تحلیل و بهینه‌سازی گیربکس‌های مغناطیسی سه سرعتِ هم‌محور

در این مقاله ضمن معرفی گیربکس مغناطیسی سه سرعتِ هم‌محور، تاثیر ساختار هندسی بر روی گشتاور و چگالی شار مماسی و شعاعی بررسی‌شده است. با توجه به این‌که در بیشتر پروژه‌های ساخت، میل به ساختارهای مستطیلی و ذوزنقه‌ای شکل به‌علت راحتی کار بالا است، در این مقاله ساختار مستطیلی و ذوزنقه‌ای شکل گیربکس‌های مغناطیسی سه سرعتِ معرفی شد و سپس این گیربکس‌ها به روش اجزاء محدود، با گیربکس‌های مغناطیسی هلالی شکل مقایسه شدند. در این مقایسه نشان داده شد که گیربکس‌های مغناطیسی مستطیلی شکل از نظر چگالی شار لبه‌ها و گوشه‌ها با گیربکس‌های مغناطیسی هلالی شکل، تفاوت چندانی ندارند، اما توزیع چگالی شار در ساختار گیربکس مغناطیسی مستطیلی شکل، به‌علت متغیر بودن فاصله هوایی ما بین رتور میانی و مدولاتورها مطلوب‌تر است و نوسان کمتری در توزیع چگالی شار شعاعی و مماسی دارد اما ساختار ذوزنقه‌ای شکل هم از نظر توزیع چگالی شار و هم از نظر گشتاور نسبت به ساختار هلالی دارای عملکرد نامطلوبی است. در پایان ساختار هلالی شکل ساخته شد و نتایج تجربی نشان داد که این ساختار در گیربکس‌های مغناطیسی سه سرعتِ مورد تائید می‌باشد و دارای عملکرد بهتری نسبت به سایر ساختارها در گیربکس مغناطیسی است.

Analysis and optimization of Triplespeed Coaxial Magnetic Gears

Besides introducing the triplespeed coaxial magnetic gear, the paper studies the influence of the geometric structure on torque and tangential and radial flux density. As rectangular and trapezoidal structures are more welcomed in most projects thanks to their ease of use, the present paper also introduces triplespeed coaxial magnetic gears with rectangular and trapezoidal structures. Then these gears are compared with           crescentshaped magnetic gear using the finite element method. The comparison shows that rectangular magnetic gears are not much different from crescentshaped gears in terms of the flux density on the edges and corners. However, flux density distribution is more desirable in the former as the air gap between the middle rotor and modulators is variable, and less oscillation is experienced considering tangent and radial flux density distributions. Nonetheless, the trapezoidal structure presents unsatisfactory performance in comparison to the crescentshaped structure in terms of flux density distribution and torque. An experimental crescentshaped magnetic gear was built. The obtained results prove the validity of the use of this structure in triplespeed coaxial magnetic gears and the high performance of it compared to other structures used in magnetic gears.