【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电机的，具体涉及一种不等厚磁极式磁齿轮复合电机。
技术介绍
1、随着永磁材料的快速发展，磁齿轮传动得到了广泛的应用，磁齿轮复合电机巧妙地利用了磁齿轮内部空间与永磁同步电机进行结合，使得电机的结构紧凑，也兼具磁齿轮的众多优点，同样属于非接触式传动，不存在机械疲劳、磨损、需要润滑维护等传统机械齿轮减速器的缺点，同时还拥有使用寿命较长、噪音较低、便于维护等优点，因此在风力发电、机器人关节电机和新能源汽车领域拥有广泛的应用前景。
2、根据电机的气隙数目和耦合程度的不同，衍生出不同拓扑结构的电机结构，主要分为三层气隙和两层气隙磁齿轮复合电机，其中三层气隙磁齿轮复合电机是充分利用磁齿轮的内部空间将永磁电机安装在其中，专利号201621094676.2中的混合充磁式磁齿轮结构内嵌永磁电机后就是一个典型的三层气隙磁齿复合电机，但其存在磁钢利用率较低和转矩脉动较大问题；两层气隙磁齿轮复合电机，随着气隙的减少，磁齿轮部分将会变的复杂，从而磁场耦合更加复杂，导致的转矩脉动及电机损耗变大。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种不等厚磁极式磁齿轮复合电机，解决了现有复合电机的磁钢利用率较低和转矩脉动较大问题等问题。
2、本专利技术可通过以下技术方案实现：
3、一种不等厚磁极式磁齿轮复合电机，包括由外至内同轴间隔设置的低速转子、调磁环、高速转子和定子，邻近结构之间均形成气隙，共三层，分别记为外层气隙、中层气隙和内层气隙，所述高速转子包括筒状骨架，在所述筒状骨
4、进一步，处于相邻的两个不等厚永磁体之间的筒状骨架的侧壁的外侧和内侧均张贴有halbach阵列永磁体，所述halbach阵列永磁体均采用切向充磁，且与筒状骨架同心，所述不等厚永磁体均采用径向充磁，且径向向内与径向向外的充磁方式交错布置。
5、进一步，所述不等厚永磁体的整体呈长条形，类似橄榄球状，部分弧形面分别裸漏在侧壁的外侧和内侧，且裸漏在外侧的弧形面的弯曲程度大于裸漏在内侧的弧形面的弯曲程度。
6、进一步，所述不等厚永磁体从轴向看整体成长条形，径向为中间厚两边薄、类似橄榄球状结构，且外侧弧面弯曲程度大于内侧弧面。
7、进一步，记高速转子的极对数为nh，低速转子的极对数为nl，调磁环上的调磁块数为p,它们之间满足关系式p＝nl+nh，并且定子通电后产生的磁场极对数与高速转子的极对数nh相等。
8、进一步，所述调磁环包括筒状结构的主体骨架，在所述主体骨架的侧壁上沿其轴向方向均匀间隔设置有多个开口，每个所述开口内部均嵌装有调磁块，每个所述调磁块均采用叠压硅钢片制成，所述主体骨架采用3d打印制造。
9、进一步，所述低速转子包括筒状结构的背铁，在所述背铁的内表面张贴halbach阵列永磁体；
10、所述定子绕组包括定子轭铁，在所述定子轭铁的轭部均缠绕有定子绕组。
11、本专利技术有益的技术效果在于：
12、与现有技术相比有以下有益效果：
13、(1)本专利技术所提供的不等厚磁极式磁齿轮复合电机，不等厚磁极高速转子上永磁体采用halbach阵列的不等厚橄榄形磁极，在同等永磁体用量时，不仅提高了不等厚磁极式磁齿轮复合电机的输出转矩，降低了制造成本，改善了气隙磁场的正弦性，对抑制电机的转矩脉动有明显效果，转矩脉动会增加机械部分的磨损，加速故障的发生，通过减少转矩脉动，有利于电机的平稳运行，可以延长电机及其驱动设备的寿命。
14、(2)本专利技术所提供的不等厚磁极式磁齿轮复合电机，调磁环采用非导磁材料pla通过3d打印制造主体骨架部分，使得电机更加轻量化。传统制造方法需要昂贵的模具，而3d打印不依赖模具，尤其适合小批量生产，这显著降低了初期的生产成本，还可以根据特定需求设计和生产电机骨架，使得生产更具灵活性。
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1.一种不等厚磁极式磁齿轮复合电机，其特征在于：包括由外至内同轴间隔设置的低速转子、调磁环、高速转子和定子，邻近结构之间均形成气隙，共三层，分别记为外层气隙、中层气隙和内层气隙，所述高速转子包括筒状骨架，在所述筒状骨架的侧壁上均匀间隔嵌装有偶数个不等厚永磁体，每个所述不等厚永磁体均是中间厚、两侧薄，从而使得中层气隙和内层气隙为不均匀气隙。
2.根据权利要求1所述的不等厚磁极式磁齿轮复合电机，其特征在于：处于相邻的两个不等厚永磁体之间的筒状骨架的侧壁的外侧和内侧均张贴有halbach阵列永磁体，所述halbach阵列永磁体均采用切向充磁，且与筒状骨架同心，所述不等厚永磁体均采用径向充磁，且径向向内与径向向外的充磁方式交错布置。
3.根据权利要求2所述的不等厚磁极式磁齿轮复合电机，其特征在于：所述不等厚永磁体的整体呈长条形，类似橄榄球状，部分弧形面分别裸漏在侧壁的外侧和内侧，且裸漏在外侧的弧形面的弯曲程度大于裸漏在内侧的弧形面的弯曲程度。
4.根据权利要求3所述的不等厚磁极式磁齿轮复合电机，其特征在于：所述不等厚永磁体从轴向看整体成长条形，径向为中
5.根据权利要求1所述的不等厚磁极式磁齿轮复合电机，其特征在于：记高速转子的极对数为nh，低速转子的极对数为nl，调磁环上的调磁块数为p,它们之间满足关系式p＝nl+nh，并且定子通电后产生的磁场极对数与高速转子的极对数nh相等。
6.根据权利要求1所述的不等厚磁极式磁齿轮复合电机，其特征在于：所述调磁环包括筒状结构的主体骨架，在所述主体骨架的侧壁上沿其轴向方向均匀间隔设置有多个开口，每个所述开口内部均嵌装有调磁块，每个所述调磁块均采用叠压硅钢片制成，所述主体骨架采用3D打印制造。
7.根据权利要求1所述的不等厚磁极式磁齿轮复合电机，其特征在于：所述低速转子包括筒状结构的背铁，在所述背铁的内表面张贴Halbach阵列永磁体；
...【技术特征摘要】
1.一种不等厚磁极式磁齿轮复合电机，其特征在于：包括由外至内同轴间隔设置的低速转子、调磁环、高速转子和定子，邻近结构之间均形成气隙，共三层，分别记为外层气隙、中层气隙和内层气隙，所述高速转子包括筒状骨架，在所述筒状骨架的侧壁上均匀间隔嵌装有偶数个不等厚永磁体，每个所述不等厚永磁体均是中间厚、两侧薄，从而使得中层气隙和内层气隙为不均匀气隙。
2.根据权利要求1所述的不等厚磁极式磁齿轮复合电机，其特征在于：处于相邻的两个不等厚永磁体之间的筒状骨架的侧壁的外侧和内侧均张贴有halbach阵列永磁体，所述halbach阵列永磁体均采用切向充磁，且与筒状骨架同心，所述不等厚永磁体均采用径向充磁，且径向向内与径向向外的充磁方式交错布置。
3.根据权利要求2所述的不等厚磁极式磁齿轮复合电机，其特征在于：所述不等厚永磁体的整体呈长条形，类似橄榄球状，部分弧形面分别裸漏在侧壁的外侧和内侧，且裸漏在外侧的弧形面的弯曲程度大于裸漏在内侧的弧形面的弯曲...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱姿娜，徐正旸，崔国华，刘瑞，郭中阳，束琦，马琮淦，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：
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