摆线式永磁齿轮复合电机制造技术

本发明专利技术公开了摆线式永磁齿轮复合电机，包括固定销轴总成、定子、转子，所述定子包括定子铁芯和Ps对极对数的定子绕组，所述定子绕组位于所述定子铁芯内侧；所述固定销轴总成包括固定盘和固定销轴。本发明专利技术将摆线式永磁体和永磁电机结合为一个整体，使得驱动和变速一体化，省去了机械齿轮传动装置节省空间，可直接实现低速大转矩传动，结构更为紧凑，减小了中间变速装置的损耗，利用基波变速传动，所产生的磁场损耗小，有利于进一步提升转矩，更适合低速大转矩传动，电机的转矩密度更高，同时也继承了摆线式永磁体传动比大的优点，通过控制定子绕组在气隙小于2mm处通电，并非全部通电，可降低电能的消耗。低电能的消耗。低电能的消耗。

【技术实现步骤摘要】
摆线式永磁齿轮复合电机


[0001]本专利技术涉及一种永磁复合电机领域，特别是涉及摆线式永磁齿轮复合电机。

技术介绍

[0002]低速大转矩机电传动系统在工业生产、油田开采、风力发电、港口起重和船只推进等领域有极其广泛的应用前景。现代低速大转矩低速驱动系统一直倾向于可变速的直接驱动，这样可以省去机械齿轮传动系统，消除机械齿轮带来的振动及噪声，并减少机械损耗，获得更高的系统效率，节约能源。
[0003]现有的是将磁场调制式永磁齿轮与稀土永磁电机相结合，以形成变速驱动一体化永磁复合电机。由于磁场调制式永磁齿轮的气隙是均匀的，所以在和永磁电机结合方面有着天然的优势成为了国内外学者研究的热点，形成了各种各样的永磁复合电机。磁场调制式永磁齿轮和永磁电机相结合的发展历程大致为：
[0004]1)将永磁电机套在磁场调制式永磁齿轮的内转子里面或外转子外面，虽然这两种结构能够实现电机侧直接变速输出，但转矩密度只有33和42kNm/m3，和永磁电机转矩密度相当，因此不能应用于低速大转矩输出场合；
[0005]2)将磁场调制式永磁齿轮的内转子或外转子替换为永磁电机的定子绕组形成复合电机。这两种结构将之前的三层气隙结构减少为两层气隙结构，降低了工艺难度，同时转矩密度可达60和83kNm/m3；
[0006]3)将磁场调制式永磁齿轮在原理上和永磁电机直接融合的永磁复合电机。这种结构将气隙层数进一步减少为一层，但是由于谐波磁场的存在，其转矩密度最高可以达到60kNm/m3；
[0007]这一类一体化电机的永磁体结构也多种多样，但前两类结构由于调磁环的存在使其仍存在两层或两层以上气隙，调磁环在加工制造中处于内外磁场之间，并承受强大的磁力，这可能会使它在机械上难以保持小的气隙；第三类虽然可将调磁环融入到定子冲片中，但由于磁场调制式永磁齿轮是靠有效谐波传递转矩，不可避免的会产生较大的无效谐波，对转矩密度的提升不大。其共同缺点是传动比小，不适用低速大转矩应用场合；存在较多的谐波磁场，设计计算复杂而且转矩提升不大；
[0008]摆线式永磁齿轮相较于磁场调制式永磁齿轮不仅转矩密度更高，而且可以实现明显更大的传动比，尤其适合低速大转矩驱动场合。本专利技术提出一种将摆线式永磁齿轮和永磁电机相结合形成一种摆线式永磁齿轮复合电机，以解决原有复合电机传动比小和较多谐波磁场的问题，满足低速大转矩直驱应用场合的需求。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供摆线式永磁齿轮复合电机。
[0010]本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：
[0011]摆线式永磁齿轮复合电机，包括固定销轴总成、定子、转子，所述定子包括定子铁
芯和Ps对极对数的定子绕组，所述定子绕组位于所述定子铁芯内侧；所述固定销轴总成包括固定盘和固定销轴，三个所述固定销轴位于所述固定盘前侧；所述转子包括Pr对极对数的永磁体、偏心轴和转子铁芯，所述转子铁芯位于所述定子内部，所述偏心轴位于所述转子铁芯中心位置，所述永磁体的N、S相互交替排列安装在转子铁芯的外表面；所述偏心轴由偏心轴A部和偏心轴B部切削而成；
[0012]所述定子与三个所述固定销轴同轴，所述转子与所述定子偏心，所述偏心轴A部与转子铁芯同轴，所述偏心轴B部与定子铁芯同轴，所述定子绕组极对数ps和永磁体极对数满足：ps＝pr+1。
[0013]优选的：所述定子绕组镶嵌在所述定子铁芯中，且所述定子绕组沿所述定子铁芯直径对称布置。
[0014]优选的：所述永磁体为径向充磁。
[0015]优选的：所述转子铁芯沿自身轴线均布三个销轴孔，所述固定销轴通过三个所述销轴孔与转子铁芯连接。
[0016]优选的：所述定子和所述转子之间存在不均匀气隙，并通过所述气隙进行耦合。
[0017]优选的：所述转子转速与所述定子绕组产生的旋转磁场减速比为G＝ps
‑
pr/ps＝1/ps。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0019]1、将摆线式永磁体和永磁电机结合为一个整体，使得驱动和变速一体化，省去了机械齿轮传动装置节省空间，可直接实现低速大转矩传动，结构更为紧凑，减小了中间变速装置的损耗。
[0020]2、利用基波变速传动，所产生的磁场损耗小，有利于进一步提升转矩，更适合低速大转矩传动，电机的转矩密度更高，同时也继承了摆线式永磁体传动比大的优点。
[0021]3、通过控制定子绕组在气隙小于2mm处通电，并非全部通电，可降低电能的消耗。
附图说明
[0022]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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅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，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1是本专利技术所述摆线式永磁齿轮复合电机的结构示意图；
[0024]图2是本专利技术所述摆线式永磁齿轮复合电机的前视图；
[0025]图3是本专利技术所述摆线式永磁齿轮复合电机的侧视图；
[0026]图4是本专利技术所述摆线式永磁齿轮复合电机的偏心轴局部零件图；
[0027]图5是本专利技术所述摆线式永磁齿轮复合电机的转子局部零件图；
[0028]图6是本专利技术所述摆线式永磁齿轮复合电机的固定销轴总成局部零件图；
[0029]图7是本专利技术所述摆线式永磁齿轮复合电机的永磁体局部零件图；
[0030]图8是本专利技术所述摆线式永磁齿轮复合电机的定子局部零件图。
[0031]附图标记说明如下：
[0032]1、固定销轴总成；2、定子；3、转子；4、偏心轴；5、气隙；6、销轴孔；7、永磁体；8、转子
铁芯；11、固定盘；12、固定销轴；21、定子铁芯；22、定子绕组；41、偏心轴A部；42、偏心轴B部。
具体实施方式
[0033]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0034]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.摆线式永磁齿轮复合电机，其特征在于：包括固定销轴总成(1)、定子(2)、转子(3)，所述定子(2)包括定子铁芯(21)和Ps对极对数的定子绕组(22)，所述定子绕组(22)位于所述定子铁芯(21)内侧；所述固定销轴总成(1)包括固定盘(11)和固定销轴(12)，三个所述固定销轴(12)位于所述固定盘(11)前侧；所述转子(3)包括Pr对极对数的永磁体(7)、偏心轴(4)和转子铁芯(8)，所述转子铁芯(8)位于所述定子(2)内部，所述偏心轴(4)位于所述转子铁芯(8)中心位置，所述永磁体(7)的N、S相互交替排列安装在转子铁芯(8)的外表面；所述偏心轴(4)由偏心轴A部(41)和偏心轴B部(42)切削而成；所述定子(2)与三个所述固定销轴(12)同轴，所述转子(3)与所述定子(2)偏心，所述偏心轴A部(41)与转子铁芯(8)同轴，所述偏心轴B部(42)与定子铁芯(21)同轴，所述定子绕组(22)极对数p...

【专利技术属性】
技术研发人员：周凯凯，李骞，彭勃，张俊逸，史岳鹏，张萌，陈小静，岳春龙，
申请(专利权)人：河南牧业经济学院，
类型：发明
国别省市：