磁阻—永磁磁性齿轮的研究

发布时间：2021-03-06 08:06

　　齿轮传动在现代动力传动系统中占据相当重要的地位,但是现有的齿轮绝大多数都是依靠直接接触啮合进行能量传输的机械齿轮,这种齿轮具有噪音、润滑、震动等不可避免的缺陷,尤其是在大变比场合还需要多级变速,这就使得机械齿轮的缺陷更明显。因此本文根据磁阻电机原理提出了一种新颖的非接触大变比磁性齿轮拓扑结构。该新型结构设计思路新颖、原理简单易懂。通过一个传动比为1：25的实例论述其工作原理。在论述磁阻—永磁式磁性齿轮工作原理的基础上运用有限元分析软件ANSYS对该永磁齿轮进行二维有限元静态和动态仿真,根据仿真后永磁齿轮的磁力线分布情况,转矩变化特点提出转矩星理论。该理论经过进一步的完善可以应用于磁阻电机等电力拖动装置中。另外,本文通过改变磁阻式永磁齿轮的各项参数进行ANSYS仿真实验,绘制各个参数与最大转矩的关系曲线,在考虑实际工程加工水平的前提下对磁性齿轮进行结构优化,并通过仿真实验对其进一步验证。最后,本文在总结以往磁阻式永磁齿轮的设计经验的基础上提出了另外两种改良创新结构,并提出下一步需要研究的工作。本文是首次对该磁阻式永磁齿轮进行比较完整的系统分析的,对其以后的设计和制造具有很大的指导意义。 

【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 永磁齿轮的特点及其应用
    1.3 永磁齿轮的发展状况
        1.3.1 传统结构磁性齿轮的研究状况
        1.3.2 新型磁性齿轮的研究状况
        1.3.3 磁阻式永磁齿轮的研究状况
    1.4 本章小节
第2章 磁阻式永磁齿轮的结构设计和工作原理
    2.1 永磁材料的特性及其应用
        2.1.1 永磁材料性能的主要参数
        2.1.2 永磁材料的主要种类
    2.2 磁阻式磁性齿轮相关理论基础
        2.2.1 磁场基本知识
        2.2.2 磁路及其定律
        2.2.3 磁力机械的传动力计算
        2.2.4 磁阻电机的基本原理
    2.3 磁阻式磁性齿轮的结构设计
    2.4 磁阻式磁性齿轮的工作原理
    2.5 磁阻式磁性齿轮的磁场计算
        2.5.1 有限元法
        2.5.2 有限元法计算永磁齿轮转矩
    2.6 本章小结
第3章 磁阻式永磁齿轮二维有限元分析
    3.1 ANSYS软件的基本特点
    3.2 ANSYS的仿真过程
        3.2.1 磁阻式永磁齿轮的ANSYS前处理
        3.2.2 磁阻式永磁齿轮的分析计算求解
    3.3 转矩星理论
        3.3.1 转矩星理论的依据
        3.3.2 转矩星理论的提出
    3.4 齿轮的静态磁场分布
    3.5 齿轮的稳态磁场分布
    3.6 本章小结
第4章 磁阻式永磁齿轮参数的优化以及设计的改进
    4.1 永磁齿轮设计参数和最大转矩的关系
        4.1.1 气隙宽度对转矩的影响
        4.1.2 永磁体高度对最大转矩的影响
        4.1.3 齿轮槽的深度对最大转矩的影响
        4.1.4 永磁齿轮参数的优化小结
    4.2 永磁齿轮的改进型设计
        4.2.1 原磁阻式磁性齿轮的改进设计
        4.2.2 内转子多磁极的磁阻式永磁齿轮
    4.3 本章小结
第5章 磁阻式永磁齿轮的应用前景和展望
    5.1 磁阻式齿轮的进一步研究工作
    5.2 磁阻式永磁齿轮的优点和应用前景
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间申请的专利


【参考文献】：
期刊论文
[1]永磁电机有限元时步法的研究与应用[J]. 龚宇,崔巍,施进浩,江建中.  微特电机. 2005(10)
[2]直线同步永磁电励混合式电动机的研究[J]. 卢琴芬,叶云岳.  电气技术. 2005(07)
[3]一种开关磁阻电机驱动系统[J]. 边春元,满永奎,顾树生.  东北大学学报. 2001(06)
[4]永磁齿轮传动力矩三维分析与计算[J]. 赵韩,杨志轶.  农业机械学报. 2001(06)
[5]永磁电机中永磁体数学模型的分析[J]. 刘瑞芳,胡敏强,严登俊.  微电机(伺服技术). 2001(01)
[6]磁场积分法在稀土永磁齿轮传动机构场分析中的应用[J]. 赵韩,陶骏,田杰,杜世俊.  机械工程学报. 2000(08)
[7]用有限元法设计稀土永磁齿轮传动[J]. 赵韩,田杰.  机械科学与技术. 2000(02)
[8]电驱动系统及其相关技术发展展望随笔[J]. 程树康.  微特电机. 1999(01)
[9]稀土永磁钕铁硼（NdFeB）磁性齿轮[J]. 王群京,赵韩.  机械制造. 1998(05)
[10]开关磁阻电机及其发展[J]. 吴建华,詹琼华,林金铭.  电工技术杂志. 1992(02)

博士论文
[1]基于电磁场数值计算的永磁电机性能分析方法研究[D]. 刘瑞芳.东南大学 2002



本文编号：3066733