轴向磁场调制式磁性齿轮的研究

发布时间：2017-08-25 00:20

  本文关键词：轴向磁场调制式磁性齿轮的研究

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【摘要】：与传统机械齿轮的传动方式相比,基于磁场运行的磁性齿轮传动是一种无机械接触的传动方式,它可以克服机械齿轮传动中一些不可避免的诸如摩擦损耗、振动、噪音等问题,而且磁性齿轮具有过载保护的功能。结合磁场调制式磁性齿轮的传统结构,本文设计出了一种新型的轴向磁场调制式磁性齿轮(Axial-Field Flux Modulated Magnetic Gear,简称AF-FMMG),进而对AF-FMMG的参数和特性进行了分析研究。首先,分析了磁场调制式磁性齿轮的基本结构和工作原理。继而阐述了计算磁性齿轮转矩的方法,即有限元法。本文选择有限元法作为轴向磁场调制式磁性齿轮的设计方法,并概括介绍了电磁场分析软件JMAG。其次,设计出一种结构简单的轴向磁场调制式磁性齿轮,分析轴向磁场调制式磁性齿轮中结构参数对其齿轮性能的影响,通过电磁场分析软件JMAG进行有限元仿真分析,选取其中最优的优化结果,确定轴向磁场调制式磁性齿轮最终的结构参数。再次,基于上述对轴向磁场调制式磁性齿轮的优化,在电磁场分析软件JMAG中建立该磁性齿轮的三维有限元模型,对轴向磁场调制式磁性齿轮进行磁场分析,并对其静态转矩和稳态转矩进行了分析研究。最后,本文在所设计的轴向磁场调制式磁性齿轮的基础上,基于降低永磁体用量和提高永磁体利用率的目的设计出了三种改进型磁性齿轮,将四种磁性齿轮的转矩特性进行比较,并提出下一步需要进行的研究工作。
【关键词】：轴向磁场调制式磁性齿轮 有限元 转矩特性 优化
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 课题研究的意义和目的9-10
• 1.2 磁性齿轮的发展现状10-16
• 1.2.1 传统式磁性齿轮10-13
• 1.2.2 磁场调制式磁性齿轮13-16
• 1.3 磁性齿轮的应用16-17
• 1.4 本文的主要内容17-19
• 第二章 磁场调制式磁性齿轮的基本原理19-29
• 2.1 磁场调制式磁性齿轮的工作原理19-23
• 2.1.1 磁场调制式磁性齿轮的基本结构19-21
• 2.1.2 磁场调制式磁性齿轮的基本原理21-23
• 2.2 磁场调制式磁性齿轮的有限元法23-27
• 2.2.1 有限元法的介绍23-24
• 2.2.2 电磁场分析软件JMAG的介绍24-27
• 2.3 本章小结27-29
• 第三章 轴向磁场调制式磁性齿轮的结构设计与参数优化29-45
• 3.1 轴向磁场调制式磁性齿轮的结构29-30
• 3.2 轴向磁场调制式磁性齿轮永磁体材料的选择30-31
• 3.3 轴向磁场调制式磁性齿轮的参数优化31-44
• 3.3.1 内、外转子永磁体的优化32-33
• 3.3.2 调磁环的优化33-35
• 3.3.3 轴向磁场调制式磁性齿轮的综合优化35-44
• 3.4 本章小结44-45
• 第四章 轴向磁场调制式磁性齿轮的建模和有限元分析45-61
• 4.1 轴向磁场调制式磁性齿轮的最终结构45-46
• 4.2 轴向磁场调制式磁性齿轮的三维模型搭建46-49
• 4.3 轴向磁场调制式磁性齿轮永磁体气隙磁场分析49-55
• 4.3.1 内转子永磁体磁场分析49-51
• 4.3.2 外转子永磁体磁场分析51-52
• 4.3.3 内外转子永磁体磁场分析52-55
• 4.4 轴向磁场调制式磁性齿轮转矩分析55-58
• 4.4.1 轴向磁场调制式磁性齿轮静态转矩有限元分析55-57
• 4.4.2 轴向磁场调制式磁性齿轮稳态转矩有限元分析57-58
• 4.5 本章小结58-61
• 第五章 轴向磁场调制式磁性齿轮改进型的设计61-67
• 5.1 轴向磁场调制式磁性齿轮的改进型结构61-64
• 5.1.1 轴向磁场调制式磁性齿轮改进的原因61
• 5.1.2 轴向磁场调制式磁性齿轮的改进型结构61-64
• 5.2 改进型磁性齿轮的比较64-66
• 5.3 本章小结66-67
• 第六章 总结与展望67-69
• 6.1 总结67-68
• 6.2 展望68-69
• 参考文献69-73
• 致谢73-74
• 攻读硕士研究生期间的学术成果74

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本文编号：733974