[发明专利]面向非均匀气隙磁性齿轮的工作性能分析方法

权利要求书

1.一种面向非均匀气隙同轴磁性齿轮的工作性能分析方法，其特征在于，所述同轴磁性齿轮的理想内、外气隙截面形状为厚度0.5mm的圆环，定义气隙不均匀度为内、外气隙厚度偏离0.5mm的百分比程度；所述方法包括以下步骤：

S1，同轴磁性齿轮非均匀气隙的磁场分布情况分析：对比理想气隙磁场和非均匀气隙磁场的谐波幅值，得到同轴磁性齿轮内、外气隙径向磁感应强度在外气隙不均匀度为10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％和内、外气隙不均匀度为10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％的不同情况下的主要谐波次数；

S2，峰值转矩分析：将同轴磁性齿轮的外转子固定，以给定微小角度转动内转子，基于有限元仿真平台得到同轴磁性齿轮在气隙分布均匀、外气隙不均匀度为10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％和内、外气隙不均匀度为10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％的不同情况下的静态转矩特性曲线，分析气隙不均匀度对同轴磁性齿轮的峰值转矩的影响；

S3，脉动转矩分析：在同轴磁性齿轮稳定工作状态下，测量和分析外气隙不均匀度为10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％和内、外气隙不均匀度为10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％的不同情况下，内、外转子的脉动转矩幅值随气隙非均匀度的变化情况；

S4，起动响应时间分析：测量同轴磁性齿轮内转子以额定角加速度起动时外转子上的转速和转矩变化情况，得到同轴磁性齿轮在不考虑非均匀气隙时的起动响应时间；调整至外气隙不均匀度为10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％和内、外气隙不均匀度为10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％的不同情况，得到起动响应时间与不同气隙非均匀度的关系曲线；

S5，损耗特性分析：将同轴磁性齿轮分为内转子导磁环、外转子导磁环、内转子永磁体、外转子永磁体和调磁定子五个部件，分析外气隙不均匀度为10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％和内、外气隙不均匀度为10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％的不同情况下铁心铁耗的变化情况。

2.根据权利要求1所述的一种面向非均匀气隙同轴磁性齿轮的工作性能分析方法，其特征在于，所述步骤S5包括以下子步骤：

(1)测量同轴磁性齿轮外转子从低速逐步加载到额定工作转速6200rpm的过程中各部件的铁耗变化，制作曲线图得到磁性齿轮各部件铁耗变化情况；

(2)在外转子铁心处安置观测点，设置同轴磁性齿轮处于额定转速工作状态，内、外转子的转速分别为4500rpm和-6200rpm，并引入非均匀气隙，测量外转子铁心观测点上的磁密波形；

(3)设置同轴磁性齿轮处于额定工作转速，测量各部件在外气隙不均匀度为10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％和内、外气隙不均匀度为10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％情况下铁耗的变化情况，制作铁耗随气隙不均匀度的变化曲线图。