[發(fā)明專利]電機

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201980047346.8
• 申請日: 2019-05-23
• 公開（公告）號: CN112740523A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M.J.魯賓;W.W.彭寧頓三世;A.D.阿姆布雷赫特;G.G.史蒂文森
• 申請（專利權(quán)）人: Tau電機股份有限公司
• 主分類號: H02K41/06
• 分類號: H02K41/06;H02K7/116;H02K41/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 葛飛

電機具有通過章動牽引界面機械聯(lián)接到轉(zhuǎn)子的定子，使得在轉(zhuǎn)子相對于定子章動期間，轉(zhuǎn)子的傾斜軸線圍繞輸出軸的旋轉(zhuǎn)軸線行進。轉(zhuǎn)子和定子的表面界定了動態(tài)間隙，通過電機的電激活在該動態(tài)間隙上產(chǎn)生磁場，以在轉(zhuǎn)子和定子之間產(chǎn)生力。牽引界面和間隙被布置成使得在包含輸出軸的旋轉(zhuǎn)軸的平坦表面中，牽引界面相對于界定出間隙的定子表面成角度。轉(zhuǎn)子通過可傾斜的連接件(如萬向節(jié))連接到輸出軸。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電機和這種電機的操作。

背景技術(shù)

電機的特征之一是轉(zhuǎn)矩密度(即每單位電機體積可獲得的轉(zhuǎn)矩)。對于許多需要特別高扭矩密度的應(yīng)用，液壓電機具有更實際的用途，因為用電動電機實現(xiàn)高扭矩密度具有挑戰(zhàn)性。傳統(tǒng)電機具有帶電磁元件的定子和相對于定子繞旋轉(zhuǎn)中心軸線旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子。定子和/或轉(zhuǎn)子被電激活以產(chǎn)生用于形成扭矩的切向磁力。除了切向力，電機還在定子和轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生由磁場產(chǎn)生的法向力(有時稱為徑向壓力)，該法向力比切向力大一個數(shù)量級。在典型的電機中，轉(zhuǎn)子上的徑向壓力被仔細平衡，以防止定子-轉(zhuǎn)子碰撞。有些人試圖通過使用一個偏心運動的轉(zhuǎn)子來利用法向力。

需要新的電機設(shè)計，其至少部分地利用徑向壓力來產(chǎn)生具有可接受的平滑動力傳輸?shù)呐ぞ亍?/p>

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個方面的特征在于一種電機，該電機具有限定旋轉(zhuǎn)軸線的輸出軸、可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到輸出軸的轉(zhuǎn)子、以及通過章動牽引界面機械地聯(lián)接到轉(zhuǎn)子的定子，使得在轉(zhuǎn)子相對于定子進行章動期間，轉(zhuǎn)子的傾斜軸線圍繞輸出軸的旋轉(zhuǎn)軸線行進。定子的一表面和轉(zhuǎn)子限定了動態(tài)間隙，通過電機的電激活而在該動態(tài)間隙上產(chǎn)生磁場，以在轉(zhuǎn)子和定子之間產(chǎn)生力。牽引界面和間隙被布置成使得，在包含輸出軸的旋轉(zhuǎn)軸線的平面中，牽引界面相對于界定出間隙的定子表面成角度。

在一些實施例中，轉(zhuǎn)子是第一轉(zhuǎn)子，定子是第一定子，章動牽引界面是第一章動牽引界面。電機還包括可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到輸出軸的第二轉(zhuǎn)子，以及通過第二章動牽引界面機械地聯(lián)接到第二轉(zhuǎn)子的第二定子，使得在第二轉(zhuǎn)子相對于第二定子章動期間，第二轉(zhuǎn)子的傾斜軸線行進以相對于輸出軸的旋轉(zhuǎn)軸線限定錐形表面。第二定子的一表面和第二轉(zhuǎn)子限定一間隙，通過電機的電激活而在該間隙上產(chǎn)生磁場，以在第二轉(zhuǎn)子和第二定子之間產(chǎn)生力。

在一些示例中，第一和第二轉(zhuǎn)子聯(lián)接到輸出軸，使得在電機操作期間，第一和第二轉(zhuǎn)子軸線相對于輸出軸的旋轉(zhuǎn)軸線在相反方向上傾斜。

在一些情況下，第一章動牽引界面的行進接合點與第二章動牽引界面的行進接合點相對于第一定子旋轉(zhuǎn)對準。

第一和第二轉(zhuǎn)子可軸向設(shè)置在第一和第二章動牽引界面之間，或者第一和第二章動牽引界面可設(shè)置在第一和第二轉(zhuǎn)子之間。

在一些電機中，轉(zhuǎn)子通過萬向節(jié)可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到輸出軸，萬向節(jié)限定了彼此垂直且與輸出軸的旋轉(zhuǎn)軸垂直的兩個獨立傾斜軸線。

在一些例子中，定子表面是圓柱形的。在這種情況下，轉(zhuǎn)子表面可以是截頭圓錐形。

在許多實施例中，動態(tài)氣隙是徑向氣隙。“徑向”氣隙是指定子和轉(zhuǎn)子之間沿主動磁通路徑的氣隙，其中相對于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸，穿過氣隙的最小磁阻路徑是徑向多于軸向或切向。氣隙是動態(tài)的，因為由于轉(zhuǎn)子章動，，氣隙在轉(zhuǎn)子周圍隨時間從一點到另一點發(fā)生尺寸變化。

在一些配置中，定子具有帶相關(guān)繞組的定子磁極，并且徑向氣隙在定子磁極的徑向內(nèi)側(cè)。優(yōu)選地，在章動期間的任何點，牽引界面的最大牽引接合點和最小動態(tài)氣隙點設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸的相反側(cè)。

在一些其它配置中，定子具有帶相關(guān)繞組的定子磁極，并且徑向氣隙在定子磁極的徑向外側(cè)。優(yōu)選地，在章動期間的任何點，牽引界面的最大牽引接合點與最小動態(tài)氣隙的瞬時點設(shè)置在輸出軸的同一側(cè)。