[發(fā)明專利]具有可運動轉(zhuǎn)子段以減少反電動勢的電馬達

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210111710.2
• 申請日: 2012-04-16
• 公開（公告）號: CN102738927A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: P.J.薩瓦吉安;A.G.霍爾姆斯;M.A.西奧博爾德
• 申請（專利權(quán)）人: 通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司
• 主分類號: H02K1/27
• 分類號: H02K1/27;H02K7/116;B60K17/12
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 葛青

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電馬達組件。

背景技術(shù)

一些電馬達/發(fā)電機被稱為永磁馬達。這樣的馬達具有定子，所述定子具有承載三相交流電流的繞組，所述交流電流建立電動勢以轉(zhuǎn)動具有永磁體的轉(zhuǎn)子。同時，永磁體的旋轉(zhuǎn)磁場在繞組中產(chǎn)生“反電動勢”。所謂的反電動勢是與定子繞組中的電壓相反的電壓。作用于定子繞組的每一個相上的反電動勢和磁場強度隨轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置呈正弦地變化。反電動勢的平均值與轉(zhuǎn)子的選擇速度成比例。在低速條件下，由反電動勢產(chǎn)生在繞組內(nèi)的電壓相對較低，且反電動勢與輸入電壓相比可忽略。在高輸出速度下，由反電動勢產(chǎn)生在繞組內(nèi)的電壓相對較高，且與可施加到繞組的最大電壓相比重要，從而在不減小轉(zhuǎn)子的磁場的情況下，少量或沒有電流會在繞組中流動。通常，使場削弱的電流被施加到定子繞組以抑制磁場和反電動勢，從而扭矩-產(chǎn)生電流會在高轉(zhuǎn)子速度下流動或更自由地流動經(jīng)過繞組。反電動勢的機械減小，特別是在高速度條件期間，會通過減少或消除經(jīng)過定子繞組的場-削弱電流而顯著地改進馬達/發(fā)電機的效率，從而流經(jīng)定子繞組的全部電流都用于扭矩的生成，并因此做有用功。

發(fā)明內(nèi)容

通過將徑向磁通馬達的轉(zhuǎn)子分為軸向部分或段，每一個部分具有一組或多組永磁體，且至少其中一個部分可繞旋轉(zhuǎn)軸線相對于其他部分運動(即，傾斜或定相)，所述磁體將隨著轉(zhuǎn)子部分的共同旋轉(zhuǎn)速度的增加而以一增加量彼此偏移。磁體彼此偏移減少了由旋轉(zhuǎn)磁體產(chǎn)生的反電動勢和磁場強度的正弦變化的幅度。反電動勢的減少允許使必須被施加的場削弱電流的減小或消除，以及因此增加馬達效率。

提供了一種電馬達組件，該組件包括具有電繞組的定子和可繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子組件。轉(zhuǎn)子組件具有轉(zhuǎn)子轂和被支撐在所述轉(zhuǎn)子轂上的轉(zhuǎn)子。所述轉(zhuǎn)子轂具有第一和第二轉(zhuǎn)子轂部分。所述轉(zhuǎn)子具有第一和第二環(huán)形轉(zhuǎn)子段，其中第一環(huán)形轉(zhuǎn)子段被支撐用于與第一轉(zhuǎn)子轂部分一起旋轉(zhuǎn)，第二環(huán)形轉(zhuǎn)子段被支撐用于與第二轉(zhuǎn)子轂部分一起旋轉(zhuǎn)。每一個轉(zhuǎn)子段具有相應的一組磁體，所述磁體繞其周向地隔開。轉(zhuǎn)子轂和轉(zhuǎn)子段配置為使得至少一個轉(zhuǎn)子段隨著轉(zhuǎn)子轂旋轉(zhuǎn)而繞旋轉(zhuǎn)軸線相對于其他轉(zhuǎn)子段運動。所述至少一個轉(zhuǎn)子段的相對運動是一量，所述量隨著轉(zhuǎn)子轂的速度增加而增加，以減少反電動勢。所述運動可以通過利用離心力而產(chǎn)生，所述離心力隨著速度增加而增加，而不需要控制系統(tǒng)來實現(xiàn)該運動。

所述電馬達組件可配置有定相機構(gòu)的各種實施例，以建立轉(zhuǎn)子段中的一個的相對運動。例如，可以使用液壓促動的葉片型移相器、液壓促動的斜齒輪移相器、或使用離心質(zhì)量部和嚙合齒輪的移相器。在這些實施例的每一個中，移相器的促動可完全被動，其中，僅依靠轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)來造成移相器的促動，而定相的量隨著速度增加而增加。

本發(fā)明的上述特征和優(yōu)勢及其他特征和優(yōu)勢將從用于實施本發(fā)明的最佳模式的以下詳細描述連同附圖時顯而易見。

附圖說明

圖1是動力傳動系的第一實施例的示意圖，所述動力傳動系具有在本發(fā)明的范圍內(nèi)的電馬達組件；

圖2是圖1的電馬達組件的更詳細的示意性橫截面圖；

圖3是圖2的電馬達組件的示意性橫截面圖，其中端蓋被移除；

圖4是在本發(fā)明的范圍內(nèi)的電馬達組件的另一實施例的示意性局部橫截面圖，該電馬達組件可用在圖1的動力傳動系中；

圖5是圖4的在線5-5處截取的電馬達組件的示意性橫截面圖，該組件具有定相機構(gòu)的第一實施例；

圖6是圖2的在線6-6處截取的電馬達組件的示意性橫截面圖，該組件具有定相機構(gòu)的第二實施例；

圖7是圖2的在線7-7處截取的轉(zhuǎn)子組件的示意性側(cè)視圖，，該組件具有定相機構(gòu)的第一實施例，其中該轉(zhuǎn)子以相對較低旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)或靜止；

圖8是圖7的轉(zhuǎn)子組件的示意性端視圖，其中該轉(zhuǎn)子以相對較高的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)；

圖9是反電動勢與具有轉(zhuǎn)子部分的定相的電馬達組件的斜交角對照的示例性說明；以及

圖10是電馬達組件的系統(tǒng)動力損失與扭矩負載對照、在轉(zhuǎn)子部分傾斜或不傾斜的情況下在轉(zhuǎn)子部分的各旋轉(zhuǎn)速度下的比較的示例性說明。

具體實施方式