本文選題：磁性齒輪 + 磁阻電機(jī)��； 參考：《東北大學(xué)》2012年碩士論文

【摘要】：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(lèi)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)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)子上的永磁體以及永磁體與梳齒的搭配三個(gè)方面分別闡述優(yōu)化方案。 本文提出的新結(jié)構(gòu)是綜合永磁電機(jī)效率高和磁阻電機(jī)步進(jìn)角小的優(yōu)點(diǎn),以少量的永磁體獲得較高的轉(zhuǎn)矩,利用永久磁鐵和鐵磁性材料的合理設(shè)計(jì)和組合,實(shí)現(xiàn)封閉空間多傳動(dòng)形式的變比傳動(dòng)。同時(shí)在理論上,針對(duì)現(xiàn)在動(dòng)態(tài)分析方法的缺陷,結(jié)合控制理論,創(chuàng)新建模方式,形成系統(tǒng)、完善的動(dòng)態(tài)分析方法,以獲取完備的動(dòng)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)。本文提出磁性齒輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理念和分析方法都具有獨(dú)創(chuàng)性,并且具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
[Abstract]:Compared with mechanical gear transmission, non-contact magnetic gear has the characteristics of high efficiency, low noise, easy maintenance, long service life and overload protection. However, the existing magnetic gears also have their own shortcomings: small ratio of change, low torque density, low utilization rate of permanent magnet, high cost and so on. Aiming at the shortcomings of all kinds of magnetic gear structures at present, this paper studies the structure of coaxial and non-contact magnetic gears with high ratio of change, high efficiency, high torque density, high permanent magnet utilization rate and low cost. In this paper, the structure and operation principle of magnetic gear with large variable ratio based on the principle of magnetoresistive motor are introduced, and the improved structure of stator and inner rotor is put forward. Then the mathematical model of the structure is established by using the equivalent current method and the equivalent magnetic circuit method, and taking the scheme of 25:1 variable ratio 3 pairs of stator and 1 inner rotor pole as an example, the finite element analysis method is used to carry out static simulation to analyze the characteristics of electromagnetic field. The torque is calculated, and the dynamic analysis is carried out by using the system theory and method, and the details of the dynamic running process are obtained. Secondly, this paper presents a magnetic gear structure with double stator bidirectional transmission, which can realize bidirectional transmission with large ratio of variation and high torque at the same time. After introducing its structure design and working principle in detail, and applying the equivalent magnetic circuit method to establish the mathematical model, this paper takes the low speed rotor 20 pairs of magnetic poles, the high speed rotor monolayer 1 pair magnetic pole 19 pairs of stator magnetic conductance bar 20: 1 variable ratio as an example. The electromagnetic field characteristics of the structure are analyzed by finite element method, and the optimization scheme is described from the three angles of high speed rotor, low speed rotor and stator respectively. Finally, a magnetic gear structure with rotation to linear transmission is proposed. The structure design and working principle are introduced in detail, and the mathematical model is established by using the equivalent current method and the equivalent magnetic circuit method. Then using the finite element method to analyze the electromagnetic field characteristics of the structure, calculate the torque, according to the structural characteristics of the structure analysis, from the straight-line tube comb structure, The optimization scheme of permanent magnet on rotor and the collocation of permanent magnet and comb are discussed respectively. The new structure proposed in this paper integrates the advantages of high efficiency of permanent magnet motor and small stepping angle of magnetoresistive motor, obtains high torque with a small number of permanent magnets, and makes use of reasonable design and combination of permanent magnet and ferromagnetic material. The variable ratio transmission of multi-transmission in closed space is realized. At the same time, in theory, aiming at the defects of the present dynamic analysis method, combining the control theory, the innovation modeling method, forms the system, the perfect dynamic analysis method, in order to obtain the complete dynamic index data. In this paper, the design idea and analytical method of magnetic gear structure are both original and valuable in practical application.
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類(lèi)號(hào)】：TH132.41

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 寧文飛;包廣清;王金榮;;磁齒輪拓?fù)浞治黾捌鋺?yīng)用綜述[J];機(jī)械傳動(dòng);2012年02期

2 胡海峰;;轉(zhuǎn)向器齒輪齒條設(shè)計(jì)與受力分析[J];科技創(chuàng)新與應(yīng)用;2013年11期

3 牛學(xué)義;任秀青;金霖龍;;低成本齒輪齒條機(jī)構(gòu)在重型機(jī)床中的應(yīng)用[J];制造技術(shù)與機(jī)床;2009年06期

4 張丹;曾勵(lì);戴敏;崔云峰;;一種新型齒輪齒條發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及其機(jī)理分析[J];揚(yáng)州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年04期

5 曹宇光;張卿;張士華;;自升式平臺(tái)齒輪齒條強(qiáng)度有限元分析[J];中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年06期

6 趙霞;陳緯;;橫移車(chē)齒輪齒條有限元計(jì)算分析[J];機(jī)械工程與自動(dòng)化;2011年01期

7 楊紅光;趙慶志;孫惠萍;;伺服系統(tǒng)中齒輪齒條傳動(dòng)消除π因子誤差的研究[J];山東理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年06期

8 王金龍;;雙齒輪齒條消隙結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)研究[J];齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年01期

9 張學(xué)周;;一種新穎的雙齒輪齒條輸送機(jī)構(gòu)[J];制造技術(shù)與機(jī)床;2013年04期

10 曹宇光;張士華;李森;劉海超;;自升式平臺(tái)齒輪齒條損傷溫度檢測(cè)方法[J];中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前7條

1 杜世勤;章躍進(jìn);江建中;;新型磁齒輪原理及其應(yīng)用[A];第十一屆中國(guó)小電機(jī)技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2006年

2 尹樹(shù)孟;徐長(zhǎng)航;陳國(guó)明;苑思敏;楊玉生;王運(yùn)安;;自升式海洋平臺(tái)齒輪齒條升降裝置精細(xì)動(dòng)態(tài)接觸有限元分析[A];第十三屆中國(guó)科協(xié)年會(huì)第13分會(huì)場(chǎng)-海洋工程裝備發(fā)展論壇論文集[C];2011年

3 苑思敏;陳國(guó)明;徐長(zhǎng)航;尹樹(shù)孟;楊玉生;王運(yùn)安;;自升式海洋平臺(tái)齒輪齒條升降裝置動(dòng)力學(xué)仿真分析[A];紀(jì)念徐秉漢院士船舶與海洋結(jié)構(gòu)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2011年

4 李從權(quán);鄒小波;;一種新型垃圾打包機(jī)的設(shè)計(jì)[A];2010全國(guó)機(jī)械裝備先進(jìn)制造技術(shù)(廣州)高峰論壇論文匯編[C];2010年

5 宋廣興;藺振;張?chǎng)?吉光學(xué);劉松;劉明爽;;自升式平臺(tái)齒輪齒條升降裝置三維接觸有限元分析[A];2008年度海洋工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2008年

6 鄧小軍;;基于SOLIDWORKS和ANSYS的齒輪齒條式儲(chǔ)料機(jī)的研制[A];第十二屆中國(guó)覆銅板技術(shù)·市場(chǎng)研討會(huì)論文集[C];2011年

7 劉向;鐘立杰;張幫琴;;CATIA繪制漸開(kāi)線變位斜齒輪及齒輪齒條運(yùn)動(dòng)仿真研究[A];第九屆河南省汽車(chē)工程技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2012年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前2條

1 北京碧斯凱農(nóng)業(yè)科技有限公司 干天廣;溫室頂窗類(lèi)型及選擇[N];中國(guó)花卉報(bào);2010年

2 ;膠囊機(jī)的日常維護(hù)[N];中國(guó)包裝報(bào);2003年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 杜世勤;新型磁齒輪復(fù)合電機(jī)的設(shè)計(jì)研究[D];上海大學(xué);2010年

2 王利利;磁場(chǎng)調(diào)制型永磁齒輪與低速電機(jī)的研究[D];浙江大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 張卿;自升式平臺(tái)齒輪齒條升降機(jī)構(gòu)強(qiáng)度分析[D];中國(guó)石油大學(xué);2010年

2 陳匡非;平行軸永磁齒輪的特性研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（電工研究所）;2003年

3 寧文飛;磁場(chǎng)調(diào)制式同心齒輪的設(shè)計(jì)研究[D];蘭州理工大學(xué);2012年

4 徐方舟;齒輪齒條式前輪轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2012年

5 王雙全;磁阻—永磁磁性齒輪的研究[D];東北大學(xué);2010年

6 潘年榕;電磁齒輪結(jié)構(gòu)參數(shù)的研究[D];貴州大學(xué);2007年

7 馬寶;吊裝船升降系統(tǒng)中齒輪齒條的設(shè)計(jì)與優(yōu)化研究[D];江蘇科技大學(xué);2012年

8 王振;大模數(shù)齒輪齒條彎曲疲勞強(qiáng)度研究[D];河南工業(yè)大學(xué);2013年

9 楊磊;大模數(shù)齒輪齒條接觸疲勞強(qiáng)度研究[D];河南工業(yè)大學(xué);2013年

10 于麗婭;圓柱直齒電磁齒輪的漏磁機(jī)理研究[D];貴州大學(xué);2007年

，

本文編號(hào)：1911677