[发明专利]双转子电磁机的控制

说明书

交叉引用相关申请

这是罗纳德·迪安·布莱纳(Ronald D Bremner)于2006年10月26日提交的名称为“双转子电磁机”、申请号为11/588546的专利申请的部分继续申请案，它们的发明人相同。

技术领域

本发明涉及一种无刷永磁电动机和发电机，尤其涉及那些诸如用在混合车辆或电机工具中的必须在宽幅速度范围内运转的电动机和发电机。

背景技术

无刷永磁电动机具有与其速度成比例的反电动势。在高速时，所述电动机的反电动势可能高达超过所能给予的动力。超过此速度时，必须增加附加电流以减弱电动机的磁场。这就是常说的“磁场弱化”，这在转让给优尼克移动(UniqueMobility)有限公司的专利号为5677605的美国专利中有描述。该电流造成电力损失并产生热，还需要该电子装置增加电容。

申请号为6998757的美国专利描述了解决该问题的一个方案，其中一种多转子同步电机包括设置在定子铁芯的外部和内部表面的第一和第二转子。安装在所述第二转子内部的机构控制所述第一和第二转子的相对转动。专利号为4739201的美国专利描述了一种具有两个转子的电磁机，所述转子成角度地互相位移以减少转矩波动，但是没有描述可以控制所述两转子之间位移的相对角度的机构。专利号为6975055的美国专利描述了另一种具有两个转子的电磁机，其中所述两个具有场磁体的转子被旋在一根螺杆上。

然而，上述这些电机都没有一种用于调节转子相对角位移的机构，该机构应当简单、便宜，当所述电机运转时该机构能够操作并能承载高转矩负载。此外，这些电机都没有使用相互180度排列时提供反电动势的多个转子。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种双转子电磁机，其具有一种简单且廉价的调节转子相对角位移的机构。

本发明的另一目的是提供一种双转子电磁机，其具有一种能在所述机器运行时操作的机构。

本发明的另一目的是提供一种双转子电磁机，其具有一种能承载高转矩负载的机构。

实现本发明的上述目的的技术方案如下：一种同步电机，包括外壳和可旋转地支撑在该壳体内的一对轴；第一转子固定在第一轴以可旋转；第二转子固定在第二轴以可旋转，两个转子载有永磁体场磁极；第一环形定子安装在所述外壳内并包围所述第一转子；第二环形定子安装在所述外壳内并包围所述第二转子，两个定子各具有缠绕在其上的定子线圈；一间隙分隔开所述第一和第二定子；一连接机构连接至所述第一和第二轴并且该连接机构在所述第一和第二轴旋转过程中可操作，以调节所述第二轴相对所述第一轴的角定位。

所述连接机构是行星齿轮装置，其具有连接至所述第一轴的第一太阳齿轮、连接至所述第二轴的第二太阳齿轮、连接至所述第一太阳齿轮的第一行星齿轮组、连接至所述第二太阳齿轮的第二行星齿轮组、可旋转地支撑所述第一和第二行星齿轮组的行星架、固定在所述外壳上并与所述第一行星齿轮组啮合的固定齿圈、及由所述壳体可转动地支撑并与所述第二行星齿轮组啮合的活动齿圈。

一种控制同步电机的方法，包括：确定符合要求的两个转子间的排列角度，所述两转子各具有不同的长度而且各具有至少一队安装在其外缘的磁体；在电机运行过程中，利用行星齿轮装置自动改变该电机内的所述两个转子间的角位移至符合要求的排列角度。所述角位移为0度(即所述两个转子相互对准)能使在一基本速度下的反电动势等于角位移为180度(即所述两个转子完全未对准)在一最高速度下的反电动势。

一种制造同步电机的方法，包括：当所给定的具体电机有一个转子时，预先确定该给定的具体电机的总的转子长度；根据给定的具体期望的基本速度和最大速度确定两个转子中每一个转子的不同长度。所述同步电机被制造成具有确定的分别不同的转子长度。所述分别不同的转子长度根据以下公式来计算：

Δ＝基本速度/最大速度，及

第一转子长度＝(0.5+Δ/2)*总的转子长度

第二转子长度＝(0.5-Δ/2)*总的转子长度

对于驱动所述电机的至少一个电动机设备的给定额定电压，根据在基本速度下的反电动势确定线圈的第一数量，所述同步电机被制造成具有所述确定的线圈的第一数量。同样，如果线圈的第二数量是根据具有一个转子或具有两个相同长度且呈0度排列的转子的同步电机的最大速度下的反电动势确定的，则要求所述线圈的第一数量从第二数量增加；从而线圈数量的增加减小了所述电机的电流需求量。

附图说明

图1是本发明实施例所述电磁机拆除端板后的透视图；