磁力齿轮发展综述

2016年9月电工技术学报Vol.31 No. 18 第31卷第18期TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Sep. 2016

磁力齿轮发展综述

付兴贺王标林明耀

（东南大学伺服控制技术教育部工程研究中心南京 210096）

摘要磁力齿轮具有结构简单、无摩擦、无油污、少维护和自动过载保护等特点，是一种较理想的传动设备。本文综述了国内外有关磁力齿轮的研究，按照时间顺序回顾了其发展历程，总结归纳了其发展脉络和演进过程；横向比较了各种磁力齿轮的结构特点、性能差异及适用领域，阐述了磁力齿轮的关键技术；探讨了磁力齿轮的应用前景，指明了未来的研究重点和发展方向。

关键词：磁力齿轮发展脉络拓扑结构前景应用发展趋势

中图分类号：TM359.9

Overview and Recent Developments of Magnetic Gears

Fu Xinghe Wang Biao Lin Mingyao

（Engineering Research Center for Motion Control of MOE Southeast University

Nanjing 210096 China）

Abstract Magnetic gear is a kind of ideal transmission thanks to the advantages of simple structure, no friction, no pollution, less maintenance, and automatic overload protection. The domestic and foreign literatures about magnetic gear are viewed. The development courses of magnetic gear are reviewed in chronological order. The characteristics of gradual progress of magnetic gear are summarized. The operation performance and applicable fields of magnetic gear with different structures are analyzed by horizontal comparison. The key technologies of magnetic gear are expounded. The application prospects of magnetic gear are discussed. The research focus and grown tendency about magnetic gear are pointed.

Keywords：Magnetic gear, development course, topological structure, application prospect, grown tendency

0引言

磁力齿轮（Magnetic Gear, MG）通过磁场耦合传递力矩和能量[1,2]，可以有效解决机械齿轮存在的问题[3-5]。与机械齿轮相比，磁力齿轮具有以下优点[6-8]：①非接触式传动，无摩擦、噪声小和振动弱；

②无需润滑，无油污，少维护；③具有向密封空间传递力矩和功率的能力[9]；④转矩峰值确定，具备自动过载保护能力；⑤结构简单，加工制造容易。

近年来，磁力齿轮的研究不断深入，其拓扑结构层出不穷，运行性能不断提高，磁力齿轮的产业化应用指日可待。而且，新型拓扑结构的磁力齿轮的转矩密度大幅提高，完全有能力取代传统机械齿轮[10-12]。磁力齿轮与电机结合构成的新型直驱设备，为电动汽车[13-15]、风电[16-20]、水电[21,22]和船舶推进系统[23]提供了新思路和新选择。磁力齿轮的研究不仅涉及传统的机械学科，还与电机学科、传热学科密切相关，创造了新的研究方向，带来了新的知识增长点。因此，磁力齿轮的研究具有重要的理论意义和实用价值。

本文归纳整理、分析研究一段时期内关于磁力齿轮的文献资料，分类探讨近年来出现的磁力齿轮的结构、机理、性能及特点。采用纵横两条主线，

中国博士后基金（2014M550260）、国家自然科学基金青年基金（51307022）和江苏省自然科学基金青年基金（SBK201342309）资助项目。

收稿日期 2014-08-10 改稿日期 2015-01-22

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