[發明專利]一種可變永磁磁阻電機

有效

• 申請號: 201810838890.1
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN108964393B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 楊世國
• 申請（專利權）人: 楊世國
• 主分類號: H02K21/14
• 分類號: H02K21/14;H02K21/02;H02K1/24;H02K1/27
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種可變永磁磁阻電機，包括定子（3），可移動的轉子（2），使轉子移動的變速機構（4），其特征在于所述可變永磁磁阻電機的轉子在可移動的永磁轉子（2-1）上增加了一段磁阻轉子（2-2），從而成為一種永磁電機和磁阻電機相結合的而且磁鏈和交、直軸電感參數連續可變的機械式轉矩自適應調速或采用智能控制的高性能可變永磁磁阻電機；

上述磁阻轉子的凸極數等于永磁轉子的磁極數，凸極齒頂寬略小于定子齒寬，且凸極所占弧度小于凸極之間的弧度，凸極與定子間第一氣隙δ1小于1.5mm，凸極之間的弧度與定子間的距離即第二氣隙δ2＞δ1；

上述永磁轉子的有效長度與定子鐵芯長度相當，磁阻轉子長度≤永磁轉子長度，磁阻轉子的長度等于轉子可軸向移動的距離，轉子的總長度≤定子的2倍長；轉子（2）與軸（5）之間設置有可使轉子相對于軸移動的調節磁鏈的機構；

上述永磁轉子（2-1）和磁阻轉子（2-2）與轉子轂（1）固定連接，結合成可移動的轉子，變速機構（4）使轉子在軸上移動；

上述轉子移動過程中電機有3種工作狀態：永磁轉子（2-1）獨占氣隙的永磁同步或永磁無刷狀態，部分永磁轉子和磁阻轉子共用定子氣隙的互補模式狀態,磁阻轉子（2-2）獨占氣隙的開關磁阻電機狀態。

2.如權利要求1所述可變永磁磁阻電機，其特征在于所述永磁轉子是按永磁同步電機要求優化的，氣隙為正弦磁場，采用矢量控制或直接轉矩控制，所述磁阻轉子的凸極中心位于永磁轉子的交軸附近，凸極數等于磁極數；定子磁勢矢量由永磁同步電機的控制器在超前轉子直軸電角度75°～150°之間實時調節，可最大限度利用磁阻轉矩。

3.如權利要求1所述可變永磁磁阻電機，其特征在于所述永磁轉子是按永磁無刷電機要求優化的，氣隙為方波磁場，每極每相槽數等于0.5，采用3相橋式方波控制，所述磁阻轉子的凸極中心位于直軸附近，凸極數等于磁極數；控制器每換相一次，永磁轉子和磁阻轉子轉過60°電角度，換相時刻，磁阻轉子剛好有一半的凸極對著定子槽，磁阻轉子另一半凸極對著定子齒，磁阻轉子受力處于不穩定平衡狀態，換相后，平衡打破，轉子轉動，方向由永磁轉子旋向決定。

4.如權利要求1所述可變永磁磁阻電機，其特征在于所述使轉子相對于軸移動的調節磁鏈的機構是電控伺服機構，主要包括與機殼連接伺服電機（4-1），與伺服電機的軸相連的減速器小齒輪(4-2)，與小齒輪相嚙合的減速器大齒輪（4-3），空心絲桿（4-5）與減速器大齒輪（4-3）連接，減速器大齒輪（4-3）通過第一向心推力球軸承（4-6）支撐于電機軸（5）上，空心絲桿（4-5）與絲桿螺母（4-4）耦合，只能轉動；絲桿螺母通過第二向心推力球軸承（4-7）與轉子固定連接，只能移動；轉子通過滾珠花鍵（4-8）與電機軸（5）連接只能相對軸移動；伺服電機受控旋轉時，減速器將力矩放大通過絲桿螺母副將旋轉力矩變為軸向力產生移動，轉子通過滾珠花鍵帶動電機軸轉動輸出動力，伺服機構由控制單元控制。

5.如權利要求1所述可變永磁磁阻電機，其特征在于所述使轉子相對于軸移動的調節磁鏈的機構是一個機械式的位置調節系統，自適應控制；系統主要由螺旋傳動副和測力彈簧（4-12）組成，螺旋傳動副包括電機軸上的外螺旋花鍵（5-1）的和位于轉子轂（1）內的螺旋花鍵套（1-1），螺旋花鍵套與電機軸上的外螺旋花鍵偶合可作螺旋運動以改變轉子位置；轉子電磁力矩按比例被轉換為軸向力，彈簧（4-12）在軸向力作用下變形產生位移實現轉子位置移動。