调磁环结构、磁齿轮组件和复合电机制造技术

本发明专利技术提供了一种调磁环结构、磁齿轮组件和复合电机，其中，调磁环结构包括多个调制单元，相邻的两个调制单元之间通过连接部连接以形成调磁环结构，调磁环结构设置在第一转子结构和第二转子结构围成的环形间隙内；其中，调制单元的朝向第一转子结构的一侧形成有凹槽结构，凹槽结构的两侧分别形成弧形靴部。本发明专利技术解决了现有技术中的调磁环上的铁芯呈类矩形结构，而类矩形结构的调磁环的磁场调制作用有限，且铁芯间的漏磁严重，降低了磁齿轮组件的输出转矩的问题。

【技术实现步骤摘要】
调磁环结构、磁齿轮组件和复合电机
本专利技术涉及非接触式传动设备
，具体而言，涉及一种调磁环结构、磁齿轮组件和复合电机。
技术介绍
磁齿轮组件通常包括内转子、调磁环和外转子，其中，内转子的外周面和外转子的内周面上均设置有永磁体，调磁环由多块铁芯等间距组装形成环状结构，但是，现有的调磁环上的铁芯呈类矩形结构，而类矩形结构的调磁环的磁场调制作用有限，且铁芯间的漏磁严重，降低了磁齿轮组件的输出转矩调磁环；此外，在调磁环的加工制作过程中需要在相邻的两个类矩形的铁芯之间添补一块起连接作用的磁桥，而上述的磁桥因其结构不合理而导致漏磁的程度较为严重，致使磁齿轮组件的输出转矩进一步下降。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种调磁环结构、磁齿轮组件和复合电机，以解决现有技术中的调磁环上的铁芯呈类矩形结构，而类矩形结构的调磁环的磁场调制作用有限，且铁芯间的漏磁严重，降低了磁齿轮组件的输出转矩的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种调磁环结构，包括多个调制单元，相邻的两个调制单元之间通过连接部连接以形成调磁环结构，调磁环结构设置在第一转子结构和第二转子结构围成的环形间隙内；其中，调制单元的朝向第一转子结构的一侧形成有凹槽结构，凹槽结构的两侧分别形成弧形靴部。进一步地，相邻的弧形靴部通过连接部连接。进一步地，连接部由导磁材料制成，相邻的两个弧形靴部与连接部形成磁桥结构，且弧形靴部的远离连接部的一端形成磁桥结构的桥头，连接部形成磁桥结构的桥心。进一步地，磁桥结构的桥头的厚度为t1，调制单元的外周面至弧形靴部的靴底的厚度为t2，且t1和t2满足：0.25≤t1/t2≤0.3。进一步地，磁桥结构的桥心的厚度为t3，且t3满足：t3≤0.5mm。进一步地，凹槽结构的槽壁面为第一圆弧面，第一圆弧面的曲率半径为r1，弧形靴部的朝向第二转子结构一侧的表面与连接部的朝向第二转子结构的一侧的表面呈平滑过渡地设置，以形成圆弧过渡面，且圆弧过渡面的弧形轮廓线与穿过其内部的磁力线平行地设置，圆弧过渡面的曲率半径为r2，且r1和r2满足：r2＝5×r1。进一步地，各调制单元均具有相对设置的第一侧和第二侧，各调制单元的第一侧和第二侧形成的夹角为a1，相邻的两个调制单元的中的一个调制单元的第一侧与另一个调制单元的第一侧之间形成的夹角为a2，且a1和a2满足：0.4≤a1/a2≤0.5，且r1和a1满足：0.2≤r1/a1≤0.3。进一步地，连接部由非导磁性材料制成，弧形靴部的远离连接部的一端的厚度为t4，调制单元的外周面至弧形靴部的靴底的厚度为t5，且t4和t5满足：0.25≤t4/t5≤0.3。进一步地，弧形靴部的靴面为第二圆弧面，第二圆弧面的曲率半径为r3，凹槽结构的槽壁面为第三圆弧面，第三圆弧面的曲率半径为r4，且r3和r4满足：r3＝4×r4。进一步地，各调制单元均具有相对设置的第一侧和第二侧，各调制单元的第一侧和第二侧形成的夹角为a3，各调制单元的两个弧形靴部的靴头之间形成的夹角为a4，且a3和a4满足：0.5≤a3/a4≤0.6，且r4和a3满足：0.2≤r4/a3≤0.3。进一步地，连接部与调制单元一体成型。根据本专利技术的另一方面，提供了一种磁齿轮组件，包括第一转子结构、第二转子结构和调磁环结构，其中，第一转子结构套设在转轴结构的外周侧，第一转子结构的外周面上设置有第一磁性元件；第二转子结构套设在第一转子结构的外周侧，第二转子结构的内周面上设置有第二磁性元件；调磁环结构设置在第一磁性元件和第二磁性元件围成的环形间隙内，调磁环结构为上述的调磁环结构。进一步地，第一转子结构的转速大于调磁环结构的转速，第二转子结构的转速为零。进一步地，调磁环结构与第一磁性元件具有间隙地设置，且调磁环结构与第二磁性元件具有间隙地设置。进一步地，第一磁性元件为多个，多个第一磁性元件沿第一转子结构的周向间隔设置，和/或第二磁性元件为多个，多个第二磁性元件沿第二转子结构的周向间隔设置。根据本专利技术的另一方面，提供了一种复合电机，包括磁齿轮组件，磁齿轮组件为上述的磁齿轮组件。应用本专利技术的技术方案，通过对调制单元的结构进行改进，使得调制单元具有凹槽结构和两个弧形靴部，在磁齿轮组件运转过程中，凹槽结构能够有效地降低调制单元之间的磁密谐波的变化幅度，从而尽可能地减少涡流损耗；此外，由于弧形靴部的边缘的弧形轮廓线与其内部穿过的磁力线平行，确保尽可能多地磁力线能够顺利穿过，有效地降低了相邻两个调制单元之间的漏磁，从而大大提升了磁齿轮组件的输出转矩。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出了根据本专利技术的一种可选实施例的磁齿轮组件安装到转轴结构上的结构示意图；图2示出了图1中的磁齿轮组件的调磁环结构的示意图，该图中，连接部与调制单元一体成型；图3示出了图1中的磁齿轮组件的调磁环结构的示意图，该图中，省略了由非导磁材料制成的连接部；图4示出了图1中的磁齿轮组件的输出转矩随t1/t2的变化曲线；图5示出了图1中的磁齿轮组件的输出转矩随a1/a2的变化曲线；图6示出了图1中的磁齿轮组件的涡流损耗随r1/a1的变化曲线；图7示出了图1中的磁齿轮组件的输出转矩随r1/a1的变化曲线；图8示出了根据本专利技术的一种可选实施例的磁桥结构与现有的磁桥结构的输出转矩的对比图；图9示出了根据本专利技术的一种可选实施例的磁齿轮组件的磁力线在调磁环结构中的分布情况；图10示出了内气隙处径向磁密谐波分布对比；图11示出了内气隙处切向磁密谐波分布对比；图12示出了根据本专利技术的一种可选实施例的调磁环结构与现有的调磁环结构的输出转矩对比图。其中，上述附图包括以下附图标记：10、第一转子结构；11、第一磁性元；20、转轴结构；30、第二转子结构；31、第二磁性元件；40、调磁环结构；41、调制单元；411、凹槽结构；412、弧形靴部；100、环形间隙。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为了解决现有技术中的调磁环上的铁芯呈类矩形结构，而类矩形结构的调磁环的磁场调制作用有限，且铁芯间的漏磁严重，降低了磁齿轮组件的输出转矩的问题，本专利技术提供了一种调磁环结构、磁齿轮组件和复合电机，其中，复合电机包括磁齿轮组件，磁齿轮组件为上述和下述的磁齿轮组件。如图1所示，磁齿轮组件包括第一转子结构10、第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种调磁环结构，其特征在于，包括：/n多个调制单元(41)，相邻的两个所述调制单元(41)之间通过连接部连接以形成所述调磁环结构，所述调磁环结构设置在第一转子结构(10)和第二转子结构(30)围成的环形间隙(100)内；/n其中，所述调制单元(41)的朝向所述第一转子结构(10)的一侧形成有凹槽结构(411)，所述凹槽结构(411)的两侧分别形成弧形靴部(412)，且所述弧形靴部(412)的朝向所述第二转子结构(30)的边缘的弧形轮廓线与穿过其内部的磁力线平行。/n

【技术特征摘要】
1.一种调磁环结构，其特征在于，包括：
多个调制单元(41)，相邻的两个所述调制单元(41)之间通过连接部连接以形成所述调磁环结构，所述调磁环结构设置在第一转子结构(10)和第二转子结构(30)围成的环形间隙(100)内；
其中，所述调制单元(41)的朝向所述第一转子结构(10)的一侧形成有凹槽结构(411)，所述凹槽结构(411)的两侧分别形成弧形靴部(412)，且所述弧形靴部(412)的朝向所述第二转子结构(30)的边缘的弧形轮廓线与穿过其内部的磁力线平行。


2.根据权利要求1所述的调磁环结构，其特征在于，各所述调制单元(41)均具有相对设置的第一侧和第二侧，相邻的两个所述调制单元(41)中的一个所述调制单元(41)上的第一侧的所述弧形靴部(412)与所述连接部连接，相邻的两个所述调制单元(41)中的另一个所述调制单元(41)上的第二侧的所述弧形靴部(412)与所述连接部连接。


3.根据权利要求2所述的调磁环结构，其特征在于，所述连接部由导磁材料制成，且与同一个所述连接部连接的相邻的两个所述弧形靴部(412)和所述连接部形成磁桥结构，所述弧形靴部(412)的远离所述连接部的一端形成所述磁桥结构的桥头，所述连接部形成所述磁桥结构的桥心。


4.根据权利要求3所述的调磁环结构，其特征在于，所述磁桥结构的桥头的厚度为t1，所述调制单元(41)的外周面至所述弧形靴部(412)的靴底的厚度为t2，且所述t1和所述t2满足：0.25≤t1/t2≤0.3。


5.根据权利要求3所述的调磁环结构，其特征在于，所述磁桥结构的桥心的厚度为t3，且所述t3满足：t3≤0.5mm。


6.根据权利要求3所述的调磁环结构，其特征在于，所述凹槽结构(411)的槽壁面为第一圆弧面，所述第一圆弧面的曲率半径为r1，所述弧形靴部(412)的朝向所述第二转子结构(30)一侧的表面与所述连接部的朝向所述第二转子结构(30)的一侧的表面呈平滑过渡地设置，以形成圆弧过渡面，且所述圆弧过渡面的弧形轮廓线与穿过其内部的磁力线平行地设置，所述圆弧过渡面的曲率半径为r2，且所述r1和所述r2满足：r2＝5×r1。


7.根据权利要求6所述的调磁环结构，其特征在于，各所述调制单元(41)的第一侧和第二侧形成的夹角为a1，相邻的两个所述调制单元(41)的中的一个所述调制单元(41)的第一侧与另一个所述调制单元(41)的第一侧之间形成的夹角为a2，且所述a1和所述a2满足：0.4≤a1/a2≤0.5，且所述r1和所述a1满足：0.2≤r1/a1≤0.3。


8.根据权利要求1所述的调磁环结构，...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡余生，陈彬，马晓皓，李权锋，桂鹏千，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44