本發(fā)明涉及的是永磁電機領(lǐng)域，具體是一種削弱電機轉(zhuǎn)矩脈動的機構(gòu)。

背景技術(shù)：

電機實質(zhì)上是一種將能量在電能與機械能之間進行轉(zhuǎn)換的電磁裝置，而這個能量轉(zhuǎn)換的過程所必須的基礎(chǔ)就是氣隙磁場。為電機提供氣隙磁場的方法有兩種：一種方法是將電流通入專門的勵磁繞組，由勵磁電流建立磁場，即電勵磁電機。電勵磁電機需要勵磁系統(tǒng)和勵磁電流。另一種方法則不通過外電路提供激勵，而是通過固定在轉(zhuǎn)子上的永磁體來產(chǎn)生磁場，因此不需要滑環(huán)電刷。這種電機即永磁電機。

相比傳統(tǒng)電勵磁電機，永磁電機不需要勵磁繞組與勵磁電源，可提高電機功率因數(shù)，簡化電機結(jié)構(gòu)。由于穩(wěn)定運行時不存在轉(zhuǎn)子銅耗，且免去了勵磁裝置的維修，因此永磁電機具有降低損耗提高效率、冷卻更加簡單、運行更可靠等優(yōu)勢。正是基于以上優(yōu)點，永磁電機的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，幾乎遍及航空航天、國防、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活的各個領(lǐng)域。而隨著現(xiàn)代控制技術(shù)的發(fā)展，永磁材料性能的提高、價格的降低以及加工工藝的完善。永磁電機的種類與應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴大。

而在眾多應(yīng)用場合中，有很多場合需要電機具有較小的轉(zhuǎn)矩脈動，降低振動與噪聲。轉(zhuǎn)矩脈動是永磁電機的一個固有缺陷。當轉(zhuǎn)矩脈動頻率與電機定子或者轉(zhuǎn)子的共振頻率一致時，會放大電機中的振動和噪聲。另外，在電動機中轉(zhuǎn)矩脈動這一問題會限制電機在高精度系統(tǒng)中的應(yīng)用。因此，轉(zhuǎn)矩脈動是衡量電機性能的一個重要指標。如何削弱甚至消除轉(zhuǎn)矩脈動有著十分重要的意義。

轉(zhuǎn)矩脈動受到電機結(jié)構(gòu)參數(shù)和控制策略影響。電機結(jié)構(gòu)參數(shù)引起轉(zhuǎn)矩脈動的因素主要有電磁因素的影響、齒槽結(jié)構(gòu)的影響、電流換相的影響、電樞反應(yīng)的影響以及機械工藝的影響等。

目前，已經(jīng)有許多削弱轉(zhuǎn)矩脈動的方法，例如：定子斜槽、轉(zhuǎn)子斜極、優(yōu)化磁極形狀、采用分段磁極、極槽配合以及優(yōu)化控制策略等方法。這些方法能夠削弱一部分轉(zhuǎn)矩脈動，但是并不能徹底解決轉(zhuǎn)矩脈動問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種削弱永磁電機轉(zhuǎn)矩脈動的機構(gòu)，削弱永磁電機的轉(zhuǎn)矩脈動。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種削弱永磁電機轉(zhuǎn)矩脈動的機構(gòu)，包括定子、轉(zhuǎn)子和設(shè)置于轉(zhuǎn)子端部的傳動機構(gòu)，傳動機構(gòu)包括內(nèi)齒輪、支撐軸和設(shè)置于支撐軸上并與內(nèi)齒輪嚙合的傳動齒輪，傳動齒輪與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動連接，支撐軸設(shè)置于轉(zhuǎn)子上并與轉(zhuǎn)子的軸線平行，內(nèi)齒輪固定設(shè)置于定子或電機殼體上，且內(nèi)齒輪與定子同軸設(shè)置。

優(yōu)選的，傳動機構(gòu)包括多個傳動齒輪，且傳動齒輪與支撐軸一一對應(yīng)，在沿轉(zhuǎn)子周向的方向上，相鄰支撐軸的外側(cè)端之間設(shè)有金屬連接板。

優(yōu)選的，轉(zhuǎn)子端部設(shè)有多組相互獨立的傳動機構(gòu)。

優(yōu)選的，轉(zhuǎn)子兩端均設(shè)有傳動機構(gòu)。

優(yōu)選的，支撐軸設(shè)置于轉(zhuǎn)子的減重孔內(nèi)，支撐軸的長度大于轉(zhuǎn)子的長度。

優(yōu)選的，支撐軸為金屬棒。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，具有較強的推廣價值，本發(fā)明利用傳動齒輪旋轉(zhuǎn)的速度替代轉(zhuǎn)動慣量大的機構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能夠替代傳統(tǒng)大飛輪，能夠使得電機輸出轉(zhuǎn)矩更加穩(wěn)定，降低了電機運行時的振動與噪聲，擴大了電機的應(yīng)用領(lǐng)域。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例1結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例2結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例3結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例4結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種削弱永磁電機轉(zhuǎn)矩脈動的機構(gòu)，包括定子1、轉(zhuǎn)子2和設(shè)置于轉(zhuǎn)子2端部的傳動機構(gòu)，傳動機構(gòu)包括內(nèi)齒輪3、支撐軸4和設(shè)置于支撐軸4上并與內(nèi)齒輪3嚙合的傳動齒輪5，支撐軸4內(nèi)側(cè)端與轉(zhuǎn)子2端部連接且支撐軸4與轉(zhuǎn)子2的軸線平行，內(nèi)齒輪3固定設(shè)于定子1或電機殼體8上，且內(nèi)齒輪3與定子1同軸設(shè)置。

優(yōu)選的，傳動機構(gòu)包括多個傳動齒輪5，且傳動齒輪5與支撐軸4一一對應(yīng)，在沿轉(zhuǎn)子2周向的方向上，相鄰支撐軸4的外側(cè)端之間設(shè)有金屬連接板6，防止支撐軸4發(fā)生偏移和扭曲。

優(yōu)選的，轉(zhuǎn)子2端部設(shè)有多組相互獨立的傳動機構(gòu)，每組傳動機構(gòu)的傳動齒輪5在同一豎直平面內(nèi)，各組的傳動齒輪5實現(xiàn)多層分布，相互之間不影響。

實施例1

如圖2所示，內(nèi)齒輪3固定設(shè)于定子1上，傳動齒輪5通過軸承與支撐軸4連接，支撐軸4通過焊接或其他固定方式與轉(zhuǎn)子2連接，轉(zhuǎn)子2一端設(shè)有傳動機構(gòu)，當電機工作時，傳動齒輪5隨轉(zhuǎn)子2的轉(zhuǎn)動而運動，同時由于傳動齒輪5與固定在定子1上的內(nèi)齒輪3嚙合，傳動齒輪5本身還繞支撐軸4高速自轉(zhuǎn)，當轉(zhuǎn)子2旋轉(zhuǎn)一周，傳動齒輪5本身自轉(zhuǎn)多個周期，具體周期數(shù)與傳動齒輪5和內(nèi)齒輪3的齒比有關(guān)。

當電機輸出轉(zhuǎn)矩脈動平穩(wěn)時，傳動齒輪5隨轉(zhuǎn)子2運動，同時自身高速自轉(zhuǎn)；當電機轉(zhuǎn)矩出現(xiàn)脈動后，傳動齒輪5由于自身慣性作用仍然繼續(xù)維持原速度發(fā)生高速自轉(zhuǎn)。在內(nèi)齒輪3的作用下，能夠阻礙轉(zhuǎn)子2脈動，削弱轉(zhuǎn)矩脈動的幅值，降低電機運行振動和噪聲，維持轉(zhuǎn)子平穩(wěn)轉(zhuǎn)矩輸出。

實施例2

如圖3所示，內(nèi)齒輪3固定設(shè)于定子1上，轉(zhuǎn)子2兩端均設(shè)有傳動機構(gòu)，其工作過程參照實施例1，轉(zhuǎn)子2兩端的傳動機構(gòu)可使產(chǎn)生的更大的轉(zhuǎn)動慣量，能進一步削弱轉(zhuǎn)矩脈動的幅值，降低電機運行振動和噪聲，維持轉(zhuǎn)子平穩(wěn)轉(zhuǎn)矩輸出。

實施例3

如圖4所示，內(nèi)齒輪3固定設(shè)于定子1上，為提高永磁電機動態(tài)響應(yīng)速度，通常會在轉(zhuǎn)子2鐵心上設(shè)計若干減重孔7，此為現(xiàn)有技術(shù)，優(yōu)選的，支撐軸4為金屬棒，或者選擇其他剛性強且不導(dǎo)磁的材料，不影響電機的正常工作，支撐軸4設(shè)置于轉(zhuǎn)子2的減重孔7內(nèi)，支撐軸4的長度大于轉(zhuǎn)子2的長度，從而增加了傳動機構(gòu)的轉(zhuǎn)動慣量，傳動齒輪5與支撐軸4固定連接，支撐軸4通過軸承轉(zhuǎn)動設(shè)置于減重孔7內(nèi)，支撐軸4可在減重孔7內(nèi)轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)傳動齒輪5與轉(zhuǎn)子2的轉(zhuǎn)動連接，其工作過程參照實施例1。

實施例4

如圖5所示，內(nèi)齒輪3固定設(shè)于電機殼體8上，不會阻擋定子槽，可以為定子1繞組端部預(yù)留空間，進而使電機維持較高的槽滿率，其工作過程參照實施例1。

以上實施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：依然可以對本發(fā)明進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種削弱永磁電機轉(zhuǎn)矩脈動的機構(gòu)，包括定子、轉(zhuǎn)子和設(shè)置于轉(zhuǎn)子端部的傳動機構(gòu)，傳動機構(gòu)包括內(nèi)齒輪、支撐軸和設(shè)置于支撐軸上并與內(nèi)齒輪嚙合的傳動齒輪，傳動齒輪與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動連接，支撐軸設(shè)置于轉(zhuǎn)子上并與轉(zhuǎn)子的軸線平行，內(nèi)齒輪固定設(shè)置于定子或電機殼體上，且內(nèi)齒輪與定子同軸設(shè)置。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，能夠使得電機輸出轉(zhuǎn)矩更加穩(wěn)定。

技術(shù)研發(fā)人員：邱洪波;于雯斐;王延峰;楊存祥;伊然;王明杰;李偉力;張志艷;武潔;時長敏
受保護的技術(shù)使用者：鄭州輕工業(yè)學院
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.04
技術(shù)公布日：2017.07.11