[实用新型]一种新型电力变矩器

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种可以改变原动机扭矩，从而改善原动机驱动能力的电力变矩器，尤其适用于混合动力汽车及其他内燃机驱动的传动系统。

背景技术

目前，内燃机一般通过以下几种方式将扭矩输出至传动系统：离合器、液力变矩器、电传动系统等。

离合器由从动盘、压盘和分离机构组成。通过分离机构，依靠内燃机飞轮和从动盘之间的摩擦，使内燃机与传动系统暂时分离和逐渐接合，以切断或传递内燃机的动力输出。使用离合器，内燃机的输出扭矩不能变化。在离合器分离和接合的过程中，容易造成传动系统的扭矩突变，引起传动系统的振动和冲击，因此对离合器分离机构的操作要求很高。

液力变矩器由泵轮、涡轮、导轮和工作液组成。泵轮与内燃机相连，在工作液中旋转，工作液在离心力的作用下由泵轮的轴心向外运动，形成强大的涡流，从而推动涡轮旋转。涡轮与传动系统相连进行动力输出。由于使用液力传递力矩，液力变矩器的能量损耗比较大；动力传递也有迟滞，尽管现在采用了锁止离合器，但低转速时的迟滞和低效率仍无法避免。

电传动系统由一个安装在内燃机飞轮上的发电机，一个(或多个)安装在传动系统上的电动机和控制系统组成。内燃机的动力通过发电机发电，在控制系统的控制下，输送给电动机，电动机将电能转换成机械能后传递到传动系统。由于内燃机和传动系统之间没有机械连接，内燃机转速和传动系统转速之间没有必然联系，因此内燃机可以工作在更高效的工作点上。但是电传动系统比较复杂，能量经过两次转换(机械能转换成电能，电能转换成机械能)后，效率降低。

发明内容

为了克服现有各种传动方式的不足，本实用新型提供一种电力变矩器。它以电传动系统的原理为基础，利用磁场耦合，并通过电流的励磁作用，达到改变输出扭矩的效果。同时本实用新型的输入和输出之间没有机械连接，从而改善了传动过程中的冲击振东。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：在电传动系统中，发电机和电动机均采用轴向磁场结构，并具有相同的径向尺寸，将发电机和电动机的定子靠在一起从而形成一个定子，并采用开放式结构，就构成了本实用新型的电力变矩器。因此本实用新型由3个元件组成，主动转子、开放式定子和被动转子。主动转子通过磁场耦合的方式带动被动转子旋转，调整定子电流的大小，就可以改变被动转子气隙的磁通密度，因此改变了被动转子的输出扭矩。当主动转子和被动转子同时处于静止状态时，通过定子电流的励磁作用，在定子上产生旋转磁场，带动主动转子和被动转子同时旋转。

本实用新型的有益效果是，将电传动系统中的发电机和电动机整合在一起，结构简单；通过磁场的直接耦合，避免了能量的二次转换，提高了传动效率；定子电流的励磁作用，改变了原动机的输出扭矩，改善了原动机的驱动能力。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型一个实施例的结构图

图2是本实用新型的磁路原理图

图3是本实用新型第二个实施例的结构图

图4是本实用新型第三个实施例的结构图

图5是本实用新型第四个实施例的结构图

具体实施方式

在图1中，主动转子(1)、开放式定子(2)和被动转子(3)采用轴向布置。该实施例中的一对磁极的磁路如图2所示。磁力线从主动转子一对磁极(1)的N极出发，穿过开放式定子电枢(2)后，到达被动转子的一对磁极(3)，再通过开放式定子电枢(2)，回到主动转子该对磁极(1)的S极，从而形成磁路线的闭合。

在图3所示的实施例中，在图1实施例的基础上，在主动转子(1)和被动转子(3)之间增加了一个离合器(4)。通过操纵该离合器(4)，可以将主动转子(1)和被动转子(3)分开或结合。

在图4所示的实施例中，在图1实施例的基础上，在主动转子(1)和被动转子(3)之间增加了一个二自由度行星传动装置(4)。主动转子(1)、开放式定子(2)和被动转子(3)分别与二自由度行星传动装置(4)的一根轴相连。主动转子(1)的机械能通过磁路和机械连接两种方式同时传递给被动转子(3)。

在图5所示的实施例中，在图4实施例的基础上，二自由度行星传动装置(4)的一根轴不再与开放式定子(2)相连，而是连接了一个制动系统(5)。通过制动系统(5)制动，可以实现与图4所示实施例相同的功能；制动系统(5)不制动，则可以实现主动转子(1)或者被动转子(2)的自由旋转。