一种基于双侧阶梯式结构和三维Halbach磁极排布的永磁转子磁力耦合器制造技术

本发明专利技术公开一种基于双侧阶梯式结构和三维Halbach磁极排布的永磁转子磁力耦合器，包括导体外转子总成(1)和磁体内转子总成(2)；所述导体外转子总成(1)包括右外转子总成(3)、与右外转子总成(3)连接的轴承；所述右外转子总成(3)包括右导体轭铁(301)和若干导环；所述磁体内转子总成(2)包括右内转子总成(4)、与右内转子总成(4)连接的轴承；所述右内转子总成(4)包括右磁体轭铁(401)和若干磁环；本发明专利技术所采用的阶梯式结构可以让磁块有多种极性排布方式，从而产生多种不同的空间磁场分布，使用于不同动力传递要求下的场景。不同动力传递要求下的场景。不同动力传递要求下的场景。

【技术实现步骤摘要】
一种基于双侧阶梯式结构和三维Halbach磁极排布的永磁转子磁力耦合器


[0001]本专利技术涉及磁力耦合器领域，具体是一种基于双侧阶梯式结构和三维Halbach磁极排布的永磁转子磁力耦合器。

技术介绍

[0002]目前，公知的磁力耦合器通常是盘式和筒式的结构。当磁力耦合器需要进行调速时，盘式和筒式的调速方式在形式上是不同的。盘式结构是通过改变两盘间的气息厚度，筒式结构是通过改变内外筒间的啮合面积。
[0003]但是，盘式和筒式的结构存在一些不足的地方。盘式结构的调速宽度小，调速执行距离短；当两盘间隙较小时，由于盘式结构在传递转矩的过程中会产生大的轴向力，这导致在间隙小时所需的调速执行力很大，而且对两端的轴承要求也高。筒式结构的调速方式是改变啮合面积，在构造上一般采用长条形的大磁块，该类磁块生产周期长、费用高。
[0004]而且，在盘式和筒式的结构中，磁块的极性排布通常为轴向或径向的单一布置方式，这导致在常规结构中的极性排布方式组合通常是有限的。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种基于双侧阶梯式结构和三维Halbach磁极排布的永磁转子磁力耦合器，包括导体外转子总成和磁体内转子总成；
[0006]所述导体外转子总成包括右外转子总成、与右外转子总成连接的轴承；
[0007]所述右外转子总成包括右导体轭铁和若干导环；
[0008]所述右导体轭铁内开设有若干导环凹槽；所述导环凹槽呈阶梯式排布；
[0009]所述导环通过导环凹槽装配在右导体轭铁内部；
[0010]所述磁体内转子总成包括右内转子总成、与右内转子总成连接的轴承；
[0011]所述右内转子总成与右外转子总成装配；
[0012]所述右内转子总成包括右磁体轭铁和若干磁环；
[0013]所述右磁体轭铁的表面开设有若干磁环凹槽；所述磁环凹槽呈阶梯式排布；
[0014]所述磁环通过磁环凹槽装配在右导体轭铁表面；
[0015]所述磁环包括若干磁块；所有磁块的排布方式为三维的Halbach磁性分布方式；
[0016]永磁转子磁力耦合器工作时，导环和磁环发生相对转动，导环在磁环固有磁场的作用下产生感应电流，进而产生感应磁场，感应磁场与固有磁场的相互作用使动力得到传递。
[0017]优选的，所述导环和磁环成对设置。
[0018]优选的，所述磁块在右导体轭铁的表面呈圆周连续排列，从而在不同磁环凹槽内呈现出直径不同的磁环。
[0019]优选的，位于不同磁环凹槽内的磁块的磁性方向不同。
[0020]优选的，所述磁环产生的磁场存在周向相位差。
[0021]优选的，所述磁环产生的磁场存在轴向相位差。
[0022]优选的，位于不同磁环凹槽内的磁块数量不等。
[0023]本专利技术的技术效果是毋庸置疑的,本专利技术所采用的阶梯式结构可以让磁块有多种极性排布方式，从而产生多种不同的空间磁场分布，使用于不同动力传递要求下的场景。
[0024]相较于盘式和筒式极性的单向排布，本专利技术提出的阶梯式永磁转子磁力耦合器呈三维排布，磁场空间发散度大。
[0025]与盘式永磁转子磁力耦合器相比，本专利技术轴向宽度大，使得调速宽度大，调速执行距离长，适用的调速范围增大，,也缓解了盘式轴向力大的不足。
[0026]与筒式永磁转子磁力耦合器相比，本专利技术磁块较小，磁块的生成周期短。
附图说明
[0027]图1为永磁转子磁力耦合器结构图；
[0028]图2为导体外转子总成结构图；
[0029]图3为磁体内转子总成结构图；
[0030]图4为右外转子总成结构图I；
[0031]图5为右外转子总成结构图II；
[0032]图6为右内转子总成结构图I；
[0033]图7为右内转子总成结构图II；
[0034]图8为磁体轭铁上小磁块的排布细节I；
[0035]图9为小磁块极性方向分解的示意I；
[0036]图10为小磁块极性方向分解的示意II；
[0037]图11(a)为周向相位差为30
°
、错位块数为1块、Halbach排布一周期的分位块数为12的Halbach排布；图11(b)为周向相位差为30
°
、错位块数为2块、Halbach排布一周期的分位块数为12的Halbach排布；图11(c)为周向相位差为30
°
、错位块数为3块、Halbach排布一周期的分位块数为12的Halbach排布；
[0038]图12(a)为周向相位差为45
°
、错位块数为1块、Halbach排布一周期的分位块数为8的Halbach排布；图12(b)为周向相位差为45
°
、错位块数为2块、的Halbach排布；
[0039]图13为周向相位差为60
°
、错位块数为1块、Halbach排布一周期的分位块数为6的Halbach排布；
[0040]图14(a)
‑
(e)为轴向相位差为180
°
、90
°
、60
°
、45
°
、30
°
的Halbach排布。
[0041]图中：导体外转子总成1、磁体内转子总成2、右外转子总成3、右导体轭铁301、第五大导环302、第四大导环303、第三大导环304、第二大导环305、第一大导环306、右内转子总成4、右磁体轭铁401、第一大磁环402、第二大磁环403、第三大磁环404、第四大磁环405。
具体实施方式
[0042]下面结合实施例对本专利技术作进一步说明，但不应该理解为本专利技术上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本专利技术上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本专利技术的保护范围内。
[0043]实施例1：
[0044]参见图1至图14，一种基于双侧阶梯式结构和三维Halbach(海尔贝克阵列)磁极排布的永磁转子磁力耦合器，包括导体外转子总成1和磁体内转子总成2；
[0045]所述导体外转子总成1包括右外转子总成3、与右外转子总成3连接的轴承；
[0046]所述右外转子总成3包括右导体轭铁301和若干导环；
[0047]所述右导体轭铁301内开设有若干导环凹槽；所述导环凹槽呈阶梯式排布；
[0048]所述导环通过导环凹槽装配在右导体轭铁301内部；
[0049]所述磁体内转子总成2包括右内转子总成4、与右内转子总成4连接的轴承；
[0050]所述右内转子总成4与右外转子总成3装配；
[0051]所述右内转子总成4包括右磁体轭铁401和若干磁环；
[0052]所述右磁体轭铁401的表面开设有若干磁环凹槽；所述磁环凹槽呈阶梯式排布；
[0053]所述磁环通过磁环凹槽装配在右导体轭本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于双侧阶梯式结构和三维Halbach磁极排布的永磁转子磁力耦合器，其特征在于：包括所述导体外转子总成(1)和磁体内转子总成(2)。所述导体外转子总成(1)包括右外转子总成(3)、与右外转子总成(3)连接的轴承；所述右外转子总成(3)包括右导体轭铁(301)和若干导环；所述右导体轭铁(301)内开设有若干导环凹槽；所述导环凹槽呈阶梯式排布；所述导环通过导环凹槽装配在右导体轭铁(301)内部；所述磁体内转子总成(2)包括右内转子总成(4)、与右内转子总成(4)连接的轴承；所述右内转子总成(4)与右外转子总成(3)装配；所述右内转子总成(4)包括右磁体轭铁(401)和若干磁环；所述右磁体轭铁(401)的表面开设有若干磁环凹槽；所述磁环凹槽呈阶梯式排布；所述磁环通过磁环凹槽装配在右导体轭铁(301)表面；所述磁环包括若干磁块；所有磁块的排布方式为三维的Halbach磁性分布方式；永磁转子磁力耦合器工作时，导环和磁环发生相对转动，导环在磁环固有磁场的作用下产生感应电流，进而产生感应磁场，感应磁场与固有磁场的相互作用使...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦毅，许宇波，刘富樯，侯磊，韩刚侠，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：