一种基于双侧阶梯式结构和三维Halbach磁极排布的永磁转子磁力耦合器

本发明涉及磁力耦合器领域，具体是一种基于双侧阶梯式结构和三维halbach磁极排布的永磁转子磁力耦合器。

背景技术：

1、目前，公知的磁力耦合器通常是盘式和筒式的结构。当磁力耦合器需要进行调速时，盘式和筒式的调速方式在形式上是不同的。盘式结构是通过改变两盘间的气息厚度，筒式结构是通过改变内外筒间的啮合面积。

2、但是，盘式和筒式的结构存在一些不足的地方。盘式结构的调速宽度小，调速执行距离短；当两盘间隙较小时，由于盘式结构在传递转矩的过程中会产生大的轴向力，这导致在间隙小时所需的调速执行力很大，而且对两端的轴承要求也高。筒式结构的调速方式是改变啮合面积，在构造上一般采用长条形的大磁块，该类磁块生产周期长、费用高。

3、而且，在盘式和筒式的结构中，磁块的极性排布通常为轴向或径向的单一布置方式，这导致在常规结构中的极性排布方式组合通常是有限的。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于双侧阶梯式结构和三维halbach磁极排布的永磁转子磁力耦合器，包括导体外转子总成和磁体内转子总成；

2、所述导体外转子总成包括右外转子总成、与右外转子总成连接的轴承；

3、所述右外转子总成包括右导体轭铁和若干导环；

4、所述右导体轭铁内开设有若干导环凹槽；所述导环凹槽呈阶梯式排布；

5、所述导环通过导环凹槽装配在右导体轭铁内部；

6、所述磁体内转子总成包括右内转子总成、与右内转子总成连接的轴承；

7、所述右内转子总成与右外转子总成装配；

8、所述右内转子总成包括右磁体轭铁和若干磁环；

9、所述右磁体轭铁的表面开设有若干磁环凹槽；所述磁环凹槽呈阶梯式排布；

10、所述磁环通过磁环凹槽装配在右导体轭铁表面；

11、所述磁环包括若干磁块；所有磁块的排布方式为三维的halbach磁性分布方式；

12、永磁转子磁力耦合器工作时，导环和磁环发生相对转动，导环在磁环固有磁场的作用下产生感应电流，进而产生感应磁场，感应磁场与固有磁场的相互作用使动力得到传递。

13、优选的，所述导环和磁环成对设置。

14、优选的，所述磁块在右导体轭铁的表面呈圆周连续排列，从而在不同磁环凹槽内呈现出直径不同的磁环。

15、优选的，位于不同磁环凹槽内的磁块的磁性方向不同。

16、优选的，所述磁环产生的磁场存在周向相位差。

17、优选的，所述磁环产生的磁场存在轴向相位差。

18、优选的，位于不同磁环凹槽内的磁块数量不等。

19、本发明的技术效果是毋庸置疑的,本发明所采用的阶梯式结构可以让磁块有多种极性排布方式，从而产生多种不同的空间磁场分布，使用于不同动力传递要求下的场景。

20、相较于盘式和筒式极性的单向排布，本发明提出的阶梯式永磁转子磁力耦合器呈三维排布，磁场空间发散度大。

21、与盘式永磁转子磁力耦合器相比，本发明轴向宽度大，使得调速宽度大，调速执行距离长，适用的调速范围增大，,也缓解了盘式轴向力大的不足。

22、与筒式永磁转子磁力耦合器相比，本发明磁块较小，磁块的生成周期短。

技术特征：

1.一种基于双侧阶梯式结构和三维halbach磁极排布的永磁转子磁力耦合器，其特征在于：包括所述导体外转子总成(1)和磁体内转子总成(2)。

2.根据权利要求1所述的一种基于双侧阶梯式结构和三维halbach磁极排布的永磁转子磁力耦合器，其特征在于：所述导环和磁环成对设置。

3.根据权利要求1所述的一种基于双侧阶梯式结构和三维halbach磁极排布的永磁转子磁力耦合器，其特征在于：所述磁块在右导体轭铁(301)的表面呈圆周连续排列，从而在不同磁环凹槽内呈现出直径不同的磁环。

4.根据权利要求1所述的一种基于双侧阶梯式结构和三维halbach磁极排布的永磁转子磁力耦合器，其特征在于：位于不同磁环凹槽内的磁块的磁性方向不同。

5.根据权利要求1所述的一种基于双侧阶梯式结构和三维halbach磁极排布的永磁转子磁力耦合器，其特征在于：所述磁环产生的磁场存在周向相位差。

6.根据权利要求1所述的一种基于双侧阶梯式结构和三维halbach磁极排布的永磁转子磁力耦合器，其特征在于：所述磁环产生的磁场存在轴向相位差。

7.根据权利要求1所述的一种基于双侧阶梯式结构和三维halbach磁极排布的永磁转子磁力耦合器，其特征在于：不同磁环凹槽内的磁块数量不等。

技术总结
本发明公开一种基于双侧阶梯式结构和三维Halbach磁极排布的永磁转子磁力耦合器，包括导体外转子总成(1)和磁体内转子总成(2)；所述导体外转子总成(1)包括右外转子总成(3)、与右外转子总成(3)连接的轴承；所述右外转子总成(3)包括右导体轭铁(301)和若干导环；所述磁体内转子总成(2)包括右内转子总成(4)、与右内转子总成(4)连接的轴承；所述右内转子总成(4)包括右磁体轭铁(401)和若干磁环；本发明所采用的阶梯式结构可以让磁块有多种极性排布方式，从而产生多种不同的空间磁场分布，使用于不同动力传递要求下的场景。

技术研发人员：秦毅,许宇波,刘富樯,侯磊,韩刚侠
受保护的技术使用者：重庆大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12