磁场调制式磁力齿轮内外转子永磁体产生的谐波经过调磁环的磁场调制作用实现传递转矩,是一种无接触传动装置,有效避免了机械齿轮带来的摩擦、噪音、润滑等问题,在现在工业生产中越来越受到重视。本文主要通过改进磁力齿轮的结构来提升磁力齿轮的转矩稳定性。在尺寸和永磁体用量相等的前提下,从增大输出转矩和减少转矩脉动两个方面来提高磁力齿轮的传动稳定性。首先本文介绍了磁力齿轮的拓扑结构及工作原理,分别分析了内、外转子永磁体单独作用时的气隙磁密,然后通过叠加定理计算了内外转子共同作用时的气隙磁密,并通过引入调磁环对磁场调制作用进行详细的分析。最后利用有限元法建立二维模型,经过仿真计算得出磁力齿轮的气隙磁密及输出转矩并验证原理分析的正确性。本文将同步发电机中阻尼系统的概念添加到磁力齿轮中,提出了一种带有金属薄片的磁力齿轮结构。该结构磁力齿轮是在内、外转子永磁体两外侧分别固定一层导电不导磁的金属材料。利用有限元法建立了改进型磁力齿轮模型,经过仿真计算得到该磁力齿轮的内、外气隙磁场和转矩,并详细分析了气隙磁密谐波和转矩脉动。结果表明,含有金属薄片的磁力齿轮不仅可以减少气隙磁密的高次谐波,而且可以降低转矩脉动。Halbach阵列充磁具有增强一侧磁场抑制另一侧磁场的特点,运用Halbach阵列充磁可以增强磁力齿轮气隙侧的气隙磁密,从而实现输出转矩得到提高。因此本文提出了一种带有不均匀气隙及Halbach阵列的磁力齿轮装置。内转子永磁体为不均匀分段的正弦充磁,外转子为简化的Halbach阵列充磁。利用有限元法建立二维模型,通过仿真计算得出该磁力齿轮的输出转矩,结果表明该磁力齿轮结构可以增大磁力齿轮的输出转矩,因此磁力齿轮稳定性得到提高。为了使漏磁问题得到改善,本文提出了一种超导调制式磁力齿轮。内、外转子永磁体均采用具有局部聚磁效应的Halbach阵列充磁,调磁环为调磁铁块与高温超导材料交替组成。利用高温超导材料在临界温度具有绝磁效应,降低调磁环中的漏磁提高永磁体利用率。利用有限元法建立二维模型,通过仿真计算得到磁力齿轮的磁力线分布图与输出转矩。经对比发现,改磁力齿轮结构降低了漏磁,提高了输出转矩,因此磁力齿轮稳定性得到提高。