一种磁性齿轮及复合电机制造技术

本发明专利技术涉电机领域，具体涉及一种磁性齿轮及复合电机，磁性齿轮包括由内至外同轴设置的内转子、调磁环和外转子；外转子设置有多个外永磁体，内转子设置有多个内永磁体，多个内永磁体沿着内转子的周向均匀分布，多个内永磁体沿着内转子的切向充磁；内永磁体包括朝向沿内转子的外缘的第一外端和朝向内转子的中心的第一内端；内永磁体在内转子的轴向方向的投影呈阶梯状且第一外端的切向宽度大于第一内端的切向宽度。以降低磁性齿轮转动时的转矩波动、缩短转动时至稳定转速所需要的时长。缩短转动时至稳定转速所需要的时长。缩短转动时至稳定转速所需要的时长。

【技术实现步骤摘要】
一种磁性齿轮及复合电机


[0001]本专利技术涉电机领域，具体涉及一种磁性齿轮及复合电机。

技术介绍

[0002]磁场调制式磁力齿轮可实现无接触传动，且全部永磁体参与转矩传递，具有转矩密度高、振动噪声小、无需润滑与维护、自动过载自保护等优势，近年来得到广泛的研究。磁齿轮复合电机，是将磁场调制型磁力齿轮同复合电机进行紧凑复合，具有高速和低速两个转子，转子结构复用，直接传递转矩并放大输出，具有较高的转矩密度。
[0003]现有的磁齿轮复合电机普遍具有转矩波动大或转矩能力不足，具有较大的谐波损耗，永磁体利用率低，电机转矩及功率密度较低。
[0004]现有的一种游标磁齿轮复合电机，其高速转子采用双层永磁体结构，永磁体用量大，工艺复杂，永磁体利用率低且成本较高。
[0005]针对上述技术问题，目前并无较好的解决方案。

技术实现思路

[0006]为降低磁性齿轮转动时的转矩波动、转动至稳定转速所需要时间长，现提出一种磁性齿轮及复合电机。
[0007]一方面，本专利技术提供了一种磁性齿轮，包括：由内至外同轴设置的内转子、调磁环和外转子；所述外转子设置有多个外永磁体；
[0008]所述内转子设置有多个内永磁体，多个所述内永磁体沿着所述内转子的周向均匀分布，多个所述内永磁体沿着所述内转子的切向充磁；
[0009]所述内永磁体包括朝向沿所述内转子的外缘的第一外端和朝向所述内转子的中心的第一内端；所述内永磁体在所述内转子的轴向方向的投影呈阶梯状且所述第一外端的切向宽度大于所述第一内端的切向宽度。
[0010]优选的，所述内永磁体包括由所述第一外端至所述第一内端的第一阶内磁体、第二阶内磁体和第三阶内磁体；
[0011]所述第一阶内磁体的切向宽度为L1，所述第二阶内磁体的切向宽度为L2，所述第三阶内磁体的切向宽度为L3，则
[0012]优选的，所述内永磁体沿所述内转子的径向长度为L，所述第一阶层沿所述内转子的径向长度为L4，则
[0013]优选的，所述第一阶内磁体、所述第二阶内磁体和所述第三阶内磁体为同一个整体磁体；
[0014]或，所述第一阶内磁体、所第二阶内磁体和所述第三阶内磁体分别为单独磁体。
[0015]优选的，所述外永磁体包括朝向所述外转子的外缘的第二外端和朝向所述外转子
的轴线的第二内端，所述外永磁体在所述外转子的轴向方向的投影呈阶梯状且所述第二内端的切向宽度大于所述第二外端的切向宽度，所述外永磁体沿着所述外转子的切向充磁。
[0016]优选的，所述外永磁体包括由所述第二内端至所述第二外端的第一阶外磁体和第二阶外磁体；
[0017]所述第一阶外磁体的切向宽度为H1，所述第二阶外磁体的切向宽度为H2，则
[0018]优选的，所述调磁环包括多个周向均匀分布的调磁块，相邻两个调磁块之间形成注塑间隔，所述调磁块为梯形且其两个腰边的延长线相交于所述调磁环的轴线；
[0019]所述调磁块的两个腰边的夹角为α，所述注塑间隔的两个侧边的夹角为β，则0.8β≤α≤1.5β。
[0020]优选的，相邻两个所述调磁块之间经连接条相连，所述连接条位于靠近所述调磁环中心的一端，所述注塑间隔内填充非导磁材料。
[0021]另一方面，本专利技术还提供了一种复合电机，包括线圈绕组和所述的磁性齿轮，所述线圈绕组设置在所述内转子或所述外转子上。
[0022]优选的，沿所述外转子的内表面的周向均匀设置有多个磁槽，多个所述磁槽的外侧沿所述外转子的周向设置有多个绕组槽，所述外永磁体设置在所述磁槽内，所述线圈绕组设置在所述绕组槽内。
[0023]通过使内永磁体两端的大小设置使得靠近气隙处的永磁体的磁力线经过的磁路短，其主要贡献气隙磁密的峰值；远离气隙处的永磁体的磁力线经过的磁路长，除了对气隙磁密的峰值产生贡献外，还决定了气隙磁密峰值两侧的大小；使内永磁体设计为阶梯状，一方面，有利于加工和装配，提高生产效率；另一方面还能有利于进一步提升气隙磁密的正弦度、降低谐波损耗。
附图说明
[0024]图1为本专利技术实施例内转子、调磁环和外转子相互关系示意图；
[0025]图2为本专利技术实施例外转子轴向示意图；
[0026]图3为本专利技术实施例调磁环轴向示意图；
[0027]图4为本专利技术实施例内转子轴向示意图；
[0028]图5为本专利技术实施例内永磁体结构示意图；
[0029]图6为本专利技术实施例外永磁体结构示意图；
[0030]图7为现有技术气隙磁密谐波对数图；
[0031]图8为本专利技术实施例气隙磁密谐波对数图。
[0032]附图标记表示为：
[0033]1、内转子；2、外转子；3、调磁环；301、调磁块；302、连接条；4、内永磁体；401、第一阶内磁体；402、第二阶内磁体；403、第三阶内磁体；5、外永磁体；501、第一阶外磁体；502、第二阶外磁体；6、注塑间隔；7、线圈绕组。
具体实施方式
[0034]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
[0035]在本专利技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本专利技术。在本专利技术实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。
[0036]应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系；文中“第一”、“第二”仅仅是为了区别不同的技术特征，而非具有先后顺序；文中“上”“下”“前”“后”也只是为了更加方便的说明技术特征的位置关系，需要结合实际使用状况或结合前文的具体方位描述才具有一定意义，并非绝对的位置关系。
[0037]还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
[0038]本专利技术涉电机领域，具体涉及一种磁性齿轮及复合电机。
[0039]磁场调制式磁力齿轮可实现无接触传动，且全部永磁体参与转矩传递，具有转矩密度高、振动噪声小、无需润滑与维护、自动过载自保护等优势，近年来得到广泛的研究本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁性齿轮，其特征在于，包括：由内至外同轴设置的内转子(1)、调磁环(3)和外转子(2)；所述外转子(2)设置有多个外永磁体(5)；所述内转子(1)设置有多个内永磁体(4)，多个所述内永磁体(4)沿着所述内转子(1)的周向均匀分布，多个所述内永磁体(4)沿着所述内转子(1)的切向充磁；所述内永磁体(4)包括朝向沿所述内转子(1)的外缘的第一外端和朝向所述内转子(1)的中心的第一内端；所述内永磁体(4)在所述内转子(1)的轴向方向的投影呈阶梯状且所述第一外端的切向宽度大于所述第一内端的切向宽度。2.根据权利要求1所述的磁性齿轮，其特征在于，所述内永磁体(4)包括由所述第一外端至所述第一内端的第一阶内磁体(401)、第二阶内磁体(402)和第三阶内磁体(403)；所述第一阶内磁体(401)的切向宽度为L1，所述第二阶内磁体(402)的切向宽度为L2，所述第三阶内磁体(403)的切向宽度为L3，则所述第三阶内磁体(403)的切向宽度为L3，则3.根据权利要求2所述的磁性齿轮，其特征在于，所述内永磁体(4)沿所述内转子(1)的径向长度为L，所述第一阶层沿所述内转子(1)的径向长度为L4，则4.根据权利要求3所述的磁性齿轮，其特征在于，所述第一阶内磁体(401)、所述第二阶内磁体(402)和所述第三阶内磁体(403)为同一个整体磁体；或，所述第一阶内磁体(401)、所第二阶内磁体(402)和所述第三阶内磁体(403)分别为单独磁体。5.根据权利要求1所述的磁性齿轮，其特征在于，所述外永磁体(5)包括朝向所述外转子(2)的外缘的第二外端和朝向所述外转子(2)的轴线的第二内端，所述外...

【专利技术属性】
技术研发人员：张站立，李霞，史进飞，肖勇，李莹，韩雪秋，
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：