[發明專利]虛擬橢圓電機

有效

• 申請號: 201410106036.8
• 申請日: 2014-03-20
• 公開（公告）號: CN104065202B
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發明（設計）人: R·J·阿穆爾;W·P·薩金特
• 申請（專利權）人: 波音公司
• 主分類號: H02K7/00
• 分類號: H02K7/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

本發明涉及虛擬橢圓電機。提供了一種虛擬橢圓電機和方法。支點承擔章動動態負荷，并且擺盤旋轉耦合到該支點且圍繞該支點章動。擺盤包括內周環齒輪和外周環齒輪，固定齒輪嚙合外周環齒輪并向擺盤提供杠桿作用。旋轉輸出盤嚙合內周環齒輪并響應于擺盤的旋轉而旋轉。定子包括電磁體并電磁吸引擺盤的第一側面，使得擺盤的第二側面被杠桿抵靠固定齒輪和旋轉輸出盤。

技術領域

本發明的實施例總體涉及電機。更具體地，本發明的實施例涉及開關磁阻電機。

背景技術

電機從電磁式電流生成機械力。交流(AC)電機(AC電機)主要包括固定的定子和轉子。固定的定子主要包括電線線圈，電線線圈被供應交流電流，該交流電流產生旋轉磁場。轉子被附連到輸出軸，輸出軸由旋轉磁場給出轉矩。

一種類型的電機是通過磁阻產生轉矩的磁阻電機。磁阻電機在鐵磁轉子上感應非永久性磁極?，F有磁阻電機主要具有高轉矩脈動(ripple)，其中當電機低轉速運行時，在一個旋轉期間的最大與最小轉矩之間的差很大。

需要一種小型、低重量、高轉矩并能夠在低轉速運行的機電電機。還需要這類機電電機提供低振動、無阻塞和/或耐阻塞的致動，并提供高保持載荷能力。

發明內容

提供了一種虛擬橢圓電機和方法。支點承擔章動動態負荷，并且擺盤旋轉地耦合到該支點且圍繞該支點章動。擺盤包括內周環齒輪和外周環齒輪。固定齒輪嚙合外周環齒輪并向擺盤提供杠桿作用。旋轉輸出盤嚙合內周環齒輪并響應于擺盤的章動而旋轉。定子包括電磁體并電磁吸引擺盤的第一側面，使得擺盤的第二側面被杠桿抵靠固定齒輪和旋轉輸出盤。

通過這種方式，本發明的實施例提供了像液壓致動一樣執行或比液壓致動執行更好且功率和能量密度等于或大于液壓致動的高轉矩低速機電電機。在少于6個定子磁極和4個轉子磁極的情況下，現有的開關磁阻電機不提供保證的起動、受控的起動方向和換向能力。本發明的實施例用6個定子磁極和一個虛擬轉子磁極可以實現保證的起動、受控的起動方向和換向能力，并且可以不需要且可以被配置為沒有轉子磁極，盡管如此，仍能夠提供像現有電機一樣或比現有電機更好的起動、保持、換向。本發明的實施例提供不需要使用昂貴稀土金屬并且提供低振動以及基本無阻塞和/或耐阻塞高保持負荷能力的電機。當處于非最佳條件或機械掉動力時，電機可以從輸出軸去耦合，并且在電氣上是健壯的。

在實施例中，虛擬橢圓電機包括支點、擺盤、固定齒輪、旋轉輸出盤以及定子。支點承擔旋轉徑向動態負荷。擺盤旋轉耦合到支點并圍繞支點章動，并且包括內周環齒輪和外周環齒輪。固定齒輪嚙合外周環齒輪并向擺盤提供杠桿作用。旋轉輸出盤嚙合內周環齒輪并響應于擺盤的章動而旋轉。定子包括電磁體并電磁吸引擺盤的第一側面，使得擺盤的第二側面被杠桿抵靠固定齒輪和旋轉輸出盤。

在另一個實施例中，用于操作虛擬橢圓電機的方法圍繞支點章動旋轉耦合到支點的擺盤，擺盤包括內周環齒輪和外周環齒輪。該方法進一步將擺盤的第一側面電磁吸引到包括電磁體的定子。該方法進一步用支點為擺盤提供杠桿作用，以壓擺盤的第二側面抵靠固定齒輪和旋轉輸出盤。該方法進一步將固定齒輪與外周環齒輪嚙合，并且使固定齒輪向外周環齒輪提供杠桿作用。該方法進一步用內周環齒輪驅動旋轉輸出盤，并且響應于擺盤的章動而使旋轉輸出盤旋轉。

在進一步實施例中，用于配置虛擬橢圓電機的方法將支點配置為承擔旋轉徑向動態負荷，并且將包括內周環齒輪和外周環齒輪的擺盤旋轉耦合到支點。該方法進一步將擺盤配置為圍繞支點章動，并且將固定齒輪與外周環齒輪嚙合。該方法進一步將固定齒輪配置為向擺盤提供杠桿作用，并且將旋轉輸出盤與內周環齒輪嚙合。該方法進一步將旋轉輸出盤配置為響應于擺盤的章動而旋轉。該方法進一步將包括至少一個電磁體的定子配置為電磁吸引擺盤的第一側面，使得擺盤的第二側面被杠桿抵靠固定齒輪和旋轉輸出盤。

進一步地，本發明包括根據下列條款的實施例：

條款1.一種虛擬橢圓電機，其包括：

可操作以承擔旋轉徑向動態負荷的支點；