[發明專利]一種永磁電機

有效

• 申請號: 201310277510.9
• 申請日: 2013-07-03
• 公開（公告）號: CN103346640A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 趙峰;王海波
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: H02K7/00
• 分類號: H02K7/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 關玲

技術領域

本發明涉及一種電機，特別涉及一種有效長度和電機特性隨工作模式不同而變化的電機。

背景技術

在很多高速場合，電機需要弱磁運行，而電機弱磁運行一方面控制困難，另一方面弱磁后電機的運行效率比較低。為了解決這個問題，很多廠家采用混合勵磁電機，通過調節勵磁實現全速范圍內的高效運行，但是大多混合勵磁電機需要電刷提供勵磁電流，電機的可靠性和維護性較差，無刷形式的混合勵磁電機目前還在研究階段，沒有實際的工業應用。還有很多廠家采用繞組切換的方式實現低速大轉矩輸出和高速運行，低速時繞組串聯，高速時采用繞組并聯，使得低速時電機輸出大的轉矩，高速時具有較小的反電勢，但是這種方法是一種有級的模式，只能分固定幾檔進行調節，檔位多時就非常復雜。

發明內容

本發明的目的是克服現有電機低速大轉矩和寬調速范圍難以調和，系統設計和控制困難的不足，提出一種新型的電機。本發明可兼顧低速大轉矩和寬調速范圍，同時提高電機全速范圍內的系統效率。

徑向磁通電機的有效長度定義為定子鐵芯與轉子鐵芯在軸向重疊的部分，在此重疊部分，定轉子的磁場可以相互作用，從而實現能量的轉換。而定子鐵芯與轉子鐵芯在軸向不重疊的部分無法實現能量的轉換，是無效的部分。對于徑向電機，電機的轉矩和功率隨著有效長度的增大而增大，電機的永磁反電勢隨著有效長度的增大而減小。

本發明的電機包括電機殼體，定子鐵芯，永磁轉子，定子繞組，轉子軸，左側軸承和右側軸承。定子繞組嵌在定子鐵芯的定子槽內，定子鐵芯被電機殼體包裹，永磁轉子有內螺紋，轉子軸有外螺紋，永磁轉子通過螺紋套在轉子軸外側，轉子軸通過左側軸承和右側軸承支撐在定子鐵芯的腔體中。永磁轉子的左側安裝有左側推力軸承，左側推力軸承的轉動部分與永磁轉子剛性連接，轉子的右側安裝有右側推力軸承，右側推力軸承的轉動部分與永磁轉子剛性連接；左側推力軸承的左側有左側頂絲桿，右側推力軸承的右側有右側頂絲桿；電機殼體左右兩側有螺紋孔，螺紋孔的螺紋與左側頂絲桿和右側頂絲桿相配合，左側頂絲桿穿過電機殼體左側的螺紋孔壓在左側推力軸承的靜止部分，右側頂絲桿穿過電機殼體右側的螺紋孔壓在右側推力軸承的靜止部分；永磁轉子在轉子軸上旋轉并左右移動，通過控制左側頂絲桿和右側頂絲桿左右移動推動永磁轉子在轉子軸上左右移動。

所述的左側頂絲桿和右側頂絲桿可以是兩個或者多個，兩個或者多個左側頂絲桿和右側頂絲桿在圓周方向均勻分布。所述的左側頂絲桿和右側頂絲桿可以采用撥叉或者類似的機構替代。永磁轉子與轉子軸也可以通過花鍵或者類似的機構配合，實現旋轉過程中左右移動的功能。

本發明的工作原理和工作過程描述如下：

當所述的電機需要增大的轉矩輸出時，同向旋轉左側頂絲桿和右側頂絲桿，使永磁轉子在轉子軸上發生相對旋轉從而軸向移動，使電機永磁轉子與定子鐵芯在軸向重疊的長度增加；當所述的電機需要減小的轉矩輸出，增加轉速時，同向旋轉左側頂絲桿和右側頂絲桿，使永磁轉子在轉子軸上發生相對旋轉從而軸向移動，使電機永磁轉子與定子鐵芯在軸向重疊的長度減小，電機的輸出轉矩和永磁反電勢均會減小。

由此可見，本發明提出的電機具有如下明顯的技術優勢：

1.電機結構簡單，成本低；

2.電機特性可以根據需要連續的調整，且在全速度范圍內具有較高的效率；

3.可以實現很寬范圍的調速，理論上超過了傳統永磁電機，且使得電機電磁設計簡單。

附圖說明

圖1是本發明的電機，圖中：1電機殼體，2定子鐵芯，3永磁轉子，4定子繞組，5轉子軸，6左側軸承，7右側軸承，8左側推力軸承，9右側推力軸承，10左側頂絲桿，11右側頂絲桿。

具體實施方式