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来源：滚动播报
（来源：秦皇岛新闻网）
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永磁齿轮是一种利用永磁体之间的吸力或斥力来实现运动与动力传递的传动装置（如图1所示）。由于输入轴与输出轴之间没有机械接触，具有无磨损、无需润滑、过载自我保护等优点，有效克服了传统机械齿轮箱中常见的磨损、振动噪声和润滑油泄露等问题，已广泛应用于食品、化工、纺织等工业领域，尤其是洁净室、真空等对污染高度敏感的环境。
图1 平行轴磁齿轮传动
传统磁齿轮以机械齿轮的拓扑结构为基础，但由于结构上的限制，参与啮合的永磁齿数量较少，导致传递扭矩小、转矩密度低，极大地制约了其在工业领域的应用。为此，国内外学者参照机械行星齿轮和谐波齿轮装置，提出了永磁行星齿轮和永磁谐波齿轮传动（如图2、3所示）。这类装置在提升永磁体利用率的同时，也提高了永磁传动装置的转矩密度，使其应用范围进一步拓展。然而，尽管通过模拟机械齿轮结构使永磁传动装置的传动能力大幅提升，其永磁体利用率仍然相对较低，输出转矩难以满足高转矩密度和高功率密度的需求，尚无法应用于结构紧凑的高端装备领域。
图2 永磁行星齿轮传动
图3 永磁谐波齿轮传动
突破传统磁齿轮机械齿轮的拓扑结构限制，一种磁场调制型磁齿轮概念被提出（如视频1所示）。它采用同轴式结构，通过特殊构件——调磁环，将其两侧气隙中的磁场谐波进行调制，使其分别与内外转子上的永磁体极对数相一致，实现等磁极耦合，进而完成运动和动力输出。同轴式结构使全部磁极同时参与传动，大幅度提升了永磁体利用率，使永磁传动输出转矩和转矩密度得到极大的提升，迅速成为国内外学者和行业的关注热点。此后，各种新型结构不断涌现，相应的传动特性和结构等得到了广泛而深入的研究，使同轴式磁齿轮传动能力几乎可以与机械齿轮相媲美。
视频1 磁场调制型磁齿轮
磁场调制型磁齿轮作为一种颠覆性创新技术，既继承了传统磁齿轮无接触、无磨损、无需润滑的优点，又具备输出转矩大、转矩密度高等优势，可为能源电力、航空航天等领域传动变速装备的节能增效与技术升级提供全新解决方案。在工程实践方面，国家电投集团科学技术研究院与燕山大学联合研发的132 kW磁场调制型磁齿轮已成功应用于空冷岛风机；韩国电气技术研究院开发的50 kW磁齿轮对转螺旋桨电力推进器，成功驱动了8米长、50 kW级的水翼电动船。
随着拓扑结构持续优化、应用场景不断拓宽，磁场调制型磁齿轮技术正凭借其独特优势和广阔前景，逐步从学术研究走向工程实践，有望在高端装备传动领域占据重要一席。
（作者：郝秀红，燕山大学；周钰峰，国家电投集团科学技术研究院有限公司）
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