[发明专利]一种永磁电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种电机，特别涉及一种有效长度和电机特性随工作模式不同而变化的电机。

背景技术

在很多高速场合，电机需要弱磁运行，而电机弱磁运行一方面控制困难，另一方面弱磁后电机的运行效率比较低。为了解决这个问题，很多厂家采用混合励磁电机，通过调节励磁实现全速范围内的高效运行，但是大多混合励磁电机需要电刷提供励磁电流，电机的可靠性和维护性较差，无刷形式的混合励磁电机目前还在研究阶段，没有实际的工业应用。还有很多厂家采用绕组切换的方式实现低速大转矩输出和高速运行，低速时绕组串联，高速时采用绕组并联，使得低速时电机输出大的转矩，高速时具有较小的反电势，但是这种方法是一种有级的模式，只能分固定几档进行调节，档位多时就非常复杂。

发明内容

本发明的目的是克服现有电机低速大转矩和宽调速范围难以调和，系统设计和控制困难的不足，提出一种新型的电机。本发明可兼顾低速大转矩和宽调速范围，同时提高电机全速范围内的系统效率。

径向磁通电机的有效长度定义为定子铁芯与转子铁芯在轴向重叠的部分，在此重叠部分，定转子的磁场可以相互作用，从而实现能量的转换。而定子铁芯与转子铁芯在轴向不重叠的部分无法实现能量的转换，是无效的部分。对于径向电机，电机的转矩和功率随着有效长度的增大而增大，电机的永磁反电势随着有效长度的增大而减小。

本发明的电机包括电机壳体，定子铁芯，永磁转子，定子绕组，转子轴，左侧轴承和右侧轴承。定子绕组嵌在定子铁芯的定子槽内，定子铁芯被电机壳体包裹，永磁转子有内螺纹，转子轴有外螺纹，永磁转子通过螺纹套在转子轴外侧，转子轴通过左侧轴承和右侧轴承支撑在定子铁芯的腔体中。永磁转子的左侧安装有左侧推力轴承，左侧推力轴承的转动部分与永磁转子刚性连接，转子的右侧安装有右侧推力轴承，右侧推力轴承的转动部分与永磁转子刚性连接；左侧推力轴承的左侧有左侧顶丝杆，右侧推力轴承的右侧有右侧顶丝杆；电机壳体左右两侧有螺纹孔，螺纹孔的螺纹与左侧顶丝杆和右侧顶丝杆相配合，左侧顶丝杆穿过电机壳体左侧的螺纹孔压在左侧推力轴承的静止部分，右侧顶丝杆穿过电机壳体右侧的螺纹孔压在右侧推力轴承的静止部分；永磁转子在转子轴上旋转并左右移动，通过控制左侧顶丝杆和右侧顶丝杆左右移动推动永磁转子在转子轴上左右移动。

所述的左侧顶丝杆和右侧顶丝杆可以是两个或者多个，两个或者多个左侧顶丝杆和右侧顶丝杆在圆周方向均匀分布。所述的左侧顶丝杆和右侧顶丝杆可以采用拨叉或者类似的机构替代。永磁转子与转子轴也可以通过花键或者类似的机构配合，实现旋转过程中左右移动的功能。

本发明的工作原理和工作过程描述如下：

当所述的电机需要增大的转矩输出时，同向旋转左侧顶丝杆和右侧顶丝杆，使永磁转子在转子轴上发生相对旋转从而轴向移动，使电机永磁转子与定子铁芯在轴向重叠的长度增加；当所述的电机需要减小的转矩输出，增加转速时，同向旋转左侧顶丝杆和右侧顶丝杆，使永磁转子在转子轴上发生相对旋转从而轴向移动，使电机永磁转子与定子铁芯在轴向重叠的长度减小，电机的输出转矩和永磁反电势均会减小。

由此可见，本发明提出的电机具有如下明显的技术优势：

1.电机结构简单，成本低；

2.电机特性可以根据需要连续的调整，且在全速度范围内具有较高的效率；

3.可以实现很宽范围的调速，理论上超过了传统永磁电机，且使得电机电磁设计简单。

附图说明

图1是本发明的电机，图中：1电机壳体，2定子铁芯，3永磁转子，4定子绕组，5转子轴，6左侧轴承，7右侧轴承，8左侧推力轴承，9右侧推力轴承，10左侧顶丝杆，11右侧顶丝杆。

具体实施方式