[发明专利]具有可运动转子段以减少反电动势的电马达

说明书

技术领域

本发明涉及电马达组件。

背景技术

一些电马达/发电机被称为永磁马达。这样的马达具有定子，所述定子具有承载三相交流电流的绕组，所述交流电流建立电动势以转动具有永磁体的转子。同时，永磁体的旋转磁场在绕组中产生“反电动势”。所谓的反电动势是与定子绕组中的电压相反的电压。作用于定子绕组的每一个相上的反电动势和磁场强度随转子的旋转位置呈正弦地变化。反电动势的平均值与转子的选择速度成比例。在低速条件下，由反电动势产生在绕组内的电压相对较低，且反电动势与输入电压相比可忽略。在高输出速度下，由反电动势产生在绕组内的电压相对较高，且与可施加到绕组的最大电压相比重要，从而在不减小转子的磁场的情况下，少量或没有电流会在绕组中流动。通常，使场削弱的电流被施加到定子绕组以抑制磁场和反电动势，从而扭矩-产生电流会在高转子速度下流动或更自由地流动经过绕组。反电动势的机械减小，特别是在高速度条件期间，会通过减少或消除经过定子绕组的场-削弱电流而显著地改进马达/发电机的效率，从而流经定子绕组的全部电流都用于扭矩的生成，并因此做有用功。

发明内容

通过将径向磁通马达的转子分为轴向部分或段，每一个部分具有一组或多组永磁体，且至少其中一个部分可绕旋转轴线相对于其他部分运动(即，倾斜或定相)，所述磁体将随着转子部分的共同旋转速度的增加而以一增加量彼此偏移。磁体彼此偏移减少了由旋转磁体产生的反电动势和磁场强度的正弦变化的幅度。反电动势的减少允许使必须被施加的场削弱电流的减小或消除，以及因此增加马达效率。

提供了一种电马达组件，该组件包括具有电绕组的定子和可绕旋转轴线旋转的转子组件。转子组件具有转子毂和被支撑在所述转子毂上的转子。所述转子毂具有第一和第二转子毂部分。所述转子具有第一和第二环形转子段，其中第一环形转子段被支撑用于与第一转子毂部分一起旋转，第二环形转子段被支撑用于与第二转子毂部分一起旋转。每一个转子段具有相应的一组磁体，所述磁体绕其周向地隔开。转子毂和转子段配置为使得至少一个转子段随着转子毂旋转而绕旋转轴线相对于其他转子段运动。所述至少一个转子段的相对运动是一量，所述量随着转子毂的速度增加而增加，以减少反电动势。所述运动可以通过利用离心力而产生，所述离心力随着速度增加而增加，而不需要控制系统来实现该运动。

所述电马达组件可配置有定相机构的各种实施例，以建立转子段中的一个的相对运动。例如，可以使用液压促动的叶片型移相器、液压促动的斜齿轮移相器、或使用离心质量部和啮合齿轮的移相器。在这些实施例的每一个中，移相器的促动可完全被动，其中，仅依靠转子的旋转来造成移相器的促动，而定相的量随着速度增加而增加。

本发明的上述特征和优势及其他特征和优势将从用于实施本发明的最佳模式的以下详细描述连同附图时显而易见。

附图说明

图1是动力传动系的第一实施例的示意图，所述动力传动系具有在本发明的范围内的电马达组件；

图2是图1的电马达组件的更详细的示意性横截面图；

图3是图2的电马达组件的示意性横截面图，其中端盖被移除；

图4是在本发明的范围内的电马达组件的另一实施例的示意性局部横截面图，该电马达组件可用在图1的动力传动系中；

图5是图4的在线5-5处截取的电马达组件的示意性横截面图，该组件具有定相机构的第一实施例；

图6是图2的在线6-6处截取的电马达组件的示意性横截面图，该组件具有定相机构的第二实施例；

图7是图2的在线7-7处截取的转子组件的示意性侧视图，，该组件具有定相机构的第一实施例，其中该转子以相对较低旋转速度旋转或静止；

图8是图7的转子组件的示意性端视图，其中该转子以相对较高的旋转速度旋转；

图9是反电动势与具有转子部分的定相的电马达组件的斜交角对照的示例性说明；以及

图10是电马达组件的系统动力损失与扭矩负载对照、在转子部分倾斜或不倾斜的情况下在转子部分的各旋转速度下的比较的示例性说明。

具体实施方式