磁场调制式磁力齿轮具有无摩擦、无油污、少维护以及安装简便等优点,是一种具有广阔发展前景的传动装置。从内、外转子极对数比方面对磁力齿轮进行研究,建立了不同传动比的磁力齿轮模型,比较了不同模型的输入、输出转矩波形,分析了内转子极对数(P1)和外转子极对数(P2)对转矩脉动的影响。根据磁场调制原理和空间磁场谐波分布,磁力齿轮两转子转矩脉动受P1和P2影响较大。研究结果表明,选择P1=4,内、外转子极对数比为1∶n+0. 25或1∶n+0. 75(n为自然数)的磁力齿轮,可以有效降低转矩脉动。

为了研究分裂齿集中绕组永磁游标电机(PMVM)的电磁转矩特性,基于磁场调制原理建立PMVM的磁动势磁导模型,给出永磁体和电枢绕组单独作用下气隙磁密谐波的次数和转速表达式,分析产生平均转矩和转矩脉动的谐波次数。采用麦克斯韦应力张量法计算各主次谐波产生转矩的大小,确定各主次谐波对电磁转矩的影响。通过有限元分析对结果进行了验证。结果表明:PMVM的电磁平均转矩绝大部分由16次谐波产生,占比98.83%,转矩脉动主要由16、34、48次谐波产生,占比52.29%。PMVM电磁平均转矩的来源主要为永磁体产生的气隙磁密基波,因此可改变永磁体的用量和形状增大其产生的气隙磁密基波以提升PMVM电磁转矩性能。