[0001] 本发明属于磁齿轮技术领域，具体涉及一种低损耗可变磁通磁齿轮。

[0002] 磁齿轮具有高转矩密度、过载保护、低噪声等优点逐渐运用于各个领域。磁齿轮通过调磁块将不同极对数的内外转子永磁体磁动势调制成相同的工作谐波磁动势，因此内外气隙中的磁密谐波含量丰富，当磁齿轮高速旋转时，铁耗将急剧增加，导致温升增加和效率降低。为了降低磁齿轮的损耗，现有技术主要是通过调整永磁体极弧系数、改变永磁体充磁方式、磁极配对、斜极等方式来改善磁齿轮的磁动势分布，降低磁动势的谐波，进而降低磁齿轮的损耗。此外，还可以通过永磁体/转子修型、辅助槽等方式来改变气隙磁导分布，进而降低磁齿轮的损耗。但是，现有技术在降低磁动势谐波的同时也会降低磁齿轮的最大输出转矩；改变气隙磁导分布的方式或者采用复杂的充磁方式可以抑制磁齿轮的谐波，但也会增加制造难度。

[0003] 因此，亟需发明一种新的低损耗可变磁通磁齿轮以解决上述问题。

[0019] 下面将结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

[0020] 需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

[0021] 另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

[0022] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0023] 另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

[0024] 实施例一

[0025] 如图1所示，本发明提供了一种低损耗可变磁通磁齿轮，包括转轴4以及同轴设置的外定子1、低速转子2和高速转子3，所述高速转子3固定在所述转轴上4，所述低速转子2固定在所述高速转子3的外表面，所述外定子1固定在所述低速转子2的外表面。

[0026] 所述外定子1包括外定子铁心11、励磁绕组12、低矫顽力永磁体13和高矫顽力永磁体14，所述外定子铁心11固定在所述低速转子2的外表面，所述低矫顽力永磁体13嵌固在所述外定子铁心11的宽槽内，所述高矫顽力永磁体14嵌固在所述外定子铁心11的窄槽内，所述励磁绕组12嵌固在所述低矫顽力永磁体13的两侧。具体的，所述励磁绕组12、所述低矫顽力永磁体13和所述高矫顽力永磁体13沿所述外定子铁心11的圆周方向按励磁绕组‑低矫顽力永磁体‑励磁绕组‑高矫顽力永磁体的设置方式均匀分布。

[0027] 所述低速转子2包括调磁块21和非导磁材料22，所述调磁块21和所述非导磁材料22的数量为多个，多个所述调磁块21和所述非导磁材料22沿所述低速转子2的圆周方向交替均匀分布。

[0028] 所述高速转子3包括高速转子铁心31和嵌固在所述高速转子铁心31内的高矫顽力永磁体32，所述高速转子铁心31通过过盈配合固定在所述转轴4上。优选的，所述高速转子铁心31上开设有数量为多个的槽，多个所述高矫顽力永磁体32安装在所述槽内。

[0029] 实施例二

[0030] 如图2所示，为本发明一种低损耗可变磁通磁齿轮的工作原理示意图，磁极由低矫顽力永磁体13和高矫顽力永磁体14组成。当磁齿轮电机传动系统低速运行时，在励磁绕组12内通入短暂的励磁电流，低矫顽力永磁体13的工作点到达E点，励磁过程结束后，低矫顽力永磁体13的工作点沿直线AE到达A点，A点为充磁后的工作点，此时，低矫顽力永磁体13的磁化水平提高，转矩输出能力提高，磁齿轮可输出大转矩。

[0031] 当磁齿轮电机传动系统高速运行时，在励磁绕组12内通入短暂的去磁电流，低矫顽力永磁体13的工作点沿曲线AKB移动到B点，去磁过程结束后，低矫顽力永磁体13的工作点沿直线BD移动到C点，C点为去磁后的工作点，此时低矫顽力永磁体13的磁化水平降低，磁齿轮气隙中的磁密也降低，因此其在高速工况下运行的损耗也将降低。

[0032] 实施例三

[0033] 如图3所示，磁齿轮的铁耗和永磁体涡流损耗均随转速的升高而增大，而在相同转速下，去磁电流对磁齿轮铁心损耗的影响不大，但是去磁电流越大，永磁体涡流损耗越低，表明降低低矫顽力永磁体的磁化水平可以显著降低磁齿轮的总损耗。

[0034] 本发明的有益效果如下：

[0035] 本发明提供的磁齿轮的磁极由高矫顽力永磁体和低矫顽力永磁体组成，在低矫顽力永磁体两侧嵌固直流励磁绕组，在低速工况下，通过励磁电流脉冲可以提高低矫顽力永磁体的磁化水平，从而提高磁齿轮电机传动系统的转矩输出能力；在高速工况下，通过去磁电流脉冲可以降低低矫顽力永磁体的磁化水平，从而降低磁齿轮的气隙磁密，进而降低磁齿轮的损耗。

[0036] 上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。