同心式永磁齒輪（Coaxial Permanent Magnetic Gear,CPMG）屬于高轉(zhuǎn)矩密度（轉(zhuǎn)矩密度為現(xiàn)有永磁電機(jī)2倍以上）、高效率運(yùn)行及非接觸式動(dòng)力傳遞的磁力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。將CPMG與永磁電機(jī)相復(fù)合則可獲得體積小、重量輕且具有與CPMG相同轉(zhuǎn)矩密度的永磁復(fù)合電機(jī)。本文首先詳細(xì)介紹了永磁電機(jī)、永磁齒輪以及永磁復(fù)合電機(jī)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r,并基于上述裝置的優(yōu)、缺點(diǎn),提出了一種基于同心式永磁齒輪的新型永磁復(fù)合電機(jī)（Coaxial Permanent magnet gear Composite Motor,CPCM）。分析了 CPCM 核心部件——CPMG 的機(jī)械結(jié)構(gòu)及其運(yùn)行機(jī)理,建立了 CPMG的氣隙磁場(chǎng)數(shù)理模型,推導(dǎo)出CPMG調(diào)磁環(huán)所需的調(diào)制函數(shù)。初步確定了 CPMG的機(jī)械結(jié)構(gòu)參數(shù),包括傳動(dòng)比、外形體積及內(nèi)外轉(zhuǎn)子的磁極對(duì)數(shù)等,并在ANSYS仿真環(huán)境,建立了所需的CPMG仿真模型。對(duì)CPMG在有、無(wú)調(diào)磁環(huán)兩種狀態(tài)下的內(nèi)、外轉(zhuǎn)子氣隙磁場(chǎng)進(jìn)行有限元仿真和傅里葉變換,驗(yàn)證了理論分析與計(jì)算結(jié)果的正確性。基于CPMG轉(zhuǎn)矩的靜態(tài)及動(dòng)態(tài)兩種特性曲線,對(duì)CPMG的永磁體形狀及調(diào)磁環(huán)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化:采... 

【文章來(lái)源】：大連交通大學(xué)遼寧省

【文章頁(yè)數(shù)】：79 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【圖文】：

偏心盤(pán)式永磁齒輪Fig.l.lInvolutemagneticgear

鉿入軸?Ｎ極??圖１．１偏心盤(pán)式永磁齒輪?圖１．２外嚙合式永磁齒輪??Ｆｉｇ．１．１?Ｉｎｖｏｌｕｔｅ?ｍａｇｎｅｔｉｃ?ｇｅａｒ?Ｆｉｇ．?１．２?Ｅｘｔｅｒｎａｌ?ｇｅａｒ?ｔｙｐｅ?ｐｅｒｍａｎｅｎｔ??ｍａｇｎｅｔｉｃ?ｇｅａｒ??９％年，我國(guó)臺(tái)灣學(xué)者提出一種與機(jī)械齒輪中的錐形齒輪相類(lèi)似的磁齒輪動(dòng)輪的軸線和從動(dòng)輪的軸線相互垂直，永磁體的Ｎ極、Ｓ極依次交叉分布。該樣機(jī)傳遞最大轉(zhuǎn)矩為〇．５４Ｗ．Ｗ?［３３］。??００１年，英國(guó)Ｋ．Ａｔａｌｌａｈ提出一種圖１．３所示的同心式永磁齒輪（Ｃｏａｘｉａｌ?ＭａＣＰＭＧ）。ＣＰＭＧ具有三層轉(zhuǎn)子，二層氣隙，其內(nèi)、外永磁體采用調(diào)磁環(huán)、外永磁體的磁極對(duì)數(shù)匹配。由于充分利用了每一塊永磁體，因此ＣＰＭＧ可高達(dá)７２ＡｉＶ．ｗ／ｗ３【３４－３５１。??－??

?大連交通大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文???２００４年，Ｋ．?Ａｔａｌｌａｈ教授又計(jì)算出了?ＣＰＭＧ內(nèi)外氣隙的磁通密度表達(dá)式，并借助??有限元分析方法，研宄了不同傳動(dòng)比下的氣隙磁通密度波形，進(jìn)一步驗(yàn)證了理論計(jì)算的??正確性，并首次進(jìn)行樣機(jī)試驗(yàn)，結(jié)果表明ＣＰＭＧ運(yùn)行穩(wěn)定，且運(yùn)行效率可高達(dá)９７％??Ｋ．?Ａｔａｌｌａｈ提出的上述兩種結(jié)構(gòu)使ＣＰＭＧ應(yīng)用前景進(jìn)一步擴(kuò)大，為ＣＰＭＧ與永磁電??機(jī)相結(jié)合而成的復(fù)合電機(jī)奠定了基礎(chǔ)。??２０１４年，丹麥奧爾堡大學(xué)的Ｐｅｔｅｒ?Ｏｍａｎｄ教授及其團(tuán)隊(duì)提出一種永磁體內(nèi)置式永磁??齒輪拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如圖１．４所示，該永磁齒輪的內(nèi)轉(zhuǎn)子內(nèi)嵌安裝８塊永磁體，根據(jù)磁場(chǎng)聚??磁原理，８塊永磁體會(huì)形成４對(duì)磁極：在ＣＰＭＧ的外轉(zhuǎn)子安裝４４塊永磁體，形成２２對(duì)??磁極，安裝２６塊調(diào)磁極塊，該ＣＰＭＧ的傳動(dòng)比為５．５：１。并研發(fā)該ＣＰＭＧ樣機(jī)，如圖??１．５所示，將該樣機(jī)的性能與幾種傳統(tǒng)機(jī)械齒輪的性能進(jìn)行比較分析，結(jié)果表明該ＣＰＭＧ??的各項(xiàng)性能指標(biāo)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)機(jī)械齒輪［３９４（）］。??

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