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第1章 绪论——从机械齿轮到磁性齿轮1

1.1 机械齿轮装置简介1

1.2 早期的磁性齿轮装置4

1.3 磁性联轴器7

1.4 同轴磁性齿轮概述10

1.5 本章小结13

参考文献14

第2章 同轴磁性齿轮的结构及原理16

2.1 同轴磁性齿轮的拓扑结构16

2.2 磁场调制效应20

2.2.1 引入调磁环定子前气隙中永磁磁场的分布21

2.2.2 调磁环定子作用下的气隙中永磁磁场的分布23

2.3 工作转矩的形成机理27

2.4 脉动转矩的形成机理30

2.5 同轴磁性齿轮的多种工作型态32

2.6 本章小结33

参考文献34

第3章 基于有限元法的同轴磁性齿轮性能分析36

3.1 有限元法概述36

3.2 建模与剖分38

3.3 稳态性能分析41

3.3.1 气隙磁场分布42

3.3.2 峰值转矩45

3.3.3 脉动转矩48

3.4 瞬态性能分析48

3.5 其他问题53

3.5.1 调磁环上连接桥及紧固过孔对磁性齿轮性能的影响53

3.5.2 磁性齿轮的端部效应56

3.6 本章小结58

参考文献59

第4章 同轴磁性齿轮内的磁场解析计算61

4.1 磁场解析计算概述61

4.2 问题的描述62

4.3 问题的求解66

4.3.1 气隙中的磁场分布66

4.3.2 内转子永磁体中的磁场分布67

4.3.3 空气槽中的磁场分布68

4.3.4 边界条件的处理71

4.4 磁场计算结果及分析75

4.5 转矩计算结果及分析86

4.6 本章小结88

参考文献88

第5章 同轴磁性齿轮的优化设计91

5.1 优化设计方法概述91

5.2 改善磁场调制效应91

5.2.1 基于一维磁路模型的磁场调制效应分析91

5.2.2 调磁铁心块形状参数的优化96

5.3 优化磁极排布方式102

5.3.1 采用Halbach磁体阵列的同轴磁性齿轮102

5.3.2 性能对比分析105

5.3.3 实验验证112

5.4 本章小结113

参考文献114

第6章 同轴磁性齿轮的应用116

6.1 潜在应用场合分析116

6.2 双定子集成磁性齿轮的直驱风力发电机119

6.2.1 风力发电系统概述119

6.2.2 双定子集成磁性齿轮直驱风力发电机的结构及设计方法120

6.2.3 性能分析及实验验证124

6.3 单定子集成磁性齿轮的低速直驱电机134

6.3.1 单定子集成磁性齿轮低速直驱电机的拓扑结构135

6.3.2 单定子集成磁性齿轮低速直驱电机的工作原理136

6.3.3 建模仿真与性能分析142

6.4 集成磁性齿轮的无级变速传动系149

6.4.1 基于行星齿轮的动力分流型电子无级变速传动系150

6.4.2 两段式集成磁性齿轮无级变速传动系152

6.4.3 同心式集成磁性齿轮无级变速传动系159

6.5 本章小结168

参考文献169