一种摆线针轮星型电动传动机构的制作方法

本发明属于电动机领域，特别涉及了一种摆线针轮星型电动传动机构。

背景技术：

对于一般的电动机来说，主要依靠切向力实现电机转子的运转。虽然现在有很多新结构拓扑及控制方案，但是受到材料的限制，转矩很难再有明显的提升。现在部分偏心轴的电机方案，将径向力也利用到了电机转子的带动上，但是转矩的增加有限。

技术实现要素：

为了解决上述背景技术提到的技术问题，本发明提出了一种摆线针轮星型电动传动机构。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

一种摆线针轮星型电动传动机构，包括静止的定子部分和旋转的转子部分；所述定子部分包括定子铁心，所述定子铁心作为针轮，所述定子铁心上均匀开设定子槽和定子齿，所述定子槽内安设电枢绕组；所述转子部分包括转子铁心以及安装在转子铁心上的永磁体，所述转子铁心作为摆线轮，所述永磁体ns极交替设置；所述永磁体采用表贴式安装或者内置式安装，当永磁体采用内置式安装时，相邻的n极永磁体与s极永磁体之间设置隔离桥；所述定子齿的数量为n时，转子铁心的极数为n-1，其中n为大于1的正整数；所述转子铁心与定子铁心的圆心不同，转子铁心围绕定子铁心的圆心进行公转，同时转子铁心围绕自身的圆心进行自转，转子铁心外缘形成的外摆线与定子齿形成的内摆线之间不啮合，两者之间具有气隙，通过调整定子铁心圆心到永磁体外缘的最远距离调整该气隙的最小值。

进一步地，当永磁体采用内置式安装时，永磁体的形状为v形、一字形或者瓦片形；永磁体为单层永磁体或者多层永磁体。

进一步地，所述永磁体采用径向充磁、辐向充磁或者倾斜充磁。

进一步地，所述定子槽为闭口槽或者开口槽。

进一步地，所述电枢绕组为三相绕组、双三相绕组或者其他多相绕组。

进一步地，每个定子齿上缠绕一个电枢绕组线圈，每个电枢绕组线圈的电流单独控制。

进一步地，转子铁心边缘齿廓的方程式如下：

上式中，xc为转子铁心边缘齿廓线的x轴表达式，yc为为转子铁心边缘齿廓线的y轴表达式，i^h为相对传动比，zp为定子齿数，zc为转子极数，为啮合相位角；a为定子圆心与转子圆心的距离，rp为定子圆心到转子外缘的最远距离，rrp为以定子圆心到转子铁心外缘的最远距离为半径的圆周上的点到转子外缘最小半径处的距离；令

采用上述技术方案带来的有益效果：

本发明结合摆线轮齿轮结构的特点，将电磁场能量进行最大程度的利用，电枢绕组通入交流电后，形成旋转的磁场，旋转的磁场带动转子旋转，其不但利用了切向力也利用了径向力，使转矩得到增加。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中定转子放大示意图；

图3为本发明中转子铁心边缘齿廓示意图；

图4为本发明中参数rrp示意图；

图5为本发明中转子旋转时转子位置变化示意图；

图6-图9分别为本发明中不同永磁体安装方式的示意图。

标号说明：1、定子铁心；2、电枢绕组；3、转子铁心；4、永磁体；5、隔磁桥；6、定子槽；7、转子槽；8、定子齿。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。

本发明设计了一种摆线针轮星型电动传动机构，如图1所示，包括静止的定子部分和旋转的转子部分。所述定子部分包括定子铁心1，所述定子铁心1上均匀开设定子槽6和定子齿8，所述定子槽6内安设电枢绕组2。所述转子部分包括转子铁心3，所述转子铁心3上安装永磁体4，所述永磁体ns极交替设置。所述转子铁心3作为摆线轮，定子铁心1作为针轮，转子铁心3与定子铁心1的圆心不同，转子铁心3围绕定子铁心1的圆心进行公转，同时转子铁心3围绕自身的圆心进行自转。

在本实施例中，定子槽6可以为闭口槽或者开口槽。当定子齿的数量为n时，转子的极数为n-1。电枢绕组可以采用电机常用的三相绕组，采用三相电机控制器和算法；也可以采用双三相或者其他多相电机绕组，采用对应的电机控制器和算法。此外，也可以每个定子齿上缠绕一个电枢绕组线圈，每个线圈的电流单独控制。

如图2所示，与传统摆线齿轮传动时一对齿廓中凹的内摆线与凸的外摆线啮合不同，转子外缘的外摆线与定子铁心的内摆线之间不再啮合，而是具有气隙。如图3和图4所示，转子铁芯边缘齿廓的方程式如下：

上式中，i^h为相对传动比，zp为定子齿数，zc为转子极数，为啮合相位角；a为定子圆心与转子圆心的距离，rp为定子圆心到转子外缘的最远距离，rrp为以定子圆心到转子铁心外缘的最远距离为半径的圆周上的点到转子外缘最小半径处的距离；令

转子旋转角度为0°、10°、20°、30°、40°时的转子位置依次如图5中的(a)、(b)、(c)、(d)、(e)所示。以三相电枢绕组为例，当电枢绕组中通入相差120°的对称三相交流电后，形成旋转的磁场。旋转的磁场吸引转子磁场带动转子旋转。在旋转磁场力的带动下，转子围着自身的圆心自转，同时转子圆心围着定子圆心自转。

在本实施例中，所述永磁体采用表贴式安装或者内置式安装。当永磁体采用内置式安装时，相邻的n极永磁体与s极永磁体之间设置隔离桥。当永磁体采用内置式安装时，永磁体的形状为v形、一字形或者瓦片形。永磁体为单层永磁体或者多层永磁体。所述永磁体采用径向充磁、辐向充磁或者倾斜充磁。图6-图8分别为本发明中不同永磁体安装方式的示意图，其中图6对应永磁体的表贴式安装，图7对应将永磁体设置在转子铁心边缘的内侧，图8和图9分别对应永磁体的内置式安装，其中图8为一字形的永磁体，图9为瓦片形的永磁体。隔磁桥的形状可根据电机的转矩特性需求任意设计。

实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。