可离合式磁力变速器的制造方法
【专利摘要】可离合式磁力变速器，属于变速器领域，本发明为解决在需要离合器的情况下，现有变速器无法满足要求的问题。本发明包括定子、电励磁转子和永磁转子；电励磁转子和永磁转子轴同心、并排设置在定子内部；所述定子包括前端盖、后端盖、机壳、P1个定子磁极和支撑环；所述电励磁转子包括电励磁主轴、电励磁转子轭和P2对电励磁磁极；所述永磁转子包括永磁主轴、永磁转子轭和P3对转子永磁体磁极；满足条件：P3＝|P2-P1|。
【专利说明】可离合式磁力变速器
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及可离合式磁力变速器，属于变速器领域。
【背景技术】
[0002]现有驱动系统通常采用机械齿轮箱作为原动机和负载之间的变速设备。其突出缺点是机械冲击和磨损严重、噪音高、体积庞大。采用高效能的稀土永磁材料制成的永磁磁力变速器能够利用磁力进行无接触传动和变速，克服了上述缺点。在有些使用场合，要求原动机不停转的情况下，负载停止转动，这时一般采用离合器，但一般的离合器无变速的功能。
【发明内容】
[0003]本发明目的是为了解决在需要离合器的情况下，现有变速器无法满足要求的问题，提供了一种可离合式磁力变速器。
[0004]本发明所述可离合式磁力变速器，它包括定子、电励磁转子和永磁转子；
[0005]所述定子包括前端盖、后端盖、机壳、P1个定子磁极和支撑环；
[0006]所述电励磁转子包括电励磁主轴、电励磁转子轭和P2对电励磁磁极；
[0007]所述永磁转子包括永磁主轴、永磁转子轭和P3对转子永磁体磁极；
[0008]机壳的前后端分别固定设置有前端盖和后端盖；机壳的内圆表面沿圆周方向均布有P1个定子磁极；
[0009]电励磁主轴与前端盖通过第一轴承转动连接；永磁主轴与后端盖通过第四轴承转动连接；电励磁主轴和永磁主轴同轴心，电励磁主轴的一端从前端盖伸出，电励磁主轴的另一端通过第二轴承与支撑环的内环面转动连接；永磁主轴的一端从后端盖伸出；永磁主轴的另一端通过第三轴承与支撑环的内环面转动连接；
[0010]支撑环的外环面设置在机壳的内圆表面上，支撑环的外环面沿外圆表面均布有P1对轴向凹槽，每个轴向凹槽中设置有一个定子磁极；轴向凹槽与定子磁极之间无空隙；
[0011]电励磁主轴的外圆表面设置有电励磁转子轭，电励磁转子轭的外圆表面设置有P2对电励磁磁极，电励磁磁极与定子磁极之间有径向气隙；
[0012]永磁主轴的外圆表面设置有永磁转子轭，永磁转子轭的外圆表面设置有P3对转子永磁体磁极，转子永磁体磁极与定子磁极之间有径向气隙；
[0013]满足条件:P3 = P2-P11 ,PpP2和P3均为正整数。
[0014]本发明的优点:本发明能实现驱动系统中原动机与负载之间的有效传动和变速，具有可离合、非接触、无噪声、无需润滑、自动过载保护，等优点。
[0015]该发明的特点之一为可离合(通过线圈的通电和断电进行“合”与“离”的控制)，特点之二为转矩能力可调节(通过线圈通电电流的大小进行调节)。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明所述可离合式磁力变速器的结构示意图；[0017]图2是图1的A-A剖视图；
[0018]图3是图1的B-B剖视图。
【具体实施方式】
[0019]【具体实施方式】一:下面结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述可离合式磁力变速器，它包括定子、电励磁转子和永磁转子；
[0020]所述定子包括前端盖1-1、后端盖1-2、机壳2、P1个定子磁极3和支撑环4 ；
[0021]所述电励磁转子包括电励磁主轴5、电励磁转子轭7和P2对电励磁磁极8 ；
[0022]所述永磁转子包括永磁主轴11、永磁转子轭9和P3对转子永磁体磁极10 ；
[0023]机壳2的前后端分别固定设置有前端盖1-1和后端盖1-2 ;机壳2的内圆表面沿圆周方向均布有P1个定子磁极3 ；
[0024]电励磁主轴5与前端盖1-1通过第一轴承6-1转动连接；永磁主轴11与后端盖1-2通过第四轴承6-4转动连接；电励磁主轴5和永磁主轴11同轴心，电励磁主轴5的一端从前端盖1-1伸出，电励磁主轴5的另一端通过第二轴承6-2与支撑环4的内环面转动连接；永磁主轴11的一端从后端盖1-2伸出；永磁主轴11的另一端通过第三轴承6-3与支撑环4的内环面转动连接；
[0025]支撑环4的外环面设置在机壳2的内圆表面上，支撑环4的外环面沿外圆表面均布有P1对轴向凹槽，每个轴向凹槽中设置有一个定子磁极3 ;轴向凹槽与定子磁极3之间无空隙；
[0026]电励磁主轴5的外圆表面设置有电励磁转子轭7,电励磁转子轭7的外圆表面设置有P2对电励磁磁极8,电励磁磁极8与定子磁极3之间有径向气隙；
[0027]永磁主轴11的外圆表面设置有永磁转子轭9,永磁转子轭9的外圆表面设置有P3对转子永磁体磁极10,转子永磁体磁极10与定子磁极3之间有径向气隙；
[0028]满足条件:P3 = IP2-P11，P” P2和P3均为正整数。
[0029]当P2>P3时，电励磁转子的转速低于永磁转子的转速；当P2〈P3时，电励磁转子的转速高于永磁转子的转速，实现变速。变速器的磁路形式为轴向磁路，磁通路径:电励磁磁极8 —电励磁磁极8与定子磁极3之间的径向气隙一定子磁极3 —沿轴向贯通定子磁极3 —定子磁极3和转子永磁体磁极10之间的径向气隙一转子永磁体磁极10 —永磁转子轭9 —转子永磁体磁极10 —转子永磁体磁极10和定子磁极3之间的径向气隙一定子磁极3 —沿轴向反向贯通该定子磁极3 —电励磁磁极8构成闭合磁路。
[0030]当负载需要跟随原动机旋转时，将电励磁转子的电励磁磁极8的绕组通电，形成磁极，根据磁导调制原理，负载侧受到力矩作用跟随原动机旋转；当负载需要停转时，将电励磁转子的绕组断电，变速器的电励磁转子和永磁转子之间将不存在转矩耦合，则负载侧在负载转矩作用下停转，而原动机仍维持转动状态。
[0031]所述磁导调制原理的说明如下:采用磁路的轴向径向交叉耦合方式，利用空间谐波传递磁场和能量。
[0032]变速器中的气隙磁通密度B (r，Θ )为半径与角度的二元函数。在不考虑定子磁极3的作用时，将电励磁转子产生的磁通密度进行径向分解:
【权利要求】
1.可离合式磁力变速器，其特征在于，它包括定子、电励磁转子和永磁转子；所述定子包括前端盖(1-1)、后端盖(1-2)、机壳(2)、Pi个定子磁极(3)和支撑环(4)；所述电励磁转子包括电励磁主轴(5)、电励磁转子轭(7)和P2对电励磁磁极(8)；所述永磁转子包括永磁主轴(11)、永磁转子轭(9)和P3对转子永磁体磁极(10)；机壳(2)的前后端分别固定设置有前端盖(1-1)和后端盖(1-2);机壳(2)的内圆表面沿圆周方向均布有P1个定子磁极(3)； 电励磁主轴(5)与前端盖(1-1)通过第一轴承(6-1)转动连接；永磁主轴(11)与后端盖(1-2)通过第四轴承(6-4)转动连接；电励磁主轴(5)和永磁主轴(11)同轴心，电励磁主轴(5)的一端从前端盖(1-1)伸出，电励磁主轴(5)的另一端通过第二轴承(6-2)与支撑环(4)的内环面转动连接；永磁主轴(11)的一端从后端盖(1-2)伸出；永磁主轴(11)的另一端通过第三轴承(6-3)与支撑环(4)的内环面转动连接； 支撑环(4)的外环面设置在机壳(2)的内圆表面上，支撑环(4)的外环面沿外圆表面均布有P1对轴向凹槽，每个轴向凹槽中设置有一个定子磁极(3);轴向凹槽与定子磁极(3)之间无空隙； 电励磁主轴(5)的外圆表面设置有电励磁转子轭(7)，电励磁转子轭(7)的外圆表面设置有P2对电励磁磁极(8)，电励磁磁极⑶与定子磁极(3)之间有径向气隙； 永磁主轴(11)的外圆表面设置有永磁转子轭(9),永磁转子轭(9)的外圆表面设置有P3对转子永磁体磁极(10),转子永磁体磁极(10)与定子磁极(3)之间有径向气隙； 满足条件=P3 = IP2-P11，Pp P2和P3均为正整数。
2.根据权利要求1所述可离合式磁力变速器，其特征在于，它还包括滑环定子(12-1)和滑环转子(12-2);滑环定子(12-1)固定设置在前端盖(1-1)上，滑环转子(12-2)固定设置在电励磁主轴(5)上，滑环定子(12-1)和滑环转子(12-2)之间存在径向气隙。
3.根据权利要求1所述可离合式磁力变速器，其特征在于，电励磁磁极(8)包括绕组(8-1)和电励磁转子齿(8-2);每个电励磁转子齿(8-2)上绕制一个绕组(8-1)，相邻两个电励磁转子齿(8-2)上的绕组(8-1)的绕制方向相反。
4.根据权利要求1所述可离合式磁力变速器，其特征在于，转子永磁体磁极(10)沿径向充磁，相邻两个转子永磁体磁极(10)的充磁方向相反。
5.根据权利要求1所述可离合式磁力变速器,其特征在于，电励磁主轴(5)和永磁主轴(11)的伸出端均设置有键槽。
6.根据权利要求1所述可离合式磁力变速器，其特征在于，定子磁极(3)的材质采用电工钢片；电励磁转子轭(7)和永磁转子轭(9)的材质采用钢；前端盖(1-1)、后端盖(1-2)、机壳(2)、支撑环(4)、电励磁主轴(5)和永磁主轴(11)的材质采用铝。
【文档编号】H02K49/02GK103929042SQ201410191711
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年5月8日 优先权日:2014年5月8日
【发明者】邢敬娓, 聂相举, 高辉, 王希凤, 宋起超 申请人:黑龙江工程学院