三边永磁体激磁的磁性齿轮的制作方法
专利名称：三边永磁体激磁的磁性齿轮的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种齿轮，特别是一种三边永磁体激磁的磁性齿轮。
背景技术：
齿轮作为一种变速传动装置在工业生产、交通运输、新能源开发等领域有着极为 广泛的应用。现有的机械齿轮箱依靠金属齿的啮合来实现转矩/力的传递。这种黏着机构 无可避免的会带来很多问题，比如1)摩擦损耗；2)机械噪声与振动；3)需要定期维护和 润滑；4)无法实现输入侧与输出侧的物理隔离，等。磁性齿轮利用永磁体的相互作用来实 现无接触的变速传动。因而能克服上述机械齿轮的种种弊端。此外，磁性齿轮还能提供过 载自保护功能。这对涉及到精密贵重仪器的传动系统来说显得尤为重要。现有的磁性齿轮分为磁体直接耦合型和磁场调制型两大类。前者因为在任何瞬间 只有极少部分磁体参与转矩传递，所以可以提供的转矩密度远低于机械齿轮，而后者因为 大大改善了磁体的利用率，所以其转矩密度达到了与机械齿轮相当的程度。考虑到许多应 用场合，如电动汽车、风力发电等，对传动装置的体积和重量有极为苛刻的限制，所以，从进 一步提高转矩密度这个方面考虑，现有磁性齿轮技术还有待于改进和发展。现有技术中的转子和定子的设计方式均采用轴向或径向的充磁。为了增加磁性齿 轮的转矩密度从而提高转矩传递力，单单从周向方向增加磁体厚度来试图加大磁场强度， 一来会增大装置本身周向的体积，影响设备的整体设计，另外，在周向上的增厚来试图加大 磁场强度，会受到磁体本身磁阻的影响，比如，周向磁场强度达到某一极值时，继续增加磁 体厚度，实际对转矩密度和转矩的传递力的增加不会有贡献。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题是提出一种无需加大磁体周向厚度来增加磁性 齿轮转矩传递能力的三边永磁体激磁的磁性齿轮。本发明的一种三边永磁体激磁的磁性齿轮，包括定子机构和与所述定子机构同轴 旋转的转子机构；所述转子机构包括嵌套在一起同轴旋转的内转子和外转子，所述定子机 构包括支撑部件，所述外转子包括外转子支架，所述内转子包括内转子铁心；所述外转子和所述内转子均设于所述定子机构内部，所述支撑部件设有若干个相 邻磁极相反分布的径向充磁的径向定子永磁体，所述外转子支架上设有若干个径向外转子 调磁部件，所述内转子铁心上设有若干个相邻磁极相反分布的轴向充磁的径向内转子永磁 体，所述径向定子永磁体与所述径向外转子调磁部件间具有气隙，所述径向外转子调磁部 件与所述径向内转子永磁体间具有气隙；在转子机构两侧的设有轴向充磁的激磁机构，所 述激磁机构包括设于所述内转子铁心上的若干个相邻磁极相反分布的轴向充磁的轴向内 转子永磁体，设于所述外转子支架上的若干个轴向外转子调磁部件，和设于所述支撑部件 上的若干个相邻磁极相反分布的轴向定子永磁体；其中，所述轴向内转子永磁体，所述轴向 外转子调磁部件和所述轴向定子永磁体间的相对位置关系与所述径向定子永磁体，所述径向外转子调磁部件，和所述径向内转子永磁体间的相对位置关系相对应；或所述定子机构设于所述外转子和所述内转子中间，所述外转子支架上设有若干 个相邻磁极相反分布的径向充磁的径向外转子永磁体，所述支撑部件设有径向定子调磁部 件，所述内转子铁心上设有若干个相邻磁极相反分布的径向充磁的径向内转子永磁体，所 述径向外转子永磁体与径向定子调磁部件间具有气隙，所述径向定子调磁部件与所述径向 内转子永磁体间具有气隙；在转子机构两侧设有轴向充磁的轴向激磁机构，所述轴向激磁 机构包括设于所述内转子铁心上的若干个相邻磁极相反分布的轴向充磁的轴向内转子永 磁体，设于所述支撑部件上的若干个轴向定子调磁部件，和设于所述外转子支架上的若干 个相邻磁极相反分布的轴向外转子永磁体；所述轴向内转子永磁体，所述轴向定子调磁部 件和所述轴向外转子永磁体间的位置关系与所述径向内转子永磁体，所述径向定子调磁部 件，和所述轴向外转子永磁体间的位置关系相对应。上述的磁性齿轮，所述永磁体和所述调磁部件为周向均勻分布；当所述外转子与 所述内转子位于所述定子机构内部时，所述径向定子永磁体的数量为所述径向外转子调磁 部件与所述径向内转子永磁体的数量之和；当所述定子机构位于所述外转子与所述内转子 之间时，所述径向定子调磁部件的数量为所述径向外转子永磁体和所述径向定子永磁体数 量之和.上述的磁性齿轮，当所述外转子与所述内转子位于所述定子机构内部时，所述轴 向定子永磁体的数量为所述轴向外转子调磁部件与所述轴向内转子永磁体的数量之和；当 所述定子机构位于所述外转子与所述内转子之间时，所述轴向定子调磁部件的数量为所述 轴向外转子永磁体和所述轴向定子永磁体数量之和.上述的磁性齿轮，所述支撑部件和所述径向定子永磁体或所述轴向定子永磁体间 设有定子铁心。上述的磁性齿轮，所述径向外转子调磁部件包括若干个调磁铁心块，相邻两个调 磁铁心块间设有环氧树脂块。上述的磁性齿轮，所述外转子包括与所述外转子支架连接的外转子转轴，所述内 转子包括与所述内转子铁心连接的内转子转轴。上述的磁性齿轮，所述定子机构又包括分别将所述支撑部件与所述外转子转轴、 所述内转子转轴连接在一起的轴承机构。上述的磁性齿轮，当所述定子机构位于所述外转子外部时，所述支撑部件为机壳， 且所述机壳、所述外转子支架、所述外转子转轴和所述内转子转轴均采用非导磁材料制成。本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点1.所述外转子和所述内转子均设于所述定子机构内部，所述支撑部件设有若干个 相邻磁极相反分布的径向充磁的径向定子永磁体，所述外转子支架上设有若干个径向外转 子调磁部件，所述内转子铁心上设有若干个相邻磁极相反分布的轴向充磁的径向内转子永 磁体，所述径向定子永磁体与所述径向外转子调磁部件间具有气隙，所述径向外转子调磁 部件与所述径向内转子永磁体间具有气隙；在转子机构两侧的设有轴向充磁的激磁机构， 所述激磁机构包括设于所述内转子铁心上的若干个相邻磁极相反分布的轴向充磁的轴向 内转子永磁体，设于所述外转子支架上的若干个轴向外转子调磁部件，和设于所述支撑部 件上的若干个相邻磁极相反分布的轴向定子永磁体；其中，所述轴向内转子永磁体，所述轴向外转子调磁部件和所述轴向定子永磁体间的相对位置关系与所述径向定子永磁体，所述 径向外转子调磁部件，和所述径向内转子永磁体间的相对位置关系相对应；或所述定子机构设于所述外转子和所述内转子中间，所述外转子支架上设有若干 个相邻磁极相反分布的径向充磁的径向外转子永磁体，所述支撑部件设有径向定子调磁部 件，所述内转子铁心上设有若干个相邻磁极相反分布的径向充磁的径向内转子永磁体，所 述径向外转子永磁体与径向定子调磁部件间具有气隙，所述径向定子调磁部件与所述径向 内转子永磁体间具有气隙；在转子机构两侧设有轴向充磁的轴向激磁机构，所述轴向激磁 机构包括设于所述内转子铁心上的若干个相邻磁极相反分布的轴向充磁的轴向内转子永 磁体，设于所述支撑部件上的若干个轴向定子调磁部件，和设于所述外转子支架上的若干 个相邻磁极相反分布的轴向外转子永磁体；所述轴向内转子永磁体，所述轴向定子调磁部 件和所述轴向外转子永磁体间的位置关系与所述径向内转子永磁体，所述径向定子调磁部 件，和所述轴向外转子永磁体间的位置关系相对应。这种设计可以避免在周向上增强厚度，从而改变齿轮周向厚度，影响设备的整体 设计；而只在轴向上增加轴向充磁的充磁部件，如永磁体和调磁部件来强调磁场密度，从而 增加转矩密度，进而增加转矩转递力。2.所述永磁体和所述调磁部件为周向均勻分布；当所述外转子与所述内转子位 于所述定子机构内部时，所述径向定子永磁体的数量为所述径向外转子调磁部件与所述径 向内转子永磁体的数量之和；当所述定子机构位于所述外转子与所述内转子之间时，所述 径向定子调磁部件的数量为所述径向外转子永磁体和所述径向定子永磁体数量之和；可以 最大化利用设在定子机构的径向(轴向)定子永磁体或设在定子机构上的径向(轴向)调 磁部件为系统提供转矩。3.当所述外转子与所述内转子位于所述定子机构内部时，所述轴向定子永磁体的 数量为所述轴向外转子调磁部件与所述轴向内转子永磁体的数量之和；当所述定子机构位 于所述外转子与所述内转子之间时，所述轴向定子调磁部件的数量为所述轴向外转子永磁 体和所述轴向定子永磁体数量之和.可以最大化利用设在定子机构的轴向(径向)定子永 磁体或设在定子机构上的轴向(径向)调磁部件为系统提供转矩。
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合 附图，对本发明作进一步详细的说明，其中图1为磁性齿轮的周向示意图；图2为图1磁性齿轮A-A向的剖面图；图3为图1磁性齿轮B-B向的剖面图；图4为图1磁性齿轮C-C向的剖面图；图5为图1磁性齿轮D-D向的剖面图1-机壳，2-定子铁心，3-径向定子永磁体，4-径向外转子调磁部件，5-径向内转 子永磁体，6-内转子铁心，7-外转子支架，8-轴向内转子永磁体，9-轴向外转子调磁部件， 10"轴向定子永磁体，11-定子铁心，12-内转子转轴，13-调磁铁心块，14-外转子转轴，15， 16-轴承机构，17-环氧树脂块；
具体实施例方式实施例1如图1所示的三边永磁体激磁的磁性齿轮，包括定子机构和与所述定子机构同轴 旋转的转子机构；所述转子机构包括嵌套在一起同轴旋转的内转子和外转子，所述定子机 构包括支撑部件，本实施例中为为机壳1 ；所述外转子包括外转子支架7，所述内转子包括 内转子铁心6 ；所述外转子和所述内转子均设于所述定子机构内部，所述机壳1设有若干个相邻 磁极相反分布的径向充磁的径向定子永磁体3，所述外转子支架7上设有若干个径向外转 子调磁部件4，所述内转子铁心6上设有若干个相邻磁极相反分布的轴向充磁的径向内转 子永磁体5，所述径向定子永磁体3与所述径向外转子调磁部件4间具有气隙(此处未标 出)，所述径向外转子调磁部件4与所述径向内转子永磁体5间具有气隙；在转子机构两侧 的设有轴向充磁的激磁机构，所述激磁机构包括设于所述内转子铁心上的若干个相邻磁极 相反分布的轴向充磁的轴向内转子永磁体8，设于所述外转子支架7上的若干个轴向外转 子调磁部件9，和设于所述机壳1上的若干个相邻磁极相反分布的轴向定子永磁体10 ；其 中，所述轴向内转子永磁体8，所述轴向外转子调磁部件9和所述轴向定子永磁体10间的相 对位置关系与所述径向定子永磁体3，所述径向外转子调磁部件4，和所述径向内转子永磁 体5间的相对位置关系相对应；如图2、3、4、5所示，所述永磁体和所述调磁部件为周向均勻分布；所述径向定子 永磁体的数量为所述径向外转子调磁部件与所述径向内转子永磁体的数量之和。所述轴向 定子永磁体的数量为所述轴向外转子调磁部件与所述轴向内转子永磁体的数量之和。所述 机壳1和所述径向定子永磁体3和所述轴向定子永磁体10间设有定子铁心2和定子铁心 11。所述径向外转子调磁部件4包括若干个调磁铁心块13，相邻两个调磁铁心块间设有环 氧树脂块17。如图1所示，所述外转子包括与所述外转子支架7连接的外转子转轴14，所述内转 子包括与所述内转子铁心6连接的内转子转轴12。所述定子机构又包括分别将所述机壳1与所述外转子转轴14、所述内转子转轴12 连接在一起的轴承机构16。所述机壳1、所述外转子支架7、所述外转子转轴14和所述内转子转轴均12采用 非导磁材料制成。实施例2本实施例与实施例1的区别仅仅在于所述定子机构设于所述外转子和所述内 转子中间，所述外转子支架上设有若干个相邻磁极相反分布的径向充磁的径向外转子永磁 体，所述支撑部件设有径向定子调磁部件，所述内转子铁心上设有若干个相邻磁极相反分 布的径向充磁的径向内转子永磁体，所述径向外转子永磁体与径向定子调磁部件间具有气 隙，所述径向定子调磁部件与所述径向内转子永磁体间具有气隙；在转子机构两侧设有轴 向充磁的轴向激磁机构，所述轴向激磁机构包括设于所述内转子铁心上的若干个相邻磁极 相反分布的轴向充磁的轴向内转子永磁体，设于所述支撑部件上的若干个轴向定子调磁 部件，和设于所述外转子支架上的若干个相邻磁极相反分布的轴向外转子永磁体；所述轴向内转子永磁体，所述轴向定子调磁部件和所述轴向外转子永磁体间的位置关系与所述 径向内转子永磁体，所述径向定子调磁部件，和所述轴向外转子永磁体间的位置关系相对 应。所述径向定子调磁部件的数量为所述径向外转子永磁体和所述径向定子永磁体数量之 和.所述轴向定子调磁部件的数量为所述轴向外转子永磁体和所述轴向定子永磁体数量 之和. 显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对 于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或 变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或 变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
权利要求
1.一种三边永磁体激磁的磁性齿轮，包括定子机构和与所述定子机构同轴旋转的转子 机构；所述转子机构包括嵌套在一起的同轴旋转的内转子和外转子，所述定子机构包括支 撑部件，所述外转子包括外转子支架，所述内转子包括内转子铁心；其特征在于所述外转子和所述内转子均设于所述定子机构内部，所述支撑部件设有 若干个相邻磁极相反分布的径向充磁的径向定子永磁体，所述外转子支架上设有若干个径 向外转子调磁部件，所述内转子铁心上设有若干个相邻磁极相反分布的轴向充磁的径向内 转子永磁体，所述径向定子永磁体与所述径向外转子调磁部件间具有气隙，所述径向外转 子调磁部件与所述径向内转子永磁体间具有气隙；在转子机构两侧设有轴向充磁的激磁机 构，所述激磁机构包括设于所述内转子铁心上的若干个相邻磁极相反分布的轴向充磁的轴 向内转子永磁体，设于所述外转子支架上的若干个轴向外转子调磁部件，和设于所述支撑 部件上的若干个相邻磁极相反分布的轴向定子永磁体；其中，所述轴向内转子永磁体，所述 轴向外转子调磁部件和所述轴向定子永磁体间的相对位置关系与所述径向定子永磁体，所 述径向外转子调磁部件，和所述径向内转子永磁体间的相对位置关系相对应；或所述定子机构设于所述外转子和所述内转子中间，所述外转子支架上设有若干个相 邻磁极相反分布的径向充磁的径向外转子永磁体，所述支撑部件设有径向定子调磁部件， 所述内转子铁心上设有若干个相邻磁极相反分布的径向充磁的径向内转子永磁体，所述径 向外转子永磁体与径向定子调磁部件间具有气隙，所述径向定子调磁部件与所述径向内转 子永磁体间具有气隙；在转子机构两侧的设有轴向充磁的轴向激磁机构，所述轴向激磁机 构包括设于所述内转子铁心上的若干个相邻磁极相反分布的轴向充磁的轴向内转子永磁 体，设于所述支撑部件上的若干个轴向定子调磁部件，和设于所述外转子支架上的若干个 相邻磁极相反分布的轴向外转子永磁体；所述轴向内转子永磁体，所述轴向定子调磁部件 和所述轴向外转子永磁体间的位置关系与所述径向内转子永磁体，所述径向定子调磁部 件，和所述轴向外转子永磁体间的位置关系相对应。
2.根据权利要求1所述的磁性齿轮，其特征在于所述永磁体和所述调磁部件为周向均勻分布；当所述外转子与所述内转子位于所述定 子机构内部时，所述径向定子永磁体的数量为所述径向外转子调磁部件与所述径向内转子 永磁体的数量之和；当所述定子机构位于所述外转子与所述内转子之间时，所述径向定子 调磁部件的数量为所述径向外转子永磁体和所述径向定子永磁体数量之和.
3.根据权利要求1或2所述的磁性齿轮，其特征在于当所述外转子与所述内转子位于所述定子机构内部时，所述轴向定子永磁体的数量为 所述轴向外转子调磁部件与所述轴向内转子永磁体的数量之和；当所述定子机构位于所述 外转子与所述内转子之间时，所述轴向定子调磁部件的数量为所述轴向外转子永磁体和所 述轴向定子永磁体数量之和.
4.根据权利要求3所述的磁性齿轮，其特征在于所述支撑部件和所述径向定子永磁体或所述轴向定子永磁体间设有定子铁心。
5.根据权利要求4所述的磁性齿轮，其特征在于所述径向外转子调磁部件包括若干 个调磁铁心块，相邻两个调磁铁心块间设有环氧树脂块。
6.根据权利要求5所述的磁性齿轮，其特征在于所述外转子包括与所述外转子支架 连接的外转子转轴，所述内转子包括与所述内转子铁心连接的内转子转轴。
7.根据权利要求6所述的磁性齿轮，其特征在于所述定子机构又包括分别将所述支 撑部件与所述外转子转轴、所述内转子转轴连接在一起的轴承机构。
8.根据权利要求7所述的磁性齿轮，其特征在于当所述定子机构位于所述外转子外 部时，所述支撑部件为机壳，且所述机壳、所述外转子支架、所述外转子转轴和所述内转子 转轴均采用非导磁材料制成。
全文摘要
本发明公开了一种三边永磁体激磁的磁性齿轮，包括定子机构和与所述定子机构同轴旋转的转子机构；所述转子机构内转子和外转子，所述定子机构包括支撑部件，所述外转子包括外转子支架，所述内转子包括内转子铁心；所述外转子和所述内转子均设于所述定子机构内部，所述支撑部件设有若干个相邻磁极相反分布的径向充磁的径向定子永磁体，所述外转子支架上设有若干个径向外转子调磁部件，所述内转子铁心上设有若干个相邻磁极相反分布的轴向充磁的径向内转子永磁体，所述径向定子永磁体与所述径向外转子调磁部件间具有气隙，所述径向外转子调磁部件与所述径向内转子永磁体间具有气隙；还包括在转子两侧增设的轴向激磁机构，提高了转矩的传递力。
文档编号H02N11/00GK102082486SQ20101059617
公开日2011年6月1日 申请日期2010年12月20日 优先权日2010年12月20日
发明者徐国卿, 蹇林旎 申请人:中国科学院深圳先进技术研究院
技术领域：
本发明涉及一种齿轮，特别是一种三边永磁体激磁的磁性齿轮。
背景技术：
齿轮作为一种变速传动装置在工业生产、交通运输、新能源开发等领域有着极为 广泛的应用。现有的机械齿轮箱依靠金属齿的啮合来实现转矩/力的传递。这种黏着机构 无可避免的会带来很多问题，比如1)摩擦损耗；2)机械噪声与振动；3)需要定期维护和 润滑；4)无法实现输入侧与输出侧的物理隔离，等。磁性齿轮利用永磁体的相互作用来实 现无接触的变速传动。因而能克服上述机械齿轮的种种弊端。此外，磁性齿轮还能提供过 载自保护功能。这对涉及到精密贵重仪器的传动系统来说显得尤为重要。现有的磁性齿轮分为磁体直接耦合型和磁场调制型两大类。前者因为在任何瞬间 只有极少部分磁体参与转矩传递，所以可以提供的转矩密度远低于机械齿轮，而后者因为 大大改善了磁体的利用率，所以其转矩密度达到了与机械齿轮相当的程度。考虑到许多应 用场合，如电动汽车、风力发电等，对传动装置的体积和重量有极为苛刻的限制，所以，从进 一步提高转矩密度这个方面考虑，现有磁性齿轮技术还有待于改进和发展。现有技术中的转子和定子的设计方式均采用轴向或径向的充磁。为了增加磁性齿 轮的转矩密度从而提高转矩传递力，单单从周向方向增加磁体厚度来试图加大磁场强度， 一来会增大装置本身周向的体积，影响设备的整体设计，另外，在周向上的增厚来试图加大 磁场强度，会受到磁体本身磁阻的影响，比如，周向磁场强度达到某一极值时，继续增加磁 体厚度，实际对转矩密度和转矩的传递力的增加不会有贡献。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题是提出一种无需加大磁体周向厚度来增加磁性 齿轮转矩传递能力的三边永磁体激磁的磁性齿轮。本发明的一种三边永磁体激磁的磁性齿轮，包括定子机构和与所述定子机构同轴 旋转的转子机构；所述转子机构包括嵌套在一起同轴旋转的内转子和外转子，所述定子机 构包括支撑部件，所述外转子包括外转子支架，所述内转子包括内转子铁心；所述外转子和所述内转子均设于所述定子机构内部，所述支撑部件设有若干个相 邻磁极相反分布的径向充磁的径向定子永磁体，所述外转子支架上设有若干个径向外转子 调磁部件，所述内转子铁心上设有若干个相邻磁极相反分布的轴向充磁的径向内转子永磁 体，所述径向定子永磁体与所述径向外转子调磁部件间具有气隙，所述径向外转子调磁部 件与所述径向内转子永磁体间具有气隙；在转子机构两侧的设有轴向充磁的激磁机构，所 述激磁机构包括设于所述内转子铁心上的若干个相邻磁极相反分布的轴向充磁的轴向内 转子永磁体，设于所述外转子支架上的若干个轴向外转子调磁部件，和设于所述支撑部件 上的若干个相邻磁极相反分布的轴向定子永磁体；其中，所述轴向内转子永磁体，所述轴向 外转子调磁部件和所述轴向定子永磁体间的相对位置关系与所述径向定子永磁体，所述径向外转子调磁部件，和所述径向内转子永磁体间的相对位置关系相对应；或所述定子机构设于所述外转子和所述内转子中间，所述外转子支架上设有若干 个相邻磁极相反分布的径向充磁的径向外转子永磁体，所述支撑部件设有径向定子调磁部 件，所述内转子铁心上设有若干个相邻磁极相反分布的径向充磁的径向内转子永磁体，所 述径向外转子永磁体与径向定子调磁部件间具有气隙，所述径向定子调磁部件与所述径向 内转子永磁体间具有气隙；在转子机构两侧设有轴向充磁的轴向激磁机构，所述轴向激磁 机构包括设于所述内转子铁心上的若干个相邻磁极相反分布的轴向充磁的轴向内转子永 磁体，设于所述支撑部件上的若干个轴向定子调磁部件，和设于所述外转子支架上的若干 个相邻磁极相反分布的轴向外转子永磁体；所述轴向内转子永磁体，所述轴向定子调磁部 件和所述轴向外转子永磁体间的位置关系与所述径向内转子永磁体，所述径向定子调磁部 件，和所述轴向外转子永磁体间的位置关系相对应。上述的磁性齿轮，所述永磁体和所述调磁部件为周向均勻分布；当所述外转子与 所述内转子位于所述定子机构内部时，所述径向定子永磁体的数量为所述径向外转子调磁 部件与所述径向内转子永磁体的数量之和；当所述定子机构位于所述外转子与所述内转子 之间时，所述径向定子调磁部件的数量为所述径向外转子永磁体和所述径向定子永磁体数 量之和.上述的磁性齿轮，当所述外转子与所述内转子位于所述定子机构内部时，所述轴 向定子永磁体的数量为所述轴向外转子调磁部件与所述轴向内转子永磁体的数量之和；当 所述定子机构位于所述外转子与所述内转子之间时，所述轴向定子调磁部件的数量为所述 轴向外转子永磁体和所述轴向定子永磁体数量之和.上述的磁性齿轮，所述支撑部件和所述径向定子永磁体或所述轴向定子永磁体间 设有定子铁心。上述的磁性齿轮，所述径向外转子调磁部件包括若干个调磁铁心块，相邻两个调 磁铁心块间设有环氧树脂块。上述的磁性齿轮，所述外转子包括与所述外转子支架连接的外转子转轴，所述内 转子包括与所述内转子铁心连接的内转子转轴。上述的磁性齿轮，所述定子机构又包括分别将所述支撑部件与所述外转子转轴、 所述内转子转轴连接在一起的轴承机构。上述的磁性齿轮，当所述定子机构位于所述外转子外部时，所述支撑部件为机壳， 且所述机壳、所述外转子支架、所述外转子转轴和所述内转子转轴均采用非导磁材料制成。本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点1.所述外转子和所述内转子均设于所述定子机构内部，所述支撑部件设有若干个 相邻磁极相反分布的径向充磁的径向定子永磁体，所述外转子支架上设有若干个径向外转 子调磁部件，所述内转子铁心上设有若干个相邻磁极相反分布的轴向充磁的径向内转子永 磁体，所述径向定子永磁体与所述径向外转子调磁部件间具有气隙，所述径向外转子调磁 部件与所述径向内转子永磁体间具有气隙；在转子机构两侧的设有轴向充磁的激磁机构， 所述激磁机构包括设于所述内转子铁心上的若干个相邻磁极相反分布的轴向充磁的轴向 内转子永磁体，设于所述外转子支架上的若干个轴向外转子调磁部件，和设于所述支撑部 件上的若干个相邻磁极相反分布的轴向定子永磁体；其中，所述轴向内转子永磁体，所述轴向外转子调磁部件和所述轴向定子永磁体间的相对位置关系与所述径向定子永磁体，所述 径向外转子调磁部件，和所述径向内转子永磁体间的相对位置关系相对应；或所述定子机构设于所述外转子和所述内转子中间，所述外转子支架上设有若干 个相邻磁极相反分布的径向充磁的径向外转子永磁体，所述支撑部件设有径向定子调磁部 件，所述内转子铁心上设有若干个相邻磁极相反分布的径向充磁的径向内转子永磁体，所 述径向外转子永磁体与径向定子调磁部件间具有气隙，所述径向定子调磁部件与所述径向 内转子永磁体间具有气隙；在转子机构两侧设有轴向充磁的轴向激磁机构，所述轴向激磁 机构包括设于所述内转子铁心上的若干个相邻磁极相反分布的轴向充磁的轴向内转子永 磁体，设于所述支撑部件上的若干个轴向定子调磁部件，和设于所述外转子支架上的若干 个相邻磁极相反分布的轴向外转子永磁体；所述轴向内转子永磁体，所述轴向定子调磁部 件和所述轴向外转子永磁体间的位置关系与所述径向内转子永磁体，所述径向定子调磁部 件，和所述轴向外转子永磁体间的位置关系相对应。这种设计可以避免在周向上增强厚度，从而改变齿轮周向厚度，影响设备的整体 设计；而只在轴向上增加轴向充磁的充磁部件，如永磁体和调磁部件来强调磁场密度，从而 增加转矩密度，进而增加转矩转递力。2.所述永磁体和所述调磁部件为周向均勻分布；当所述外转子与所述内转子位 于所述定子机构内部时，所述径向定子永磁体的数量为所述径向外转子调磁部件与所述径 向内转子永磁体的数量之和；当所述定子机构位于所述外转子与所述内转子之间时，所述 径向定子调磁部件的数量为所述径向外转子永磁体和所述径向定子永磁体数量之和；可以 最大化利用设在定子机构的径向(轴向)定子永磁体或设在定子机构上的径向(轴向)调 磁部件为系统提供转矩。3.当所述外转子与所述内转子位于所述定子机构内部时，所述轴向定子永磁体的 数量为所述轴向外转子调磁部件与所述轴向内转子永磁体的数量之和；当所述定子机构位 于所述外转子与所述内转子之间时，所述轴向定子调磁部件的数量为所述轴向外转子永磁 体和所述轴向定子永磁体数量之和.可以最大化利用设在定子机构的轴向(径向)定子永 磁体或设在定子机构上的轴向(径向)调磁部件为系统提供转矩。
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合 附图，对本发明作进一步详细的说明，其中图1为磁性齿轮的周向示意图；图2为图1磁性齿轮A-A向的剖面图；图3为图1磁性齿轮B-B向的剖面图；图4为图1磁性齿轮C-C向的剖面图；图5为图1磁性齿轮D-D向的剖面图1-机壳，2-定子铁心，3-径向定子永磁体，4-径向外转子调磁部件，5-径向内转 子永磁体，6-内转子铁心，7-外转子支架，8-轴向内转子永磁体，9-轴向外转子调磁部件， 10"轴向定子永磁体，11-定子铁心，12-内转子转轴，13-调磁铁心块，14-外转子转轴，15， 16-轴承机构，17-环氧树脂块；
具体实施例方式实施例1如图1所示的三边永磁体激磁的磁性齿轮，包括定子机构和与所述定子机构同轴 旋转的转子机构；所述转子机构包括嵌套在一起同轴旋转的内转子和外转子，所述定子机 构包括支撑部件，本实施例中为为机壳1 ；所述外转子包括外转子支架7，所述内转子包括 内转子铁心6 ；所述外转子和所述内转子均设于所述定子机构内部，所述机壳1设有若干个相邻 磁极相反分布的径向充磁的径向定子永磁体3，所述外转子支架7上设有若干个径向外转 子调磁部件4，所述内转子铁心6上设有若干个相邻磁极相反分布的轴向充磁的径向内转 子永磁体5，所述径向定子永磁体3与所述径向外转子调磁部件4间具有气隙(此处未标 出)，所述径向外转子调磁部件4与所述径向内转子永磁体5间具有气隙；在转子机构两侧 的设有轴向充磁的激磁机构，所述激磁机构包括设于所述内转子铁心上的若干个相邻磁极 相反分布的轴向充磁的轴向内转子永磁体8，设于所述外转子支架7上的若干个轴向外转 子调磁部件9，和设于所述机壳1上的若干个相邻磁极相反分布的轴向定子永磁体10 ；其 中，所述轴向内转子永磁体8，所述轴向外转子调磁部件9和所述轴向定子永磁体10间的相 对位置关系与所述径向定子永磁体3，所述径向外转子调磁部件4，和所述径向内转子永磁 体5间的相对位置关系相对应；如图2、3、4、5所示，所述永磁体和所述调磁部件为周向均勻分布；所述径向定子 永磁体的数量为所述径向外转子调磁部件与所述径向内转子永磁体的数量之和。所述轴向 定子永磁体的数量为所述轴向外转子调磁部件与所述轴向内转子永磁体的数量之和。所述 机壳1和所述径向定子永磁体3和所述轴向定子永磁体10间设有定子铁心2和定子铁心 11。所述径向外转子调磁部件4包括若干个调磁铁心块13，相邻两个调磁铁心块间设有环 氧树脂块17。如图1所示，所述外转子包括与所述外转子支架7连接的外转子转轴14，所述内转 子包括与所述内转子铁心6连接的内转子转轴12。所述定子机构又包括分别将所述机壳1与所述外转子转轴14、所述内转子转轴12 连接在一起的轴承机构16。所述机壳1、所述外转子支架7、所述外转子转轴14和所述内转子转轴均12采用 非导磁材料制成。实施例2本实施例与实施例1的区别仅仅在于所述定子机构设于所述外转子和所述内 转子中间，所述外转子支架上设有若干个相邻磁极相反分布的径向充磁的径向外转子永磁 体，所述支撑部件设有径向定子调磁部件，所述内转子铁心上设有若干个相邻磁极相反分 布的径向充磁的径向内转子永磁体，所述径向外转子永磁体与径向定子调磁部件间具有气 隙，所述径向定子调磁部件与所述径向内转子永磁体间具有气隙；在转子机构两侧设有轴 向充磁的轴向激磁机构，所述轴向激磁机构包括设于所述内转子铁心上的若干个相邻磁极 相反分布的轴向充磁的轴向内转子永磁体，设于所述支撑部件上的若干个轴向定子调磁 部件，和设于所述外转子支架上的若干个相邻磁极相反分布的轴向外转子永磁体；所述轴向内转子永磁体，所述轴向定子调磁部件和所述轴向外转子永磁体间的位置关系与所述 径向内转子永磁体，所述径向定子调磁部件，和所述轴向外转子永磁体间的位置关系相对 应。所述径向定子调磁部件的数量为所述径向外转子永磁体和所述径向定子永磁体数量之 和.所述轴向定子调磁部件的数量为所述轴向外转子永磁体和所述轴向定子永磁体数量 之和. 显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对 于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或 变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或 变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
权利要求
1.一种三边永磁体激磁的磁性齿轮，包括定子机构和与所述定子机构同轴旋转的转子 机构；所述转子机构包括嵌套在一起的同轴旋转的内转子和外转子，所述定子机构包括支 撑部件，所述外转子包括外转子支架，所述内转子包括内转子铁心；其特征在于所述外转子和所述内转子均设于所述定子机构内部，所述支撑部件设有 若干个相邻磁极相反分布的径向充磁的径向定子永磁体，所述外转子支架上设有若干个径 向外转子调磁部件，所述内转子铁心上设有若干个相邻磁极相反分布的轴向充磁的径向内 转子永磁体，所述径向定子永磁体与所述径向外转子调磁部件间具有气隙，所述径向外转 子调磁部件与所述径向内转子永磁体间具有气隙；在转子机构两侧设有轴向充磁的激磁机 构，所述激磁机构包括设于所述内转子铁心上的若干个相邻磁极相反分布的轴向充磁的轴 向内转子永磁体，设于所述外转子支架上的若干个轴向外转子调磁部件，和设于所述支撑 部件上的若干个相邻磁极相反分布的轴向定子永磁体；其中，所述轴向内转子永磁体，所述 轴向外转子调磁部件和所述轴向定子永磁体间的相对位置关系与所述径向定子永磁体，所 述径向外转子调磁部件，和所述径向内转子永磁体间的相对位置关系相对应；或所述定子机构设于所述外转子和所述内转子中间，所述外转子支架上设有若干个相 邻磁极相反分布的径向充磁的径向外转子永磁体，所述支撑部件设有径向定子调磁部件， 所述内转子铁心上设有若干个相邻磁极相反分布的径向充磁的径向内转子永磁体，所述径 向外转子永磁体与径向定子调磁部件间具有气隙，所述径向定子调磁部件与所述径向内转 子永磁体间具有气隙；在转子机构两侧的设有轴向充磁的轴向激磁机构，所述轴向激磁机 构包括设于所述内转子铁心上的若干个相邻磁极相反分布的轴向充磁的轴向内转子永磁 体，设于所述支撑部件上的若干个轴向定子调磁部件，和设于所述外转子支架上的若干个 相邻磁极相反分布的轴向外转子永磁体；所述轴向内转子永磁体，所述轴向定子调磁部件 和所述轴向外转子永磁体间的位置关系与所述径向内转子永磁体，所述径向定子调磁部 件，和所述轴向外转子永磁体间的位置关系相对应。
2.根据权利要求1所述的磁性齿轮，其特征在于所述永磁体和所述调磁部件为周向均勻分布；当所述外转子与所述内转子位于所述定 子机构内部时，所述径向定子永磁体的数量为所述径向外转子调磁部件与所述径向内转子 永磁体的数量之和；当所述定子机构位于所述外转子与所述内转子之间时，所述径向定子 调磁部件的数量为所述径向外转子永磁体和所述径向定子永磁体数量之和.
3.根据权利要求1或2所述的磁性齿轮，其特征在于当所述外转子与所述内转子位于所述定子机构内部时，所述轴向定子永磁体的数量为 所述轴向外转子调磁部件与所述轴向内转子永磁体的数量之和；当所述定子机构位于所述 外转子与所述内转子之间时，所述轴向定子调磁部件的数量为所述轴向外转子永磁体和所 述轴向定子永磁体数量之和.
4.根据权利要求3所述的磁性齿轮，其特征在于所述支撑部件和所述径向定子永磁体或所述轴向定子永磁体间设有定子铁心。
5.根据权利要求4所述的磁性齿轮，其特征在于所述径向外转子调磁部件包括若干 个调磁铁心块，相邻两个调磁铁心块间设有环氧树脂块。
6.根据权利要求5所述的磁性齿轮，其特征在于所述外转子包括与所述外转子支架 连接的外转子转轴，所述内转子包括与所述内转子铁心连接的内转子转轴。
7.根据权利要求6所述的磁性齿轮，其特征在于所述定子机构又包括分别将所述支 撑部件与所述外转子转轴、所述内转子转轴连接在一起的轴承机构。
8.根据权利要求7所述的磁性齿轮，其特征在于当所述定子机构位于所述外转子外 部时，所述支撑部件为机壳，且所述机壳、所述外转子支架、所述外转子转轴和所述内转子 转轴均采用非导磁材料制成。
全文摘要
本发明公开了一种三边永磁体激磁的磁性齿轮，包括定子机构和与所述定子机构同轴旋转的转子机构；所述转子机构内转子和外转子，所述定子机构包括支撑部件，所述外转子包括外转子支架，所述内转子包括内转子铁心；所述外转子和所述内转子均设于所述定子机构内部，所述支撑部件设有若干个相邻磁极相反分布的径向充磁的径向定子永磁体，所述外转子支架上设有若干个径向外转子调磁部件，所述内转子铁心上设有若干个相邻磁极相反分布的轴向充磁的径向内转子永磁体，所述径向定子永磁体与所述径向外转子调磁部件间具有气隙，所述径向外转子调磁部件与所述径向内转子永磁体间具有气隙；还包括在转子两侧增设的轴向激磁机构，提高了转矩的传递力。
文档编号H02N11/00GK102082486SQ20101059617
公开日2011年6月1日 申请日期2010年12月20日 优先权日2010年12月20日
发明者徐国卿, 蹇林旎 申请人:中国科学院深圳先进技术研究院
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