[发明专利]一种转速可调差动式双调制同轴磁性齿轮传动装置

说明书

本发明公开了一种转速可调差动式双调制同轴磁性齿轮传动装置，包括由内至外同轴依次布置的永磁内转子、调磁转子、永磁外转子和辅助调磁环。辅助调磁环固定与机架，永磁外转子作为低速转子与风机叶片相连，永磁内转子作为输出与发电机相连，调磁转子通过套轴与伺服电机相连接，三转子构成差动式传动结构。本发明能够在外界风速不断变化的条件下，即永磁外转子的输入转速不断变化的情况下，通过伺服电机调节调磁转子的转速，使永磁内转子的输出转速趋于稳定，从而提高电机发电的稳定性。该传动装置同时也具备磁齿轮传动的优点，运行时具有更小的噪声和振动，且具有过载保护的特性。

技术领域

本发明涉及电机技术领域，特别是涉及一种转速可调差动式双调制同轴磁性齿轮传动装置。

背景技术

同心式磁性齿轮一般由内转子、外转子和调磁环三部分构成，和传统齿轮传动方式不同，磁性齿轮通常不具有传统齿轮的齿型，是通过永磁体间的磁力耦合来传递动力的。磁性齿轮在运行时，调磁环对内、外转子永磁体产生的磁场进行调制，使内、外转子能够以不同的速率进行稳定的转矩传递，达到变速传动的目的。

随着永磁材料的不断更迭，磁性齿轮的转矩密度也在不断提高，已逐渐能和传统机械齿轮的转矩密度相媲美。由于其传动方式为非接触式传动，从而有效的减少了运行过程中产生的机械噪声和振动，提高了转矩传递效率。当施加的负载严重过载时，传统齿轮通常会出现断齿等不可逆的情况，而磁性齿轮自身具有过载保护能力。如果对其施加过载扭矩，磁性齿轮能够通过无接触滑动防止过载，当过载扭矩消失后轮齿重新啮合并能正常运作。

然而在风力发电机的应用环境中，现有的磁性齿轮在随机风速下，存在发电稳定性较差的问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种转速可调差动式双调制同轴磁性齿轮传动装置，以解决现有的磁性齿轮在随机风速下，存在发电稳定性较差的问题。

一种转速可调差动式双调制同轴磁性齿轮传动装置，包括由内至外同轴依次布置的永磁内转子、调磁转子、永磁外转子和辅助调磁环，永磁外转子通过外转子固定盘与输入轴相连，永磁内转子与输出轴相连，永磁内转子的转速大于永磁外转子的转速，调磁转子作为输出调速装置通过调磁转子固定盘与套轴相连，输入轴与风机叶片相连接，输出轴与发电机相连接，套轴与伺服电机相连接，所述转速可调差动式双调制同轴磁性齿轮传动装置满足以下条件式：

Q₃＝P₁+P₂；

P₁·ω₁+P₂·ω₂-Q₃·ω₃＝0；

其中，P₁为永磁外转子的极对数，ω₁为输入转速，P₂为永磁内转子的极对数，ω₂为输出转速，Q₃为调磁转子的调磁块的个数，ω₃为调磁转子的转速。

根据本发明提出的转速可调差动式双调制同轴磁性齿轮传动装置，在外界风速不断变化的条件下，即永磁外转子的输入转速不断变化的情况下，通过伺服电机调节调磁转子的转速，使永磁内转子的输出转速趋于稳定，从而提高电机发电的稳定性。此外，该传动装置同时也具备磁齿轮传动的优点，运行时具有更小的噪声和振动，且具有过载保护的特性。

另外，根据本发明提供的转速可调差动式双调制同轴磁性齿轮传动装置，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，永磁内转子中的永磁体采用表贴式固定于铁轭上，永磁内转子中的永磁体的充磁方向为径向且相邻永磁体充磁方向相反。

进一步地，永磁外转子中的永磁体采用内嵌辐条式结构，永磁外转子中的永磁体的充磁方向沿圆周切向且相邻永磁体充磁方向相反。