Cycloidal Magnetic Gear Speed Reducer

A cycloidal speed reducer employing gears with permanent magnets acting as teeth is described. The magnets, which have their axes radially oriented in both the orbiting gear and the fixed internal gear, are inserted in holes drilled in nonmagnetic rims without protruding from the cylindrical exposed surfaces. Because the orbiting gear is not restrained radially, it contacts the fixed gear and rolls on its inner surface. A normal force is developed at the contact point between the gears to balance the magnetic attraction and the centrifugal force of the orbiting gear. The friction available due to this normal force increases the transmission’s torque capacity, which is further increased by elimination of the gap between the gears. Also, the radial load on the supporting orbiting gear bearing is eliminated. A prototype with a reduction ratio of 26 is being tested.

高温超导磁力传动的发展现状及前景

鉴于高温超导材料具有高载流、强捕获磁场特性与迈斯纳效应,将高温超导材料应用于磁力传动装置,可在实现无接触转矩传输的同时,显著提高转矩密度、传动效率等性能。国内外已开展高温超导磁力传动的理论与应用研究工作,并取得了相应的进展。以高温超导磁力耦合器和高温超导磁齿轮为研究对象,通过调研国内外相关文献,从结构及原理、建模与分析两方面综述高温超导材料在磁力传动领域的研究现状。在此研究基础上,进一步探讨高温超导磁力传动研究在创新拓扑结构设计、冷却与供电、超导磁体交流损耗、复杂传输特性的多目标优化所面临的问题及未来发展前景。

磁场调制型磁齿轮变速技术研究及应用进展

磁场调制型磁齿轮变速技术基于磁场调制原理实现高效、无接触传动,有效改善了传统磁力齿轮中磁体利用率低带来的低转矩密度、低传动比等问题,可替代机械齿轮变速装置加以推广应用。介绍了磁场调制型磁齿轮工作原理,从拓扑结构角度进行分类,对比介绍了不同种类磁场调制型磁齿轮的结构特点、传动性能等,分析总结了磁场调制型磁齿轮在变速传动领域的应用进展。

永磁半直驱刮板输送机齿轮传动系统非线性动力学研究

以SGZ1000/1050型刮板输送机为例,介绍一种永磁半直驱刮板输送机齿轮传动系统非线性动力学分析方法。该方法主要从正常运行条件与典型故障条件2个方面出发,计算分析齿轮的非线性动力学特性,以寻找出输送机齿轮的薄弱点,有利于永磁半直驱刮板输送机齿轮传动系统的优化设计,增强刮板输送机在实际应用中的工作效果,具有一定应用价值。

一种带引导磁芯的齿轮状松耦合变压器

感应耦合式无线电能传输系统中,松耦合变压器的耦合系数是影响系统变换效率的关键因素。为提高其耦合系数,针对普通圆盘型松耦合变压器,基于其磁场仿真结果建立等效的磁路模型并作分析,在此基础上对圆盘形磁芯先后采取挖通孔、加引导磁芯的方法进行优化,并结合多U型磁芯结构提出一种新型齿轮状变压器结构。通过仿真与实验验证了该结构能在降低变压器重量的同时,有效提高其耦合系数,且具有良好的旋转稳定性。

磁场调制型磁齿轮端部漏磁屏蔽及其试验验证

为降低磁场调制型磁齿轮涡流损耗提高其传动效率,本文提出了一种磁齿轮端部漏磁屏蔽方法,即在磁齿轮内、外磁环的轴向端部安装封闭的硅钢片磁屏蔽环,从而改变磁齿轮端部磁场分布,降低端部周围金属构件产生的涡流损耗。首先建立磁齿轮三维有限元模型,通过研究端部漏磁对磁齿轮转矩的影响确定轴向长度设计值。计算验证结果显示采用该磁屏蔽方法后磁齿轮端部漏磁明显减少。最后通过试验测试发现端部漏磁引起损耗占磁齿轮整体损耗主要部分,验证了该屏蔽方法可以有效减少端部漏磁,提高磁齿轮传动效率。为提高磁齿轮传动性能提供了一种新的思路。

磁齿轮复合永磁电机拓扑及应用综述

磁齿轮复合电机(MGM)是一种自带减速效应的新型多气隙磁场调制型永磁电机,因其转矩密度大、功率因数高,近年来在混动/电动汽车、低速大转矩直驱、航空航天等领域的应用前景获得了业界的广泛关注;MGM非接触传动的特点使其在医药食品、新能源发电、石油化工等方面具有发展潜力。该文首先介绍磁力齿轮及多种磁齿轮复合电机的工作原理,介绍和比较磁齿轮与电机常见的复合方式及其特点;按照单元排布方式、调制结构、电机及磁齿轮类型等分类梳理近年来MGM在拓扑结构上的研究和创新,介绍各类磁通方向及运行方式MGM的研究。然后介绍MGM近年来在高减速比、低成本、无级变速等一些关键问题上的进展。最后总结磁齿轮复合电机的业界应用现状,并对其应用前景进行展望。

磁齿轮拓扑分析及其应用综述

与传统机械齿轮相比,磁性齿轮具有低噪声、高效率、便于维护、高可靠性以及过载保护等优点。在对传统径向式磁性齿轮传动原理分析的基础上,对高性能磁性齿轮拓扑结构进行了综述,并介绍了各自的传动特点及其与典型径向式磁性齿轮相比的优缺点,最后指出了磁性齿轮在风力发电系统、航空运输以及工业自动化等领域中的应用前景。

磁齿轮复合永磁电机综述

磁齿轮复合永磁电机将磁齿轮传动装置与永磁同步电机集成于一体,不仅继承永磁电机功率密度大和可靠性高等诸多优点,且结构紧凑、传动效率高,在汽车牵引、风力发电、工业传动和航空航天等领域具有广阔的发展空间。阐述了磁齿轮和磁齿轮复合电机的研究现状,以及磁齿轮复合电机的应用和发展;对几种典型的新型磁齿轮复合电机进行了详细介绍,探讨了磁齿轮复合电机的发展趋势。

小型及微型稀土永磁齿轮传动设计初探

本文分析了国内外微型机构的研究状况和稀土永磁齿轮的优点。介绍了永磁齿轮的传动形式、结构类型以及与普通齿轮传动的异同点并给出了永磁齿轮传动设计的主要内容。

圆柱电磁齿轮传动机理与轮齿结构的研究

基于电磁场原理,研究了圆柱电磁齿轮的结构和传动机理,以及主要结构参数的确定方法。对轮齿的结构形状进行了探讨,并利用ANSYS有限元分析软件对几种不同形状的轮齿进行仿真分析,提出了合理的轮齿结构。

磁齿轮传动永磁同步风力发电机分析

为克服传统永磁同步风力发电机中齿轮增速装置存在机械磨损和噪声等问题,分析研究了一种磁齿轮传动永磁同步风力发电机。利用Ansoft软件,建立了电机的二维有限元结构模型,计算其磁场分布,分析了电机的气隙磁密、感应电动势和电磁转矩等电磁特性。结果表明,磁齿轮传动永磁同步发电机具有较好的转矩传输比,可靠性较高,适合在风力发电系统中应用。

稀土永磁传动机构的转矩计算及特性分析

根据电磁场理论，把稀土永磁齿轮传动的磁场作用分为等效电流间作用、等效电流与介质磁化场间作用和两个介质磁化场间的作用３ 部分。在利用积分方程法导出的磁场性能计算公式的基础上，导出了永磁齿轮传动中转矩的计算公式，并对转矩特性进行了分析。

磁场调制式永磁齿轮结构参数与转矩关系

针对磁场调制式永磁齿轮内部结构复杂、磁路计算时参数众多、结构设计时各项参数选择难度较大等问题,在原理分析的基础上,建立了适于Ansoft分析的仿真模型,并对其结构参数进行了仿真与优化。详细分析了传动比固定时机构各参数与所传递转矩的关系及变化规律,并基于单个参数的优化基础,对该机构传动参数进行了综合优化。

无接触永磁齿轮传动机构发展综述

普通齿轮传动存在摩擦、噪音、效率低等缺点;无接触永磁齿轮变速传动以能够削弱这些缺点而引起人们的关注。对永磁齿轮发展进行综述。介绍常见的变速传动方式以及永磁齿轮发展历程,阐述永磁齿轮的工作原理及其基本结构。

一种高楼救生器的设计

设计了一种自发电的高空缓降救生器,该救生器具有体积小、重量轻、负载大、救援高度可达100m、安装方便等优点。其工作原理是利用多级齿轮实现增速传动,将人体下降时的速度传递给发电机并带动发电机转动发出电能,并通过功率热电阻转化成热能耗散,减少势能向动能的转化,从而实现高空缓降。根据人体正常重量,确定采用三级增速齿轮实现速度传递,设计计算了各级齿轮传动比,并利用Pro/E软件完成救生器的三维模型设计。该救生器可广泛应用在高层楼房等环境下发生火灾时的高空缓降逃生。

用有限元法设计稀土永磁齿轮传动

介绍了永磁齿轮的传动形式、结构类型以及与普通齿轮传动的异同点。建立了永磁齿轮传动磁场计算和有限元分析的数学模型 ,并开发出了相应的计算软件和前、后处理软件。

直齿圆柱电磁齿轮传动机理与实验分析研究

设计了一种能够调节磁场大小以满足变负载要求的新型电磁齿轮。对它的传动机理进行了研究,基于电磁场原理和电磁齿轮结构,给出了主要技术参数的确定方法,并通过实际制作的一对直齿圆柱电磁齿轮验证了输入电流对转矩的影响。

磁齿轮传动式两级飞轮储能装置设计

简要介绍飞轮储能技术特点,磁齿轮传动原理及其特性;在分析两级飞轮储能装置储能原理和能量存储密度的基础上,提出采用内啮合磁齿轮传动方式替代外啮合机械齿轮传动的两级飞轮储能装置设计方案;针对该装置的飞轮、磁齿轮传动副等主要零部件进行结构设计,并分析设计参数选择确定应考虑的主要影响因素;利用Solid Works软件仿真得出了所设计装置的永磁式磁齿轮传动副可传递的最大转矩,并计算出储能密度等指标。得出该装置与外啮合机械齿轮传动的两级飞轮储能装置相比具有更大的储能密度。

径向调制永磁齿轮磁极数量对传动特性的影响研究

对于永磁齿轮,每一个传动比都可以由主、从动磁极对数量的若干种组合方式来实现。为此,以i=5和相近的传动比为例,选取主、从动磁极对的数量为2/10、3/15、……、7/35共6种组合方案和两组验证对比方案(每组各6种),应用有限元仿真技术,研究了磁极对数量对输出转矩和传动效率的影响。结果表明,输出转矩随磁极对数量的增加呈二次曲线规律变化,且峰值出现在主动磁极对数P_h=4处;而传动效率基本也呈二次曲线变化规律,在P_h=4～7处出现较大的值,但是变化不大。综合考虑输出转矩和传动效率,当传动比在i=5附近时,选取主、从动磁极对数量的组合方案P_h/P_l=4/19,可以获得较好的传动特性。