專利名稱：雙定子錐形可調(diào)氣隙永磁電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機(jī)領(lǐng)域，具體涉及一種雙定子錐形可調(diào)氣隙永磁電機(jī)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)永磁電機(jī)多通過調(diào)節(jié)定子電流來達(dá)到弱磁增速的目的，雖然可以 實(shí)現(xiàn)弱磁擴(kuò)速，但是由于定子電流直軸電樞電流的增加，使得電機(jī)效率降低， 限制了系統(tǒng)調(diào)速范圍的進(jìn)一步拓寬。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)永磁電機(jī)電機(jī)效率降低的問題，而提出了一 種雙定子錐形可調(diào)氣隙永磁電機(jī)。
本發(fā)明包括定子、轉(zhuǎn)子、支撐架和兩個轉(zhuǎn)子滑道；定子包括外定子鐵心、 內(nèi)定子鐵心和定子繞組，定子繞組分別設(shè)置在外定子鐵心和內(nèi)定子鐵心上，外 定子鐵心、轉(zhuǎn)子和內(nèi)定子鐵心固定在支撐架上，外定子鐵心、轉(zhuǎn)子和內(nèi)定子鐵 心由外向內(nèi)依次同軸套裝在一起，內(nèi)定子鐵心外表面與轉(zhuǎn)子內(nèi)表面之間設(shè)置有 均等的內(nèi)氣隙；轉(zhuǎn)子外表面與外定子鐵心內(nèi)表面之間設(shè)置有均等的外氣隙，內(nèi) 定子鐵心外表面與轉(zhuǎn)子內(nèi)表面同為錐面或圓柱面，轉(zhuǎn)子外表面與外定子鐵心內(nèi) 表面同為錐面或圓柱面； 一個轉(zhuǎn)子滑道設(shè)置在支撐架轉(zhuǎn)子輸出軸的環(huán)形開口 上，另一個轉(zhuǎn)子滑道設(shè)置在支撐架內(nèi)部轉(zhuǎn)子端部位置上，轉(zhuǎn)子的輸出軸通過一 個轉(zhuǎn)子滑道滾動連接在支撐架上，轉(zhuǎn)子的端部通過另一個轉(zhuǎn)子滑道滾動連接在 支撐架內(nèi)部，轉(zhuǎn)子還包括氣隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，氣隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)置在轉(zhuǎn)子的端部和另 一個轉(zhuǎn)子滑道之間。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，對永磁電機(jī)弱磁方法簡單，調(diào)節(jié)性能好， 擴(kuò)速范圍寬，同時由于采用雙氣隙，弱磁擴(kuò)速后通過靈活的控制方式可以達(dá)到 較高的效率，并且能夠提供足夠的轉(zhuǎn)矩。


圖l是具體實(shí)施方式
二的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是具體實(shí)施三的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是具體實(shí)施方式
四的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
結(jié)合圖1、圖2或圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式
它包括定子、轉(zhuǎn)子、支撐架和兩個轉(zhuǎn)子滑道；定子包括外定子鐵心6、內(nèi)定子 鐵心8和定子繞組9，定子繞組9分別設(shè)置在外定子鐵心6和內(nèi)定子鐵心8上， 外定子鐵心6、轉(zhuǎn)子7和內(nèi)定子鐵心8固定在支撐架上，外定子鐵心6、轉(zhuǎn)子 7和內(nèi)定子鐵心8由外向內(nèi)依次同軸套裝在一起，內(nèi)定子鐵心8外表面與轉(zhuǎn)子 7內(nèi)表面之間設(shè)置有均等的內(nèi)氣隙a;轉(zhuǎn)子7外表面與外定子鐵心6內(nèi)表面之 間設(shè)置有均等的外氣隙b，內(nèi)定子鐵心8外表面與轉(zhuǎn)子7內(nèi)表面同為錐面或圓 柱面，轉(zhuǎn)子7外表面與外定子鐵心6內(nèi)表面同為錐面或圓柱面； 一個轉(zhuǎn)子滑道 設(shè)置在支撐架轉(zhuǎn)子輸出軸的環(huán)形開口 15上，另一個轉(zhuǎn)子滑道設(shè)置在支撐架內(nèi) 部轉(zhuǎn)子端部位置上，轉(zhuǎn)子7的輸出軸通過一個轉(zhuǎn)子滑道滾動連接在支撐架上， 轉(zhuǎn)子7的端部通過另一個轉(zhuǎn)子滑道滾動連接在支撐架內(nèi)部，轉(zhuǎn)子7還包括氣隙 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，氣隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)置在轉(zhuǎn)子7的端部和另一個轉(zhuǎn)子滑道之間。
具體實(shí)施方式
二結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方 式一不同點(diǎn)在于內(nèi)定子鐵心8外表面、轉(zhuǎn)子7內(nèi)表面、轉(zhuǎn)子7外表面和外定子 鐵心6內(nèi)表面同為錐面，其它組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。內(nèi)外定 子鐵心都對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生軸向磁拉力和轉(zhuǎn)矩作用。通過對定子繞組9電流的控制， 可以獲得轉(zhuǎn)子7合適的軸向位移，使氣隙增大，減弱氣隙磁場，實(shí)現(xiàn)弱磁擴(kuò)速, 同時通過定子繞組9電流的控制在氣隙增大的情況下可以獲得足夠的輸出轉(zhuǎn) 矩。
具體實(shí)施方式
三結(jié)合圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方 式一不同點(diǎn)在于內(nèi)定子鐵心8外表面與轉(zhuǎn)子7內(nèi)表面同為錐面，轉(zhuǎn)子7外表面 與外定子鐵心6內(nèi)表面同為圓柱面；軸向磁拉力僅由內(nèi)定子鐵心8對轉(zhuǎn)子7 的作用產(chǎn)生，轉(zhuǎn)矩由內(nèi)定子鐵心8和外定子鐵心6共同產(chǎn)生。其它組成和連接 關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。通過對內(nèi)定子鐵心8中的定子繞組9電流的控制， 可以獲得合適的轉(zhuǎn)子軸向位移，使氣隙增大，從而減弱氣隙磁場，實(shí)現(xiàn)弱磁擴(kuò) 速，同時對外定子鐵心6的定子繞組9電流的控制，在氣隙增大的情況下仍然 可以得到足夠的輸出轉(zhuǎn)矩。
具體實(shí)施方式
四結(jié)合圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方 式一不同點(diǎn)在于內(nèi)定子鐵心8外表面與轉(zhuǎn)子7內(nèi)表面同為圓柱面，轉(zhuǎn)子7外表面與外定子鐵心6內(nèi)表面同為錐面；軸向磁拉力僅由外定子鐵心6對轉(zhuǎn)子的作 用產(chǎn)生，轉(zhuǎn)矩由內(nèi)定子鐵心8和外定子鐵心6共同產(chǎn)生。其它組成和連接關(guān)系 與具體實(shí)施方式
一相同。通過對外定子鐵心6的定子繞組9電流的控制，可以 獲得合適的轉(zhuǎn)子軸向位移，使氣隙增大，從而減弱氣隙磁場，實(shí)現(xiàn)弱磁擴(kuò)速， 同時對內(nèi)定子鐵心8的定子繞組9電流的控制，在氣隙增大的情況下仍然可以 得到足夠的輸出轉(zhuǎn)矩。
具體實(shí)施方式
五結(jié)合圖1、圖2和圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式 與具體實(shí)施方式
一至四不同點(diǎn)在于支撐架包括中心軸1、前端蓋4、機(jī)殼5和 后端蓋12;前端蓋4和后端蓋12通過機(jī)殼5的前端和后端與中心軸1的前端 和后端連接在一起；所述的環(huán)形開口 15設(shè)置在支撐架的前端蓋4上，后端蓋 12的內(nèi)部設(shè)置有與后端蓋12同圓心的擋圈16，中心軸1后端位于轉(zhuǎn)子端部位 置上設(shè)置有圓環(huán)形凸沿17;
設(shè)置在轉(zhuǎn)子輸出軸的環(huán)形開口 15的一個轉(zhuǎn)子滑道由轉(zhuǎn)子軸端內(nèi)軸承2和 轉(zhuǎn)子軸端外軸承3組成，轉(zhuǎn)子軸端內(nèi)軸承2和轉(zhuǎn)子軸端外軸承3為兩個滾動軸 承，轉(zhuǎn)子軸端內(nèi)軸承2的內(nèi)軸承蓋和轉(zhuǎn)子軸端外軸承3的外軸承蓋分別安裝在 轉(zhuǎn)子輸出軸的環(huán)形開口 15的內(nèi)壁和外壁上，轉(zhuǎn)子軸端內(nèi)軸承2的外軸承蓋和 轉(zhuǎn)子軸端外軸承3的內(nèi)軸承蓋同時安裝在轉(zhuǎn)子7的輸出軸上；
設(shè)置在支撐架內(nèi)部轉(zhuǎn)子端部位置上的另一個轉(zhuǎn)子滑道由轉(zhuǎn)子頂端內(nèi)軸承 13和轉(zhuǎn)子頂端軸承14組成，轉(zhuǎn)子頂端內(nèi)軸承13為滾子軸承，轉(zhuǎn)子頂端內(nèi)軸 承13的內(nèi)軸承蓋設(shè)置在支撐架的中心軸1的圓環(huán)形凸沿17的外表面上，轉(zhuǎn)子 頂端軸承14為推力軸承，轉(zhuǎn)子頂端軸承14的后軸承蓋設(shè)置在支撐架的后端蓋 12的內(nèi)部的擋圈16內(nèi)，轉(zhuǎn)子頂端軸承14的前軸承蓋設(shè)置在轉(zhuǎn)子7的頂端；
氣隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括壓力彈簧IO和彈簧擋圈11,彈簧擋圈11的側(cè)面固定 在轉(zhuǎn)子頂端軸承14的前軸承蓋上，彈簧擋圈11的內(nèi)表面固定在轉(zhuǎn)子7的頂端 的環(huán)形臺肩18內(nèi)，彈簧擋圈11的外臺肩與轉(zhuǎn)子7的頂端形成一個圓環(huán)形凹槽 19，壓力彈簧10配置在轉(zhuǎn)子7和彈簧擋圈11之間圓環(huán)形凹槽19內(nèi)。
其它組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一至四相同。
本發(fā)明內(nèi)容不僅限于上述各實(shí)施方式的內(nèi)容，其中一個或幾個具體實(shí)施方 式的組合同樣也可以實(shí)現(xiàn)發(fā)明的目的。本發(fā)明電機(jī)在定子繞組9不通電流時，由轉(zhuǎn)子7上嵌入的永磁體建立兩個 氣隙內(nèi)的磁場，由于內(nèi)外氣隙至少有一個呈錐形，因而轉(zhuǎn)子7受到指向壓力彈 簧10方向的磁拉力，壓縮壓力彈簧IO,通過彈簧擋圈11與轉(zhuǎn)子頂端軸承14 承受轉(zhuǎn)子7所受的軸向磁拉力；正常工作時，定子繞組9電流對氣隙磁場的減 弱作用不足以使轉(zhuǎn)子7受到的軸向磁拉力減小，因而壓力彈簧10不會推動轉(zhuǎn) 子產(chǎn)生軸向位移，電機(jī)可以穩(wěn)定工作；弱磁擴(kuò)速時，通過對內(nèi)定子鐵心8中的 定子繞組9電流或者外定子鐵心6中的定子繞組9電流的控制，使轉(zhuǎn)子7所受 的軸向磁拉力減小，壓力彈簧10有一定回復(fù)，轉(zhuǎn)子7產(chǎn)生軸向位移，氣隙增 大，因而使得較寬范圍的弱磁擴(kuò)速得以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1、雙定子錐形可調(diào)氣隙永磁電機(jī)，它包括定子、轉(zhuǎn)子(7)、支撐架和兩個轉(zhuǎn)子滑道；定子包括外定子鐵心(6)、內(nèi)定子鐵心(8)和定子繞組(9)，定子繞組(9)分別設(shè)置在外定子鐵心(6)和內(nèi)定子鐵心(8)上，外定子鐵心(6)、轉(zhuǎn)子(7)和內(nèi)定子鐵心(8)固定在支撐架上，其特征在于外定子鐵心(6)、轉(zhuǎn)子(7)和內(nèi)定子鐵心(8)由外向內(nèi)依次同軸套裝在一起，內(nèi)定子鐵心(8)外表面與轉(zhuǎn)子(7)內(nèi)表面之間設(shè)置有均等的內(nèi)氣隙(a)；轉(zhuǎn)子(7)外表面與外定子鐵心(6)內(nèi)表面之間設(shè)置有均等的外氣隙(b)，內(nèi)定子鐵心(8)外表面與轉(zhuǎn)子(7)內(nèi)表面同為錐面或圓柱面，轉(zhuǎn)子(7)外表面與外定子鐵心(6)內(nèi)表面同為錐面或圓柱面；一個轉(zhuǎn)子滑道設(shè)置在支撐架轉(zhuǎn)子輸出軸的環(huán)形開口(15)上，另一個轉(zhuǎn)子滑道設(shè)置在支撐架內(nèi)部轉(zhuǎn)子端部位置上，轉(zhuǎn)子(7)的輸出軸通過一個轉(zhuǎn)子滑道滾動連接在支撐架上，轉(zhuǎn)子(7)的端部通過另一個轉(zhuǎn)子滑道滾動連接在支撐架內(nèi)部，轉(zhuǎn)子(7)還包括氣隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，氣隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)置在轉(zhuǎn)子(7)的端部和另一個轉(zhuǎn)子滑道之間。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙定子錐形可調(diào)氣隙永磁電機(jī)，其特征在于支 撐架包括中心軸(l)、前端蓋(4)、機(jī)殼(5)和后端蓋(12);前端蓋(4)和后端蓋(12) 通過機(jī)殼(5)的前端和后端與中心軸(1)的前端和后端連接在一起。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙定子錐形可調(diào)氣隙永磁電機(jī)，其特征在于所 述的環(huán)形開口 (15)設(shè)置在支撐架的前端蓋(4)上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙定子錐形可調(diào)氣隙永磁電機(jī)，其特征在于支 撐架的后端蓋(12)的內(nèi)部設(shè)置有與后端蓋(12)同圓心的擋圈(16)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙定子錐形可調(diào)氣隙永磁電機(jī)，其特征在于支 撐架的中心軸(1)后端位于轉(zhuǎn)子端部位置上設(shè)置有圓環(huán)形凸沿(17)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的雙定子錐形可調(diào)氣隙永磁電機(jī)，其特征 在于所述的設(shè)置在轉(zhuǎn)子輸出軸的環(huán)形開口(15)的一個轉(zhuǎn)子滑道由轉(zhuǎn)子軸端內(nèi) 軸承(2)和轉(zhuǎn)子軸端外軸承(3)組成，轉(zhuǎn)子軸端內(nèi)軸承(2)和轉(zhuǎn)子軸端外軸承(3)為 兩個滾動軸承，轉(zhuǎn)子軸端內(nèi)軸承(2)的內(nèi)軸承蓋和轉(zhuǎn)子軸端外軸承(3)的外軸承 蓋分別安裝在轉(zhuǎn)子輸出軸的環(huán)形開口(15)的內(nèi)壁和外壁上，轉(zhuǎn)子軸端內(nèi)軸承(2) 的外軸承蓋和轉(zhuǎn)子軸端外軸承(3)的內(nèi)軸承蓋同時安裝在轉(zhuǎn)子(7)的輸出軸上。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙定子錐形可調(diào)氣隙永磁電機(jī)，其特征在于 所述的設(shè)置在支撐架內(nèi)部轉(zhuǎn)子端部位置上的另一個轉(zhuǎn)子滑道由轉(zhuǎn)子頂端內(nèi)軸承(13)和轉(zhuǎn)子頂端軸承(14)組成，轉(zhuǎn)子頂端內(nèi)軸承(13)為滾子軸承，轉(zhuǎn)子頂端內(nèi) 軸承(13)的內(nèi)軸承蓋設(shè)置在支撐架的中心軸(1)的圓環(huán)形凸沿(17)的外表面上， 轉(zhuǎn)子頂端軸承(14)為推力軸承，轉(zhuǎn)子頂端軸承(14)的后軸承蓋設(shè)置在支撐架的 后端蓋(12)的內(nèi)部的擋圈(16)內(nèi)，轉(zhuǎn)子頂端軸承(14)的前軸承蓋設(shè)置在轉(zhuǎn)子(7) 的頂端。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙定子錐形可調(diào)氣隙永磁電機(jī)，其特征在于 氣隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括壓力彈簧(10)和彈簧擋圈(11),彈簧擋圈(ll)的側(cè)面固定在轉(zhuǎn) 子頂端軸承(14)的前軸承蓋上，彈簧擋圈(11)的內(nèi)表面固定在轉(zhuǎn)子(7)的頂端的 環(huán)形臺肩(18)內(nèi)，彈簧擋圈(11)的外臺肩與轉(zhuǎn)子(7)的頂端形成一個圓環(huán)形凹槽 (19)，壓力彈簧(10)配置在轉(zhuǎn)子(7)和彈簧擋圈(11)之間圓環(huán)形凹槽(19)內(nèi)。
全文摘要
雙定子錐形可調(diào)氣隙永磁電機(jī)，它涉及電機(jī)領(lǐng)域，它解決了現(xiàn)有傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)永磁電機(jī)電機(jī)效率降低的問題。它的外定子鐵心、轉(zhuǎn)子和內(nèi)定子鐵心由外向內(nèi)依次同軸套裝在一起，定子鐵心與轉(zhuǎn)子之間設(shè)置有均等的內(nèi)氣隙和外氣隙，內(nèi)定子鐵心外表面與轉(zhuǎn)子內(nèi)表面同為錐面或圓柱面，轉(zhuǎn)子外表面與外定子鐵心內(nèi)表面同為錐面或圓柱面；一個轉(zhuǎn)子滑道設(shè)置在支撐架轉(zhuǎn)子輸出軸的環(huán)形開口上，另一個轉(zhuǎn)子滑道設(shè)置在支撐架內(nèi)部轉(zhuǎn)子端部位置上，轉(zhuǎn)子的輸出軸穿過一個轉(zhuǎn)子滑道固定在支撐架上，轉(zhuǎn)子的端部通過另一個轉(zhuǎn)子滑道上固定在支撐架內(nèi)部，轉(zhuǎn)子還包括氣隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，氣隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)置在轉(zhuǎn)子的端部和另一個轉(zhuǎn)子滑道之間。本發(fā)明調(diào)節(jié)性能好，擴(kuò)速范圍寬，具有足夠的轉(zhuǎn)矩。
文檔編號H02K16/00GK101604891SQ20091007254
公開日2009年12月16日 申請日期2009年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月20日
發(fā)明者劉偉亮, 鳳 柴, 程樹康, 裴宇龍 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)