮采用电磁变级变速原理，使得输入端和输出端之间无机械接触，具有无磨损、不需润滑、免维护等优点。采用二维动态场与三维静态场有限元法设计了磁力齿轮，样机试验数据比较表明，该有限元算法准确，样机设计合理可行。关键词：磁力齿轮；有限元仿真；轴向磁场；电磁性能中图分类号：TM303文献标志码：A文章编号：1673-6540(20

2、13)06-0020-04DesignandVerifyofAxial·FieldFluxModulationMagneticGearWANGfie，CAOHaidong，HUANGSurong(1．ShanghaiEdriveCo．，Ltd．，Shanghai200240，China；2．SchoolofMechatronicEngineeringandautomation，ShanghaiUniversity，Shanghai200072，China)Abstract：Comparingtothetraditionalgearbox，theaxial—

3、fieldfluxmodulationmagneticgeartakestheadvantagesofnorubbing，nolubricating，norepairingbychangingtheratioandpoles．Onekindsofaxial-fieldmodulationmagneticgearwasdesignedby2Dtransientfieldand3Dstaticfieldfiniteelementmethod．Theexperimentalresultsshowthatthefiniteelementanalysisisprec

4、isionandtheprototypedesignisrationa1．Keywords：magneticgear；finiteelementsimulation；axial-fieldflux；electromagneticperformance融等对轴向磁场磁力齿轮进行了研究，并于20080引言年研制出原理样机。齿轮箱是动力传动系统中应用广泛的一种变本文以轴向磁场调制型磁力齿轮为研究对速装置。与传统机械齿轮箱不同，磁力齿轮输入象，应用有限元法对其电磁性能进行仿真，并试端和输出端之间无接触、无机械摩擦和磨损，不需制磁力齿轮原理样机，测试样机电磁性能并与

5、润滑，维护方便；同时具有自过载保护功能，保护仿真结果进行比较，验证设计与仿真方法的有齿轮及设备不受冲击，增加系统可靠性，提高使用效性。寿命。随着永磁材料性能的不断提高，磁力齿轮1基本原理引起工程界越来越多的关注。最早出现的直接耦合式磁力齿轮为齿对齿结构，永磁体利用率不高，文献[2]对径向磁场调制型永磁磁力齿轮转矩密度低。2001年英国谢菲尔德大学D．的工作机理作了描述，调制定子铁磁极与隔磁Howe等首次提出基于磁场调制原理的磁力齿极交替分布的结构对转子永磁磁场产生齿槽调轮¨qJ，所有齿轮永磁体均参与转矩传递，转矩密制效应，通过选取不同的极数配合来改变谐波度

6、大大提高。2005年丹麦奥尔堡大学P．O．磁场的次数，可实现磁力齿轮任意转速比的Rasmussen等提出了一种内置聚磁式永磁体磁力设计。齿轮J，并研制开发出样机。香港大学K．T．以径向气隙磁场调制型永磁磁力齿轮为例，Chau等开展径向磁场调制式磁力齿轮及其应用其调制磁场密度对于径向距离r和空间角度0的研究，并取得一定的研究成果_6J。上海大学黄苏空间分布表达式为基金项目：国家863重大项目(2012AA10701)；上海高校创新团队建设项目(2009)一20—、毛}札与粒制应用2013，40(6)研究与设计E聪【参考文献】[1]ATAUAHK，CALVER

7、LEYSD，HOWED．Design，analysisandrealisationofahigh-performancemagneticpgear[J]．IEEProceedings—ElectricPower赠Applications，2004，151(2)：135—143．[2]ATALIAHK．HOWED．Anovelhigh—performancemagneticgear[J]．IEEETransactionsonMagnetics，2001，37(4)：2844-2846．t／rain[3]ATAII．AHK．WANGJ．HOWED．Ahigh—

8、(a)调制定子铁心performancelinearmagneti