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CN203482076U - 一种磁场调制式磁性齿轮减速装置 - Google Patents

一种磁场调制式磁性齿轮减速装置 Download PDF

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CN203482076U
CN203482076U CN201320633797.XU CN201320633797U CN203482076U CN 203482076 U CN203482076 U CN 203482076U CN 201320633797 U CN201320633797 U CN 201320633797U CN 203482076 U CN203482076 U CN 203482076U
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CN
China
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magnetic
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CN201320633797.XU
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Inventor
李成群
吴玉龙
张习加
白思思
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Hebei United University
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Hebei United University
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility

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Abstract

本实用新型涉及一种磁场调制式磁性齿轮减速装置，尤其是电动汽车电动助力转向系统减速装置，属于电动汽车转向系统技术领域。技术方案是：外转子（1）和内转子（3）同圆心，外转子（1）与转向轴（19）连接，内转子（3）与助力电机（14）输出轴连接，外转子（1）的内壁上和内转子（3）的外壁上分别设有永磁铁A（2）和永磁铁B（9），永磁铁A（2）和永磁铁B（9）之间设有调磁环（8），永磁铁A（2）和调磁环（8）之间设有外层气隙（7），永磁铁B（9）和调磁环（8）之间设有内层气隙（6）。本实用新型的有益效果是：利用磁场传递力和扭矩，无需润滑，不自锁，无摩擦耗损和振动，助力效率高，安全性能好。

Description

一种磁场调制式磁性齿轮减速装置
技术领域
本实用新型涉及一种磁场调制式磁性齿轮减速装置，尤其是电动汽车电动助力转向系统减速装置，属于电动汽车转向系统技术领域。
背景技术
电动汽车是完全由蓄电池提供动力源的汽车，能够实现零排放，可以解决汽车对环境的污染问题。电动助力转向系统由电机提供，助力大小由电子控制单元决定，安全性更高。但目前应用于电动助力转向系统的减速装置主要有行星齿轮式和蜗轮蜗杆式。行星齿轮式减速装置占用空间大，结构复杂且效率低；涡轮蜗杆式减速装置具有反向自锁性，需要加装电磁阀，电磁阀的吸合和断开需要耗费一定的时间，因此不可避免的带来转向延迟和滞后，不能保证系统的跟随性和安全性，容易造成事故，存在一定的危险。
实用新型内容
本实用新型目的是提供一种磁场调制式磁性齿轮减速装置，利用磁场传递力和扭矩，无需润滑，不自锁，解决背景技术中存在的问题。
本实用新型的技术方案是：
一种磁场调制式磁性齿轮减速装置，包含外转子、永磁铁A、内转子、调磁环和永磁铁B，外转子和内转子同圆心，外转子与转向轴连接，内转子与助力电机输出轴连接，外转子的内壁上和内转子的外壁上分别设有永磁铁A和永磁铁B，永磁铁A和永磁铁B之间设有调磁环，永磁铁A和调磁环之间设有外层气隙，永磁铁B和调磁环之间设有内层气隙。
所述调磁环由高导磁材料和非导磁材料交替构成，起到调制内、外磁场的作用。
所述外转子为低速转子，内转子为高速转子。外转子具有较多的磁极，内转子具有较少的磁极。
采用本实用新型，电机带动内转子转动，外转子为转向系统提供助力。当电机坏掉的情况下，相当于内转子不再转动，不影响外转子的转动，即方向盘可以带动转向轴的转动实现手动转向，相当于在助力电机不工作的情况下，不影响手动方向盘实现机械转向。外转子所带的负载转矩大于磁性齿轮所能传递的最大转矩时，外转子的转速很快下降为零，不影响电机及磁场调制磁性齿轮内转子的正常运转。
本实用新型的有益效果：利用磁场传递力和扭矩，无需润滑，不自锁，无摩擦耗损和振动，助力效率高，安全性能好。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图；
图2是本实用新型使用状态示意图；
图中：外转子1、永磁铁A2、内转子3、非导磁材料4、高导磁材料5、内层气隙6、外层气隙7、调磁环8、永磁铁B9、扭矩传感器10、齿轮齿条转向器11、转向车轮12、磁场调制式磁性齿轮减速装置13、助力电机14、电子控制单元15、车速传感器信号16、扭矩传感器信号17、转向盘18、转向轴19。
具体实施方式
以下结合附图，通过实例对本实用新型作进一步说明。
参照附图1，一种磁场调制式磁性齿轮减速装置，包含外转子1、永磁铁A2、内转子3、调磁环8和永磁铁B9，外转子1和内转子3同圆心，外转子为低速转子，具有较多的磁极，内转子为高速转子具有较少的磁极，外转子1与转向轴19连接，内转子3与助力电机14输出轴连接，外转子1的内壁上和内转子3的外壁上分别设有永磁铁A2和永磁铁B9，永磁铁A2和永磁铁B9之间设有调磁环8，永磁铁A2和调磁环8之间设有外层气隙7，永磁铁B9和调磁环8之间设有内层气隙6，所述调磁环8由高导磁材料5和非导磁材料4交替构成。调磁环8固定不动，起到调制内、外磁场的作用，调制了内、外转子上永磁体产生的磁场，使调制好的磁场具有的谐波磁场与对面转子上的永磁体相互作用，传递力和力矩。
参照附图2，磁场调制式磁性齿轮减速装置还包括扭矩传感器10、齿轮齿条转向器11、转向车轮12、助力电机14、电子控制单元15、转向盘18和转向轴19，内转子3与助力电机14的输出轴相连接，外转子1与齿轮齿条转向器11连接，齿轮齿条转向器通过扭矩传感器10后与转向轴19相连接，转向轴与转向盘18连接；助力电机14与扭矩传感器10分别与电子控制单元15连接；齿轮齿条转向器11连接转向车轮12。
使用过程：参照附图2，驾驶员操纵转向盘转向时，扭矩传感器和车速传感器分别将驾驶员作用于转向盘上的扭矩传感器信号、车速传感器信号输入电子控制单元ECU，ECU对输入信号进行运算，确定助力方式并查询助力表格，由内置的助力曲线确定目标电流的大小和方向，从而控制电动机的电流和方向，电动机经减速机构将助力扭矩传递给转向轴，从而为驾驶员提供合适的助力。

Claims (4)

1.一种磁场调制式磁性齿轮减速装置，其特征在于包含外转子（1）、永磁铁A（2）、内转子（3）、调磁环（8）和永磁铁B（9），外转子（1）和内转子（3）同圆心，外转子（1）与转向轴（19）连接，内转子（3）与助力电机（14）输出轴连接，外转子（1）的内壁上和内转子（3）的外壁上分别设有永磁铁A（2）和永磁铁B（9），永磁铁A（2）和永磁铁B（9）之间设有调磁环（8），永磁铁A（2）和调磁环（8）之间设有外层气隙（7），永磁铁B（9）和调磁环（8）之间设有内层气隙（6）。
2.根据权利要求1所述的磁场调制式磁性齿轮减速装置，其特征在于所述调磁环（8）由高导磁材料（5）和非导磁材料（4）交替构成。
3.根据权利要求1所述的磁场调制式磁性齿轮减速装置，其特征在于所述外转子（1）为低速转子，内转子（3）为高速转子。
4.根据权利要求1或2所述的磁场调制式磁性齿轮减速装置，其特征在于：组成还包括扭矩传感器（10）、齿轮齿条转向器（11）、转向车轮（12）、助力电机（14）、电子控制单元（15）、转向盘（18）和转向轴（19），内转子（3）与助力电机（14）的输出轴相连接，外转子（1）与齿轮齿条转向器（11）连接，齿轮齿条转向器通过扭矩传感器（10）后与转向轴（19）相连接，转向轴与转向盘（18）连接；助力电机（14）与扭矩传感器（10）分别与电子控制单元（15）连接；齿轮齿条转向器（11）连接转向车轮（12）。
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