本發(fā)明涉及一種永磁齒輪傳動(dòng)裝置，特別是一種基于與異步電機(jī)鼠籠轉(zhuǎn)子工作原理相似的籠型轉(zhuǎn)子同心式永磁齒輪傳動(dòng)裝置。

背景技術(shù)：

同心式永磁齒輪是應(yīng)用磁場耦合力傳遞轉(zhuǎn)矩的一種新型永磁齒輪傳動(dòng)裝置，具有永磁體利用率高、轉(zhuǎn)矩密度大，并可有效降低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)等特性。為此，申請人開發(fā)了一系列基于永磁齒輪的傳動(dòng)裝置，如中國專利201520343777.8公開的《一種永磁異步調(diào)速裝置》和中國專利ZL 2015 2 0465208.0公開的《一種永磁齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)》，還有申請人已經(jīng)申請的《同心式永磁齒輪級(jí)聯(lián)傳動(dòng)裝置》和《同心式永磁齒輪調(diào)磁環(huán)裝置及其制造方法》。

現(xiàn)有的同心式永磁齒輪傳動(dòng)裝置一般包括三層同心轉(zhuǎn)子和二層氣隙，其中三層同心轉(zhuǎn)子為：外轉(zhuǎn)子(一般永磁體極對數(shù)較多，為低速轉(zhuǎn)子)；調(diào)磁環(huán)(由磁導(dǎo)率很大的鐵磁性調(diào)磁極塊和磁導(dǎo)率近似真空的支撐塊組成)；內(nèi)轉(zhuǎn)子(一般永磁體極對數(shù)較少，為高速轉(zhuǎn)子)；二層氣隙為：低速轉(zhuǎn)子與調(diào)磁環(huán)之間的氣隙；調(diào)磁環(huán)與高速轉(zhuǎn)子之間氣隙。

同心式永磁齒輪傳動(dòng)裝置的工作機(jī)理為：低速轉(zhuǎn)子與高速轉(zhuǎn)子上的永磁體通過調(diào)磁環(huán)調(diào)制后形成能相互匹配的諧波，并以此來傳遞動(dòng)力。但低速轉(zhuǎn)子與高速轉(zhuǎn)子經(jīng)調(diào)磁環(huán)調(diào)制后，形成的磁場轉(zhuǎn)速不具備轉(zhuǎn)差特性，因此啟動(dòng)較為困難。另外，同心式永磁齒輪的低速轉(zhuǎn)子與高速轉(zhuǎn)子上的永磁體均為磁能積非常大的稀土永磁，而夾在中間的調(diào)磁環(huán)為鐵磁性物質(zhì)，因此裝配難度較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明要設(shè)計(jì)一種啟動(dòng)較為容易且裝配難度較小的基于籠型轉(zhuǎn)子的同心式永磁齒輪傳動(dòng)裝置。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

基于籠型轉(zhuǎn)子的同心式永磁齒輪傳動(dòng)裝置，包括定子總成、調(diào)磁環(huán)總成、轉(zhuǎn)子總成和機(jī)殼總成；所述的定子總成包括定子鐵心和永磁體；所述的定子鐵心與機(jī)殼總成中的外殼采用過盈配合方式固定；所述的轉(zhuǎn)子總成中的轉(zhuǎn)子采用異步電機(jī)的鼠籠結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子，即鼠籠轉(zhuǎn)子；所述的定子總成、調(diào)磁環(huán)總成和轉(zhuǎn)子總成由外而內(nèi)同軸安裝在機(jī)殼總成內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述的定子鐵心和永磁體的結(jié)構(gòu)形狀分別與永磁異步調(diào)速裝置的永磁體套筒和永磁體的結(jié)構(gòu)形狀相同；所述的永磁體在定子鐵心內(nèi)的安裝形式與永磁異步調(diào)速裝置的永磁體在永磁體套筒內(nèi)的安裝形式相同。

進(jìn)一步地，所述的調(diào)磁環(huán)總成、轉(zhuǎn)子總成和機(jī)殼總成分別與永磁齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的調(diào)磁環(huán)總成、轉(zhuǎn)子總成和機(jī)殼總成相同；所述的轉(zhuǎn)子總成中的鼠籠轉(zhuǎn)子與異步電機(jī)鼠籠轉(zhuǎn)子相同，其鐵心的軸心處開有內(nèi)孔，內(nèi)孔表面沿軸線方向開有通風(fēng)用的半圓孔，通過鍵聯(lián)接或過盈聯(lián)接方式套裝在后伸出軸上。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯而易見的突出實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)及顯著優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明采用異步電機(jī)的鼠籠轉(zhuǎn)子代替同心式永磁齒輪的轉(zhuǎn)子，不僅能節(jié)省同心式永磁齒輪的內(nèi)轉(zhuǎn)子上的永磁體，而且由于省去了一層永磁體，既節(jié)約了成本，裝配也更為方便。

2、本發(fā)明工作時(shí)，定子總成上的永磁體所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場經(jīng)調(diào)磁環(huán)調(diào)制后，在鼠籠轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生感應(yīng)電勢及感應(yīng)電流，并進(jìn)而產(chǎn)生感應(yīng)磁場，因此在相同傳動(dòng)比下具有與異步電機(jī)相同的轉(zhuǎn)差特性、啟動(dòng)特性及運(yùn)行特性，即啟動(dòng)特性好，輸出的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩平滑。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1的A-A剖視圖。

圖中：1、機(jī)殼總成，2、定子總成，3、調(diào)磁環(huán)總成，4、轉(zhuǎn)子總成，5、前伸出軸，6、后伸出軸。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步地說明。如圖1-2所示，基于籠型轉(zhuǎn)子的同心式永磁齒輪傳動(dòng)裝置，包括定子總成2、調(diào)磁環(huán)總成3、轉(zhuǎn)子總成4和機(jī)殼總成1；所述的定子總成2包括定子鐵心和永磁體；所述的定子鐵心與機(jī)殼總成1中的外殼采用過盈配合方式固定；所述的轉(zhuǎn)子總成4中的轉(zhuǎn)子采用異步電機(jī)的鼠籠結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子，即鼠籠轉(zhuǎn)子；所述的定子總成2、調(diào)磁環(huán)總成3和轉(zhuǎn)子總成4由外而內(nèi)同軸安裝在機(jī)殼總成1內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述的定子鐵心和永磁體的結(jié)構(gòu)形狀分別與永磁異步調(diào)速裝置的永磁體套筒和永磁體的結(jié)構(gòu)形狀相同；所述的永磁體在定子鐵心內(nèi)的安裝形式與永磁異步調(diào)速裝置的永磁體在永磁體套筒內(nèi)的安裝形式相同。永磁異步調(diào)速裝置的結(jié)構(gòu)詳見中國專利201520343777.8公開的《一種永磁異步調(diào)速裝置》

進(jìn)一步地，所述的調(diào)磁環(huán)總成3、轉(zhuǎn)子總成4和機(jī)殼總成1分別與永磁齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的調(diào)磁環(huán)總成3、轉(zhuǎn)子總成4和機(jī)殼總成1相同；所述的轉(zhuǎn)子總成4中的鼠籠轉(zhuǎn)子與異步電機(jī)鼠籠轉(zhuǎn)子相同，其鐵心的軸心處開有內(nèi)孔，內(nèi)孔表面沿軸線方向開有通風(fēng)用的半圓孔，通過鍵聯(lián)接或過盈聯(lián)接方式套裝在后伸出軸6上。永磁齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)詳見中國專利ZL 2015 2 0465208.0了申請人的《一種永磁齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)》

本發(fā)明的運(yùn)行原理如下：本發(fā)明的前伸出軸5及后伸出軸6既可做輸入軸，也可做輸出軸；當(dāng)前伸出軸5做輸入軸時(shí)，與電動(dòng)機(jī)相聯(lián)，后伸出軸6與負(fù)載相聯(lián)；反之，當(dāng)前伸出軸5做輸出軸時(shí)，前伸出軸5與負(fù)載相聯(lián)，而后伸出軸6與電動(dòng)機(jī)相聯(lián)。

本發(fā)明以前伸出軸5與電動(dòng)機(jī)相聯(lián)即做輸入軸時(shí)為例，說明其工作原理：設(shè)定子總成2中的永磁體的磁極對數(shù)為p_l，調(diào)磁環(huán)總成3中的調(diào)磁極塊的數(shù)量為N_m，當(dāng)其工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)軸帶動(dòng)前伸出軸5同步旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)調(diào)磁環(huán)總成3中的調(diào)磁極塊也以相同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，此時(shí)永磁體所產(chǎn)生的磁場經(jīng)調(diào)磁極塊調(diào)制后，在鼠籠轉(zhuǎn)子處形成磁極對數(shù)為N_m-P_l的旋轉(zhuǎn)磁場，該磁場被鼠籠轉(zhuǎn)子中的籠條不斷切割并產(chǎn)生感應(yīng)電勢及感應(yīng)電流，從而形成了磁極對數(shù)為N_m-P_l的感應(yīng)磁場，該感應(yīng)磁場與永磁體經(jīng)調(diào)磁極塊調(diào)制后所形成的磁場磁極對數(shù)相同，并在靠近鼠籠轉(zhuǎn)子外表面的氣隙處相互耦合，以完成轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的傳遞。

由于鼠籠轉(zhuǎn)子中的籠條需要不斷地切割磁感線，才能形成感生電流及感生磁場，因此轉(zhuǎn)子總成4的輸出轉(zhuǎn)速總是略低于前伸出軸5按傳動(dòng)比推導(dǎo)后的理論輸出轉(zhuǎn)速，即本發(fā)明的同心式永磁齒輪傳動(dòng)裝置具有與異步電機(jī)相同的轉(zhuǎn)差特性，因此啟動(dòng)特性好，所輸出的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩平滑。

本發(fā)明不局限于本實(shí)施例，任何在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)的等同構(gòu)思或者改變，均列為本發(fā)明的保護(hù)范圍。