三轴环板式永磁齿轮气隙磁场及转矩计算

利用标量磁位法获得了三轴环板式永磁齿轮(Triple-shaft Ring-plate Magnet Gear,TRMG)的气隙磁场数理模型,根据磁场叠加原理建立了内、外永磁圈间气隙磁场及其相应的电磁转矩模型;由于所有计算均基于TRMG的平面磁场建立,因此,所建模型与二维有限元结果间具有较高的准确度(误差≤5%);其计算速度远快于三维有限元法,且与二维及三维有限元分析具有较好的吻合度与趋势性,验证了所建模型的准确性,可适用于三轴以上的多轴环板式永磁齿轮的磁场分析与结构动力学计算。

环板式永磁齿轮设计与不平衡磁拉力优化

基于摆线式永磁齿轮及环板式机械齿轮运行原理,提出一种环板式永磁齿轮(Ring-Plate Permanent Magnet Gear,RPPMG)结构,给出了RPPMG运行原理及结构参数计算方法;建立了RPPMG传动比及其电磁转矩模型,经有限元计算表明,所建模型与有限元计算结果相当,验证了所建模型的正确性;针对RPPMG转臂轴承受交变载荷作用且承载力较大问题,建立了RPPMG不平衡磁拉力计算模型并给出其分布曲线;为进一步提高转矩密度并减小RPPMG所受的不平衡磁拉力,通过控制变量法对RPPMG内、外永磁转子的轭铁厚度、永磁体厚度及最小气隙长度等参数进行了优化,结果表明:在总体积不变条件下,优化后的RPPMG转矩密度为241 kN·m/m^(3),较优化前提高了2.3%,不平衡磁拉力为2.3 kN,较优化前降低了11.1%.