[發明專利]可變幾何形狀的電機

無效

• 申請號: 201010582887.1
• 申請日: 2010-11-05
• 公開（公告）號: CN102055290A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: L·郝;C·S·納穆杜里
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作公司
• 主分類號: H02K21/14
• 分類號: H02K21/14;H02K1/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 原紹輝

背景技術

1.技術領域

本發明總體涉及一種可變幾何形狀的電機以及，更具體地，涉及一種永磁電機，其采用位于電機的轉子和定子之間的空氣隙內的磁構件，其中該磁構件在軸向可移動以改變轉子和定子間的磁鏈，從而在低速時提供高轉矩并減少電機在高速時的反電動勢。

2.背景技術

具有寬速度范圍的電機對于汽車推進系統，例如對于混合動力車輛、電動車輛、燃料電池車輛等等，以及對于發電應用必不可少。為了使轉矩/安培比率最大化，電機典型地被設計為具有盡可能高的感應電壓速度比率。但是，由于感應電壓是成比例的，尤其是當電機速度增加時，隨著電機速度增加電機生成的反電動勢(EMF)也隨之增加，直到反電動勢達到DC母線電壓，通常為蓄電池電壓，這將導致可用于驅動馬達中電流的傳導率的損失從而限制電機的速度。

為了克服這個問題，本領域建議通過向電機定子內注入退磁電流來提高電機速度，在本領域中被稱作磁通弱化，其減少了電機的反電動勢從而可以提高電機速度。但是向電機磁體注入電流導致了定子線圈中的高銅耗，并且因此導致電機內的高損耗。這樣磁通弱化減小了電機效率和功率因數，并且提高了電機的逆變電流需求?？商娲兀绻贿@樣做就必須增加電機尺寸以達到期望的速度。

發明內容

根據本發明的教示，公開了一種可變幾何形狀的電機，其包括包括可移動磁構件，該磁構件依據電機速度改變電機的轉子和定子之間的磁通路線的幾何形狀從而控制轉子和定子之間磁鏈磁通路線。當電機速度增加時，該磁構件從轉子和定子之間在軸向可選擇地退出，以使在更高的電機速度時，減少電機的反電動勢，從而進一步提高電機速度。該磁構件包括安裝在非磁轂上的多個空間上分離的磁條。在一個實施例中，該磁條位于轉子和定子間的空氣隙中且抵靠著定子的齒端，其中定子線圈位于該齒間。在另一個實施例中，磁條位于定子的齒內。

從之后的描述和附帶的權利要求、以及結合附加的附圖，本發明的其他特點將顯而易見。

本申請還提供了以下方案：

方案1.一種永磁(PM)電機，包括：

包括定子芯的圓筒形定子，所述定子芯具有定子齒和定子槽，電力線圈纏繞在定子槽內；

圓筒形轉子，包括具有多個空間上分離的磁體的轉子芯，所述轉子可相對于定子旋轉，其中在轉子和定子之間確定了空氣隙；以及

可控的磁構件，其位于空氣隙內或緊鄰空氣隙，所述磁構件包括多個空間上分離的磁條元件，并且相對于轉子和定子可軸向移動，從而隨著轉子速度的增加，可移動的構件可以從電機中滑出以減少轉子和定子之間的磁鏈并且減小電機的反電動勢。

方案2.如方案1所述的電機，其中磁構件位于空氣隙內，以使磁條元件與定子的齒對齊并且抵靠著定子的齒定位。

方案3.如方案1所述的電機，其中電條元件位于定子齒內以鄰近空氣隙。

方案4.如方案1所述的電機，其中可控磁構件包括非磁轂，所述磁條元件在一端被安裝至該轂或者在兩端被安裝至該轂，以使磁構件可以從電機的兩端軸向移出。

方案5.如方案1所述的電機，其中可控的磁構件具有與轉子和定子的長度基本上相同的長度。

方案6.如方案1所述的電機，其中轉子為內轉子。

方案7.如方案1所述的電機，其中轉子為外轉子。

方案8.如方案1所述的電機，其中電機為表面安裝電機。

方案9.如方案1所述的電機，其中電機為內電機。

方案10.如方案1所述的電機，其中電機具有V形定子。

方案11.如方案1所述的電機，其中定子為多層定子。

方案12.如方案1所述的電機，其中轉子磁體為永磁體。

方案13.一種永磁(PM)電機，包括：

包括定子芯的圓筒形定子，所述定子芯具有定子齒和定子槽，電力線圈纏繞在定子槽內；

圓筒形轉子，包括具有多個空間上分離的永磁體的轉子芯，所述轉子可相對于定子旋轉，其中在轉子和定子之間確定了空氣隙；以及

可控的磁構件，位于空氣隙內或緊鄰空氣隙，所述磁構件包括多個空間上分離的磁條元件以及安裝有所述磁條元件的一個或多個非磁轂，其中磁條元件在一端被安裝到該轂或者在兩端被安裝到該轂，所述磁構件相對于轉子和定子可軸向移動，從而隨著轉子速度的增加，可移動的構件可以從電機中滑出以減少轉子和定子之間的磁鏈并且減小電機的反電動勢，其中可控的磁構件具有與轉子和定子的長度基本上相同的長度，其中可控的磁構件具有與轉子和定子的長度基本上相同的長度。

方案14：如方案13所述的電機，其中轉子為內轉子。