一种退磁式电控永磁齿轮及其操控方法技术

本发明专利技术涉及一种退磁式电控永磁齿轮及其操控方法，包括高速转子、调磁环、固定环和机座组成。输入轴左端连接原动力，调磁环与输出轴左端固定连接。中间传动部分从内到外由高速转子、调磁环、固定环依次分布。高速转子通过磁场调制的作用下将动力传递给调磁环，进而将动力输出。当施加脉冲电流时，内部消磁，固定环的磁轭表面失去磁性，动力无法输出。通过对线圈施加短时间的脉冲电流，改变磁性组件的磁场状态，实现退磁式电控永磁齿轮输出轴的动力通/断操作。本发明专利技术可以依靠自身实现对动力通断的控制，此装置将离合器与传动机构集成在一起，能最大限度的缩短传动链，提高传动效率，大大节约使用空间，满足空间有限等更多的传动设备要求。要求。要求。

【技术实现步骤摘要】
一种退磁式电控永磁齿轮及其操控方法


[0001]本专利技术涉及磁力齿轮传动
，尤其涉及一种退磁式电控永磁齿轮及其操控方法。

技术介绍

[0002]针对目前的传动系统来看，动力的传输路线决定着效率的问题，而动力的通断技术是动力传输中的重中之重。目前的动力通断技术方案分为以下两种，频繁的对原动力进行启停操作，或是在原动力装置与传递装置之间添加离合器来控制动力的通断。对于第一种方案，原动力装置的频繁启停操作会造成能源不必要的浪费，大大降低效率，甚至是损害原动力装置中的零部件并进一步影响装置设备寿命。针对第二种技术方案，离合器可以很好的解决扭矩输出区间狭窄问题，但是所带来的弊端是增加了动力传递链的长度，致使能量传递时间长，能量损失较多，大大降低了传递效率，并且离合器的增加会使安装空间较大，增加了空间占有率等不良效果。
[0003]以目前市面上存在较多的汽车为例，现有汽车多为燃油汽车以及电动汽车两大类。燃油汽车是采用内燃机为动力输入，依次连接离合器、变速器、差速器、驱动轮等汽车传动结构。目前燃油汽车的传动系统通常为中国专利CN1101036965B所公开的汽车传动系统，传统的汽车传动系统模块由发动机、离合器、变速器、差速器、驱动轮顺次连接。针对以上的传动系统方案，离合器的存在是为了解决内燃机的扭矩输出区间问题，但是带来的问题是汽车安装空间会随之增大，动力传递链加长，能量传递效率较低等问题，如果去掉离合器会致使发动机频繁启停，满足不了换挡需求，并且会大大缩减装置的使用寿命，大大降低能源的利用率。电动汽车通常采用电动机作为动力输入，中国专利CN209634262U公开了一种电动汽车的传动系统，电动机的输出端与转轴连接，转轴通过油压离合器与变速箱的输入端连接，变速箱的输出端连接输出轴，通过传动轴带动驱动轮转动。对于带有离合器的电动汽车而言，所带来的效果是体积较大，传动效率低下。而电动汽车还具有另一种传动系统，中国专利CN206856495U公开的内容为驱动电机与无极变速器传动连接，无级变速器与减速器传动连接，减速器与驱动轮连接。这种传动方案节省离合器，对于没有离合器的电动汽车而言，无法满足换挡的需求，并且使用局限，只能安装到小型的电动汽车上，而且节省离合器随之而来的是电动机的频繁启停来控制动力的通断，造成电动机的寿命大大降低，电动机内部的零部件损坏，增加维修成本。
[0004]针对大型汽车的大型电动机，无法做到小型电机的频繁启停，需要在动力输入部分与传动装置之间添加控制动力通断的开关装置，这样也会增大空间占有率，同时降低动力传递效率。
[0005]因此，设计一款结构简单、紧凑并对动力通/断控制自如的传动装置具有重要的现实意义。然而目前的传动装置大多采用机械齿轮，无法靠自身结构实现动力通/断的自动控制，需要连接额外的离合器才能达到目的，这就造成了传动效率低、占用空间大等问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种退磁式电控永磁齿轮及其操控方法，能够有效解决离合器与传动机构的集成问题。
[0007]本专利技术采用的技术方案如下：
[0008]本专利技术所提出的一种退磁式电控永磁齿轮，包括高速转子、调磁环、固定环和机座；所述调磁环同轴设置在高速转子的圆周外侧；所述固定环同轴设置在调磁环的圆周外侧；所述固定环与机座固定连接；所述高速转子与输入轴连接；所述调磁环与输出轴连接；其特征在于：所述高速转子由环形导磁铁心A及Z1个永磁体C组成，所述永磁体沿环形导磁铁心A的圆周均匀分布且相邻永磁体磁极相反；所述调磁环的圆周方向上等间隔的布置P个调磁块，相邻调磁块之间填充低磁导率材料；所述高速转子上的永磁体与调磁环间设置一定间隙；所述固定环由环形导磁铁心B和Z2个磁性组件构成；
[0009]所述磁性组件包括一个软磁体、两个永磁体D、一组线圈和一个磁轭；所述磁轭上设有一个立方体的连接端；所述线圈缠绕在软磁体上；所述软磁体与磁轭连接端上的一个平面C固定连接；所述永磁体D分别固定连接在磁轭连接端的两个相平行的平面D1和平面D2上，平面C与平面D1、D2垂直；所述永磁体D的磁场方向均垂直平面D1和D2；同一个磁轭上的两个永磁体D的磁场方向相反；所述磁性组件沿环形导磁铁心B的圆周均匀分布且相邻磁性组件中软磁体的磁极相反；所述磁轭与调磁环间设置一定的间隙。
[0010]进一步的，所述高速转子的永磁体C沿环形导磁铁心A的圆周方向均匀的布置在环形导磁铁心A的外圆周面上；所述永磁体C的充磁方向沿环形导磁铁心A的径向方向；所述固定环的磁性组件沿环形导磁铁心B的圆周方向均匀的布置在环形导磁铁心B的内圆周面上；所述磁性组件中软磁体的充磁方向沿环形导磁铁心B的径向方向。
[0011]进一步的，所述高速转子的永磁体C沿环形导磁铁心A的圆周方向均匀的布置在环形导磁铁心A的端面上；所述永磁体C的充磁方向沿环形导磁铁心A的轴线方向；所述固定环的磁性组件沿环形导磁铁心B的圆周方向均匀的布置在环形导磁铁心B的端面上；所述磁性组件中软磁体的充磁方向沿环形导磁铁心B的轴线方向。
[0012]进一步的，所述调磁块由一组硅钢片叠加组合而成。
[0013]进一步的，所述永磁体C、磁性组件和调磁块的个数满足公式2P＝Z1+Z2。
[0014]一种退磁式电控永磁齿轮的操控方法，用于在原动机正常运转时，对退磁式电控永磁齿轮的动力进行切断和接通操作，其特征在于：所述操控方法通过对线圈施加短时间的脉冲电流，改变磁性组件的磁场状态，实现退磁式电控永磁齿轮输出轴的动力通/断操作；包括以下步骤：
[0015]S1：初始状态下，所述固定环磁性组件上相邻软磁体的磁极方向相反，退磁式电控永磁齿轮输入轴转速为ω1，此时输出轴的转速为ω2＝2ω1P/Z1；
[0016]S2：保持退磁式电控永磁齿轮输入轴转速为ω1，给所有线圈同时施加脉冲电流，电流在线圈中产生的磁场方向与软磁体此时的磁场方向相反，则通电完毕后，输出轴上的动力为零；
[0017]S3：保持退磁式电控永磁齿轮输入轴转速为ω1，给所有线圈再次同时施加脉冲电流，电流的方向与上次通电时的方向相反，则通电完毕后，输出轴的转速变为ω2＝2ω1P/Z1；
[0018]S4：循环进行S2和S3的操作，可实现在原动机正常运转情况下，退磁式电控永磁齿轮输出轴的动力通/断控制。
[0019]本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：
[0020]1、本专利技术可以依靠自身实现对动力通断的控制，相对于之前的离合器与传动机构的设计方案，将离合器与磁齿轮集成在一起，能最大限度的缩短传动链，提高传动效率，大大节约使用空间，满足空间有限等更多的传动设备要求。
[0021]2、本专利技术实现了无接触，无磨损，免润滑，低振动的动力传递。
[0022]3、本专利技术高速响应、耐久性强、组装维护容易。机械式、液压式、气动式离合器均需配备操纵杆、管路、阀门和测量仪表等辅助设备，而本专利技术控制线路只是电路设计，无需其他辅助设备，维护也较为方便。
附图说明
[0023]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种退磁式电控永磁齿轮，包括高速转子、调磁环、固定环和机座；所述调磁环同轴设置在高速转子的圆周外侧；所述固定环同轴设置在调磁环的圆周外侧；所述固定环与机座固定连接；所述高速转子与输入轴连接；所述调磁环与输出轴连接；其特征在于：所述高速转子由环形导磁铁心A及Z1个永磁体C组成，所述永磁体沿环形导磁铁心A的圆周均匀分布且相邻永磁体磁极相反；所述调磁环的圆周方向上等间隔的布置P个调磁块，相邻调磁块之间填充低磁导率材料；所述高速转子上的永磁体与调磁环间设置一定间隙；所述固定环由环形导磁铁心B和Z2个磁性组件构成；所述磁性组件包括一个软磁体、两个永磁体D、一组线圈和一个磁轭；所述磁轭上设有一个立方体的连接端；所述线圈缠绕在软磁体上；所述软磁体与磁轭连接端上的一个平面C固定连接；所述永磁体D分别固定连接在磁轭连接端的两个相平行的平面D1和平面D2上，平面C与平面D1、D2垂直；所述永磁体D的磁场方向均垂直平面D1和D2；同一个磁轭上的两个永磁体D的磁场方向相反；所述磁性组件沿环形导磁铁心B的圆周均匀分布且相邻磁性组件中软磁体的磁极相反；所述磁轭与调磁环间设置一定的间隙。2.根据权利要求1所述的一种退磁式电控永磁齿轮，其特征在于：所述高速转子的永磁体C沿环形导磁铁心A的圆周方向均匀的布置在环形导磁铁心A的外圆周面上；所述永磁体C的充磁方向沿环形导磁铁心A的径向方向；所述固定环的磁性组件沿环形导磁铁心B的圆周方向均匀的布置在环形导磁铁心B的内圆周面上；所述磁性组件中软磁体的充磁方向沿环形导磁铁心B的径向方向。3.根据权利要求1所述的一种退磁式电控永磁齿轮，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘大伟，孙鹏程，赵桐桐，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：