[发明专利]可变磁通型旋转电机

权利要求书

1.一种可变磁通型旋转电机，包括：

环形定子(11)，包括缠绕在多个齿(51)上的定子线圈(C)；以及

圆形转子(12)，与所述定子(11)同心并且在所述转子(12)与所述定子(11)之间限定出空气隙(4)，并且所述转子(12)包括设置于d轴磁路上的至少一个永磁体(m)，磁场回路的形状相对于磁极中心基本上对称；其特征在于，

所述至少一个永磁体(m)设置于所述转子(12)中，使得所述至少一个永磁体(m)与形成于所述转子(12)中的电间隙部分(16)之间的磁路(2)的宽度(A)小于靠近所述空气隙(4)的所述转子(12)外圆周部分上的磁通旁路路径(3)的宽度(B)，所述磁通旁路路径(3)形成于所述电间隙部分(16)与空气隙(4)之间，d轴磁路上的磁阻小于q轴磁路上的磁阻，以及所述定子(11)与所述转子(12)相对于所述至少一个永磁体(m)设置以在处于或者低于所述定子(11)和转子(12)中的至少一个的芯体材料的磁饱和的范围内设定d(Kt(I))/dI≥0的操作特性，其中KT代表扭矩常量，而I代表施加的电流，并且相应于由Tr＝KT×I表示的、作用在所述转子(12)上的给定扭矩Tr，扭矩常量KT相对于所施加电流I的函数由KT＝Kt(I)表示。

2.根据权利要求1所述的可变磁通型旋转电机，其中

从所述至少一个永磁体(m)发出的磁通的分布具有特性d(Kt(I))/dI≥0，使得所述定子(11)以及所述转子(12)相对于至少一个永磁体(m)布置以设定随着电流的施加而减小的、在无载荷状态下所述至少一个永磁体(m)的磁通向相反磁极的泄漏量以及取值比最小扭矩常量KT_min大10％或者更多的最大扭矩常量KT_max。

3.根据权利要求1或2所述的可变磁通型旋转电机，其中

关于所述磁场回路的磁体磁通特性，所述定子(11)以及转子(12)相对于所述至少一个永磁体(m)布置以设置用作磁通向相邻永磁体磁极泄漏的路径且设置在所述转子(12)与定子(11)之间的空气隙(4)附近的磁通旁路路径(3)的磁通流入和流出部分，使得与朝向所述至少一个永磁体(m)的相反磁极泄漏所遇到的磁场阻力相比，从所述至少一个永磁体(m)发出的磁通朝向与所述至少一个永磁体(m)相邻的相邻永磁体(m)的相反磁极泄漏遇到更小的磁场阻力。

4.根据权利要求1或2所述的可变磁通型旋转电机，其中

磁场阻碍部件被设置于所述磁通旁路路径(3)与空气隙(4)之间，以抑制从所述磁通旁路路经向所述定子(11)的定子铁芯(14)的磁通泄漏。

5.根据权利要求4所述的可变磁通型旋转电机，其中

所述转子铁芯(13)有桥形成部分，设置在所述磁场阻碍部件与所述空气隙之间。

6.根据权利要求3所述的可变磁通型旋转电机，其中

所述磁通旁路路径(3)的磁通流入以及流出部分设置在所述空气隙(4)附近，并且所述磁通旁路路径(3)如此设置，使得形成于所述磁通旁路路径(3)上的磁通矢量的方向与所述转子(12)外圆周的圆弧和所述磁通矢量之间交点处的切线方向之间的角度在45°至90°的范围内。

7.根据权利要求1或2所述的可变磁通型旋转电机，其中

所述转子(12)有凸极特性，其中d轴电感Ld大于q轴电感Lq。

8.根据权利要求1或2所述的可变磁通型旋转电机，其中

所述至少一个永磁体(m)的磁体厚度与矫顽场强度之间的关系根据用于驱动旋转电机的电源容量以及定子(11)的特性进行设定，以提供其中所述至少一个永磁体在操作期间通过反电场选择性地予以磁化以及退磁的磁化/退磁能力。