一种基于热管的磁场调制型磁齿轮散热系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于热管的磁场调制型磁齿轮散热系统，包括内转子散热机构、调磁环散热机构和外定子散热机构；本发明专利技术通过分别沿轴向在永磁体、导磁体与非导磁体之间，及外定子背铁处布置热管，通过在外定子永磁体热管冷凝端设置弯曲，实现外定子永磁体热量到外定子背铁的传递，再由外壳散热片和端盖统一散出，并通过在热管和外壳上设置散热片，增大散热面积，达到更好散热效果；同时，在考虑加入热管的情况下，针对调磁环强度低问题，参考竹的分节结构，将调磁环骨架沿轴向分段，且布置加强筋。本发明专利技术能够实现磁场调制型磁齿轮的有效热管理，提高磁齿轮散热效率，避免永磁体温度过高导致的退磁，进而提高磁齿轮工作稳定性。进而提高磁齿轮工作稳定性。进而提高磁齿轮工作稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于热管的磁场调制型磁齿轮散热系统


[0001]本专利技术涉及磁齿轮散热
，尤其涉及一种基于热管的磁场调制型磁齿轮散热系统。

技术介绍

[0002]磁场调制型磁齿轮以其输出转矩大、转矩密度高、无接触、无磨损、无需润滑、噪音小、过载自我保护，且相较于传统平行轴磁齿轮齿对齿啮合的平行轴拓扑结构，大幅度提高了永磁体利用率等优点，传动能力可与机械齿轮传动相媲美。但因其内含大量钕铁硼永磁体，运行过程存在较大涡流损耗，容易引起较大的温升，极大影响磁齿轮传动效率，甚至导致永磁体的失效，因此，找到一种降低磁齿轮温升的方法迫在眉睫。目前，主流散热系统有风冷、水冷、油冷、蒸发冷却等，热管作为热传导方式中效果最好的原件，开始逐步应用于电机、电池、电子元件散热，并且效果显著，基于磁场调制型磁齿轮内部结构，及永磁体材料特性，引入热管是磁齿轮最佳的散热措施。

技术实现思路

[0003]针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种基于热管的磁场调制型磁齿轮散热系统，通过在各关键生热部件引入三维热管的方式，实现磁场调制型磁齿轮的有效热管理，提高磁齿轮散热效率，避免永磁体温度过高，进而提高磁齿轮传动效率和工作稳定性。
[0004]本专利技术采用的技术方案如下：
[0005]本专利技术所提出的一种基于热管的磁场调制型磁齿轮散热系统，包括内转子散热机构、调磁环散热机构和外定子散热机构；所述调磁环散热机构同轴布置在外定子散热机构内部；所述内转子散热机构同轴布置在调磁环散热机构内部；
[0006]所述内转子散热机构包括内转子热管、内转子背铁、支撑体、内转子永磁体和内转子挡圈；所述内转子背铁同轴连接在支撑体的圆周外侧；所述内转子永磁体周向均布在内转子背铁的圆周外侧；所述内转子背铁圆周外侧周向均布有卡槽，所述内转子永磁体通过卡槽和磁力吸附在内转子背铁上；所述内转子挡圈固定在内转子背铁的端部外侧；所述内转子热管沿轴向设置在在各内转子永磁体之间且端部穿过内转子挡圈；
[0007]所述调磁环散热机构包括调磁环热管、导磁体、非导磁体、调磁环挡圈A、调磁环骨架和调磁环挡圈B；所述调磁环骨架为鼠笼结构；所述调磁环骨架同轴设置在内转子永磁体的圆周外侧；所述调磁环挡圈A和调磁环挡圈B分别固定在调磁环骨架的两端外侧；所述导磁体和非导磁体相互间隔拼接排列并周向均布的安装在调磁环骨架的侧壁内；所述调磁环热管分别轴向放置于导磁体和非导磁体之间，且两端分别穿过调磁环挡圈A和调磁环挡圈B；
[0008]所述外定子散热机构包括外壳散热片、外定子外壳、外定子背铁热管、外定子背铁、外定子永磁体热管、外定子背铁热管槽、外定子端盖C、外定子永磁体和外定子端盖D；所述外定子外壳卡接在外定子背铁的圆周外侧；所述外定子外壳的圆周外侧设置有外壳散热
片；所述外定子永磁体通过磁力和卡槽周向均布的吸附在外定子背铁的内壁上；所述外定子端盖C和外定子端盖D分别固定在外定子背铁的两端；所述外定子背铁上下两侧的侧壁内部轴向开有外定子背铁热管槽；所述外定子背铁热管分别安装在外定子背铁热管槽内部且其右端插入外定子端盖D；所述外定子永磁体热管沿轴向均匀布置在各外定子永磁体之间；所述外定子永磁体热管左端均向外定子背铁方向弯折，且弯折端与外定子背铁内壁接触。
[0009]优选的，所述内转子热管的冷凝端垂直安装有内转子散热片。
[0010]优选的，所述调磁环热管的冷凝端垂直安装有调磁环散热片。
[0011]优选的，所述内转子热管、调磁环热管、外定子背铁热管和外定子永磁体热管均为U型管。
[0012]优选的，所述内转子热管、调磁环热管、外定子背铁热管和外定子永磁体热管内部均设置有基于相变可吸收热量的物质。
[0013]优选的，所述内转子热管的长度略长于内转子永磁体的长度加上内转子挡圈的厚度。
[0014]优选的，所述调磁环骨架的材料为工程塑料，其整体采用真空注塑一体成形的方式加工而成，并沿轴向进行分段处理，且每两段之间设置一个加强筋。
[0015]优选的，所述调磁环热管的长度略长于调磁环骨架的长度加上调磁环挡圈A和调磁环挡圈B的厚度。
[0016]优选的，所述内转子热管、调磁环热管、外定子背铁热管和外定子永磁体热管的截面为圆形或扁圆形。
[0017]优选的，所述外壳散热片为铲形翅片。
[0018]本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：
[0019]目前，磁齿轮散热方式大多为自然风冷，在高转速下，内转子、调磁环、外转子温升尤为明显，温度分别基本维持在60
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70℃、90
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100℃、80
‑
90℃，在该温度下极易引起永磁体退磁失效，降低磁齿轮工作效率。本专利技术通过在各关键生热部件引入三维热管，大部分热量可以进一步通过热管散出，在自然风冷的基础上，能够达到进一步降低内转子、调磁环、外转子温度的效果。
附图说明
[0020]图1为本专利技术的整体结构示意图；
[0021]图2为图1中内转子散热系统的结构示意图；
[0022]图3为图2的侧视剖面结构示意图；
[0023]图4为图1中调磁环散热系统的结构示意图；
[0024]图5为图4的侧视剖面结构示意图；
[0025]图6为图5中M处的放大结构示意图；
[0026]图7为图1中外定子散热系统的结构示意图；
[0027]图8为图7的侧视剖面结构图；
[0028]图9为外定子散热系统的正视结构示意图；
[0029]图10为热管的热量传递示意图。
[0030]其中，附图标记：1
‑
内转子热管；2
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内转子背铁；3
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支撑体；4
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内转子永磁体；5
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内
转子挡圈；6
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调磁环热管；7
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导磁体；8
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非导磁体；9
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调磁环挡圈A；10
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调磁环骨架；11
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调磁环挡圈B；12
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加强筋；13
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外壳散热片；14
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外定子外壳；15
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外定子背铁热管；16
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外定子背铁；17
‑
外定子永磁体热管；18
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外定子背铁热管槽；19
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外定子端盖C；20
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外定子永磁体；21
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外定子端盖D；22
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蒸发端；23
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冷凝端；24
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内转子散热片；25
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调磁环散热片。
具体实施方式
[0031]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于热管的磁场调制型磁齿轮散热系统，其特征在于：所述系统包括内转子散热机构、调磁环散热机构和外定子散热机构；所述调磁环散热机构同轴布置在外定子散热机构内部；所述内转子散热机构同轴布置在调磁环散热机构内部；所述内转子散热机构包括内转子热管、内转子背铁、支撑体、内转子永磁体和内转子挡圈；所述内转子背铁同轴连接在支撑体的圆周外侧；所述内转子永磁体周向均布在内转子背铁的圆周外侧；所述内转子背铁圆周外侧周向均布有卡槽，所述内转子永磁体通过卡槽和磁力吸附在内转子背铁上；所述内转子挡圈固定在内转子背铁的端部外侧；所述内转子热管沿轴向设置在在各内转子永磁体之间且端部穿过内转子挡圈；所述调磁环散热机构包括调磁环热管、导磁体、非导磁体、调磁环挡圈A、调磁环骨架和调磁环挡圈B；所述调磁环骨架为鼠笼结构；所述调磁环骨架同轴设置在内转子永磁体的圆周外侧；所述调磁环挡圈A和调磁环挡圈B分别固定在调磁环骨架的两端外侧；所述导磁体和非导磁体相互间隔拼接排列并周向均布的安装在调磁环骨架的侧壁内；所述调磁环热管分别轴向放置于导磁体和非导磁体之间，且两端分别穿过调磁环挡圈A和调磁环挡圈B；所述外定子散热机构包括外壳散热片、外定子外壳、外定子背铁热管、外定子背铁、外定子永磁体热管、外定子背铁热管槽、外定子端盖C、外定子永磁体和外定子端盖D；所述外定子外壳卡接在外定子背铁的圆周外侧；所述外定子外壳的圆周外侧设置有外壳散热片；所述外定子永磁体通过磁力和卡槽周向均布的吸附在外定子背铁的内壁上；所述外定子端盖C和外定子端盖D分别固定在外定子背铁的两端；所述外定子背铁上下两侧的侧壁内部轴向开有外定子背铁热管槽；所述外定子背铁热管分别安装在外定子背铁热管槽内部且其右端插入外定子端盖D；所述外定子...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝秀红，侯书博，陈航，吴文超，潘登，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：