具有连续磁变特性的电机和其控制方法技术

电机产生具有连续可变的磁转矩和转矩分量的电动机转矩。电机包括定子和转子组件。转子轮毂的不同端部具有不同的平均磁场强度，其中一个端部处的第二场强比另一个端部处的场强更弱。转子轮毂沿着转子轴平移以改变电机的不同转速和转矩操作点下的磁转矩和磁阻转矩分量。车辆包括机器、变速器、负载和执行用于控制转子轮毂的轴向位置的方法的控制器。该方法可包括确定电机的速度和转矩，确定转子轮毂的对应的期望轴向位置，以及将转子轮毂平移到期望的轴向位置。

Motor with continuous magnetic variation characteristics and control method thereof

The motor generates motor torque with continuously variable magnetic torque and torque components. The motor includes stator and rotor assembly. Different ends of the rotor hub have different average magnetic field intensity, and the second field intensity at one end is weaker than that at the other end. The rotor hub moves along the rotor axis to change the magnetic and reluctance components of the motor at different rotational speeds and operating points. Vehicles include machines, gears, loads and controllers that perform methods for controlling the axial position of the rotor hub. The method may include determining the speed and torque of the motor, determining the corresponding desired axial position of the rotor hub, and translating the rotor hub to the desired axial position.

【技术实现步骤摘要】
具有连续磁变特性的电机和其控制方法引言使用电机产生转矩用于为范围广泛的机电系统提供动力。这样的电机(例如牵引电动机和电动机/发电机单元)包括转子轮毂和轴，该转子轮毂和轴相对于定子组件同心地定位。以导致电磁场彼此交替地吸引和排斥的方式严格地控制转子轮毂和定子组件的电磁场的相互作用，由此导致转子轴旋转。可利用转子轴的旋转以用在发电、推进系统和其它有益用途中。在永磁型电机中，稀土磁体表面安装到转子轮毂的叠层或嵌入在转子轮毂的叠层内。定子组件包括定子芯部，该定子芯部限定多个定子槽。定子槽单独地缠绕有一定长度的电线以形成定子绕组，其中每个定子绕组对应于多相配置中的不同电相位。当定子绕组依次通电时，末端效应是产生旋转电磁场。旋转电磁场然后以推拉方式与转子轮毂的永磁场相互作用，用合力使转子轴旋转。
技术实现思路
本文公开一种永磁型电机。电机由于其配置而具有连续可变磁阻特性，它们响应于电机的当前转速和转矩而选择。相对于内燃机，电机的操作在低速/高转矩操作状况期间、诸如在电动机转矩用于从静止状态快速地加速车辆时是能量有效的。然而，当电动机速度增大且电动机转矩减小时，由电机提供的效率优点趋于减少。在所公开的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可操作用于产生具有连续可变磁转矩和磁阻转矩分量的总电动机转矩的电机，所述电机包括：定子组件，其具有带轴向长度的定子芯部；以及转子组件，其包括各自具有相应的轴向长度的转子轴和圆柱形转子轮毂，所述圆柱形转子轮毂具有带第一平均磁场强度的第一端部和具有带第二平均磁场强度的第二端部，所述第二平均磁场强度所述第一平均磁场强度更弱；其中所述转子轮毂可相对于所述转子轴平移，所述转子轮毂的所述轴向长度超过所述定子芯部的所述轴向长度，并且所述转子轮毂被配置为沿着所述转子轴的所述轴向长度平移以响应于所述电机的不同速度和转矩操作点而连续地改变所述磁转矩和磁阻转矩分量对所述总电动机转矩的相对贡献。

【技术特征摘要】
2017.04.20 US 15/4926661.一种可操作用于产生具有连续可变磁转矩和磁阻转矩分量的总电动机转矩的电机，所述电机包括：定子组件，其具有带轴向长度的定子芯部；以及转子组件，其包括各自具有相应的轴向长度的转子轴和圆柱形转子轮毂，所述圆柱形转子轮毂具有带第一平均磁场强度的第一端部和具有带第二平均磁场强度的第二端部，所述第二平均磁场强度所述第一平均磁场强度更弱；其中所述转子轮毂可相对于所述转子轴平移，所述转子轮毂的所述轴向长度超过所述定子芯部的所述轴向长度，并且所述转子轮毂被配置为沿着所述转子轴的所述轴向长度平移以响应于所述电机的不同速度和转矩操作点而连续地改变所述磁转矩和磁阻转矩分量对所述总电动机转矩的相对贡献。2.根据权利要求1所述的电机，其中所述转子轮毂的所述轴向长度是所述定子芯部的所述轴向长度的至少150％。3.根据权利要求2所述的电机，其中所述定子轮毂缠绕有定子绕组，使得所述定子组件具有等于或超过所述转子轮毂的所述轴向长度的总轴向长度。4.根据权利要求1所述的电机，其中所述转矩操作点包括所述磁转矩分量为约75％并且所述磁阻转矩分量为约25％的低速/高转矩操作点，以及所述磁转矩分量和所述磁阻转矩分量中的每一个为约50％的高速/低转矩操作点。5.根据权利要求1所述的电机，进一步包括被设置在所述转子轮毂的所述第一或第二端部附近的致动器，其中所述转子轮毂经由来自所述致动器的施加力沿着所述转子轴的所述轴向长度主动地平移。6.根据权利要求1所述的电机，进一步包括被设置在所述转子轮毂的所述第一或第二端部附近的复位弹簧，其中所述转子轮毂经由将弱磁定子电流引入到所述定子绕组在一个方向上沿着所述转子轴的所述轴向长度被动地平移，并且经由所述复位弹簧的操作在另一个方向上被动地平移。7.一种车辆，包括：负载；变速器，其连接到所述负载并且被配置为响应于输入转矩而向所述负载提供输出转矩；可操作用于向所述变速器产生所述输入转矩的电机，所述输入转矩是具有连续可变的磁转矩和磁阻转矩...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·G·霍姆斯，P·F·特恩布尔，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US