三轴环板式永磁齿轮气隙磁场及转矩计算

刘东宁; 葛研军; 杨均悦; 王大明

doi:10.16578/j.issn.1004.2539.2024.01.007

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三轴环板式永磁齿轮气隙磁场及转矩计算

设计计算 | 更新时间：2024-12-13

- 三轴环板式永磁齿轮气隙磁场及转矩计算
- Analytical Calculation of Air-gap Magnetic Field and Torque of Triple-shaft Ring-plate Magnet Gears
- 机械传动 2024年48卷第1期页码：46-51
- 作者机构：
  
  大连交通大学机械工程学院，辽宁大连 116028
- 作者简介：
  
  刘东宁（1994— ），男，辽宁沈阳人，博士研究生；主要研究方向为电机传动控制；dongnliu@163.com。
  葛研军（1964— ），男，辽宁丹东人，教授，博士研究生导师；主要研究方向为永磁传动与驱动；yjge@djtu.edu.com。
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金项目(51375063┫辽宁省教育厅自然科学研究重点攻关项目┣JDL2020001)
- DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2024.01.007
  中图分类号：
- 纸质出版日期：2024-01-15，
  
  收稿日期：2022-10-08，
  
  修回日期：2022-10-22，
- 稿件说明：
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刘东宁,葛研军,杨均悦等.三轴环板式永磁齿轮气隙磁场及转矩计算[J].机械传动,2024,48(01):46-51.

Liu Dongning,Ge Yanjun,Yang Junyue,et al.Analytical Calculation of Air-gap Magnetic Field and Torque of Triple-shaft Ring-plate Magnet Gears[J].Journal of Mechanical Transmission,2024,48(01):46-51.
刘东宁,葛研军,杨均悦等.三轴环板式永磁齿轮气隙磁场及转矩计算[J].机械传动,2024,48(01):46-51. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2024.01.007.

Liu Dongning,Ge Yanjun,Yang Junyue,et al.Analytical Calculation of Air-gap Magnetic Field and Torque of Triple-shaft Ring-plate Magnet Gears[J].Journal of Mechanical Transmission,2024,48(01):46-51. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2024.01.007.

摘要

利用标量磁位法获得了三轴环板式永磁齿轮（Triple-shaft Ring-plate Magnet Gear，TRMG）的气隙磁场数理模型，根据磁场叠加原理建立了内、外永磁圈间气隙磁场及其相应的电磁转矩模型；由于所有计算均基于TRMG的平面磁场建立，因此，所建模型与二维有限元结果间具有较高的准确度（误差≤5%）；其计算速度远快于三维有限元法，且与二维及三维有限元分析具有较好的吻合度与趋势性，验证了所建模型的准确性，可适用于三轴以上的多轴环板式永磁齿轮的磁场分析与结构动力学计算。

Abstract

In this research

the mathematical and physical model of the air-gap magnetic field for the triple-shaft ring-plate magnet gear (TRMG) is obtained by means of the scalar magnetic potential method

and the air-gap magnetic field between inner and outer permanent magnet rings and its corresponding electromagnetic torque model are established according to the principle of the magnetic field superposition. Since all calculations are based on the TRMG plane magnetic field

the accuracy between the model and the two-dimensional finite element results is relatively high (error≤5%). The calculation speed of the model is much faster than that of the three-dimensional finite element method

and it has good agreement and trend with the two-dimensional and three-dimensional finite element analysis

which verifies the correctness of the model. It can be used in magnetic field analysis and structural dynamics calculation of multishaft ring-plate magnet gears with three or more shafts.

关键词

三轴环板式永磁齿轮标量磁位法气隙磁场电磁转矩

Keywords

Triple-shaft ring-plate magnet gearScalar magnetic potential methodAir-gap magnetic fieldElectromagnetic torque

references

葛研军，刘东宁，杨均悦，等.环板式永磁齿轮变速传动装置：CN112701875B［P］.2021-04-12.

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