电磁无级变速功率分配装置制造方法及图纸

本发明专利技术为一种可以实现变速并且在变速的同时产生电能的装置，即发电的同时传递动能，将动能输入端输入的动能一分部直接转换为电能通过电能输入输出端输出，另外一部分直接通过动能输出端对外传递，并且动能输出端的输出转速是可以在动能输入端的输入动能转速不变的情况下进行调整（变速）,或向本发明专利技术电能输入输出端输入交变电流实现对输出动能的提高，提高输出转速;本发明专利技术可以应用于风力发电系统和新能源混合动力汽车系统中，本发明专利技术具备丰田ECVT变速器前级部分功能。

【技术实现步骤摘要】
电磁无级变速功率分配装置
磁力、电磁、机械传动、发电机、新能源汽车、风力发电。
技术介绍
现风力发电系统风叶主要是变桨和定浆两种，变桨系统通过变桨维持转速稳定，定浆系统需要风叶具备自动失速能力实现小范围稳定转速，发电机并网部分主要分为同步发电机并网、异步发电机并网、双馈发电机并网、永磁发电机并网，同步发电机并网需要稳定转速，异步发电机并网需要转速在稳定在一定范围内，并且并网可能对电网造成冲击，双馈发电机可以快速并网但是当转速不在额定范围时会有波形畸变和谐波，永磁发电机并网是需要经过变压变频过程，其波形稳定但变压器部分成本比较大，本专利技术可以应用于风力发电系统中实现混合发电并网过程,并且大幅度提高风能的利用率，实现大幅度低于额定风速或高于额定风速状态下发电，并且无需借助变桨系统和自动失速系统。基于现如今插电式混动、增程式混动，均存在一定缺陷，如插电式混动在馈电状态下低速行驶并不具备环保节能的价值，增程式混动在馈电状态下低速行驶动能效率最高90.25%（发电效率最高95%，电机效率最高95%，发动机发电后有电驱动行驶效率为0.95*0.95=90.25%，此处忽略控制器DC/AC转换变频器损耗），高速行驶能效低于插电式混动，本专利技术能综合增程式混合动力（弱混动）和插电式混动（强混动）的优势。
技术实现思路
本专利技术输出和输出端包括以下三个：动能输入端、动能输出端、电能输入输出端，本专利技术为一种可以实现变速并且在变速的同时产生电能的装置，即发电的同时传递动能，将动能输入端输入的动能一分部直接转换为电能通过电能输入输出端输出，另外一部分直接通过动能输出端对外传递，并且动能输出端的输出转速是可以在动能输入端的输入动能转速不变的情况下进行调整（变速）,或向本专利技术电能输入输出端输入交变电流实现对输出动能的提高，提高输出转速。本专利技术包含一个磁场转子和一个电枢转子；动能输入端和动能输出端可以分别设置在磁场转子或电枢转子的轴上，即：磁场转子和电枢转子的轴分别可以作为动能输入端或动能输出端，若磁场转子和电枢转子其中之一的轴是动能输出端则另外一者的轴为动能输入端，如磁场转子的轴作为动能输入端则电枢转子的轴必然只能是动能输出端；电能输入输出端是电枢转子的线圈，电能由电枢转子的线圈输出，或向电枢转子的线圈输入电能；磁场转子和电枢转子的轴同心，磁场转子的旋转体和电枢转子的旋转体可以相嵌套或平行（参考图1，在图1中存在两个子图分别表示嵌套结构和平行结构）；磁场转子是一个转子，转子的轴上有一个可以产生环形分布的多磁极磁场的环形或圆柱形旋转体，磁场的产生可以是通过线圈通电产生、永磁体产生或线圈通电和永磁体组合产生，可参考电机的永磁转子或励磁转子；电枢转子是一个转子，转子的轴上有一个拥有多个齿的旋转体，旋转体的齿上绕制线圈，可以存在多组线圈串联，轴上设置滑环，线圈的引线通过滑环、电刷引出，此转子上旋转体可以参考发电机定子部分，发电机定子固定于机壳上，此旋转体需要连接固定于轴上，旋转体的旋转能够带动轴的旋转；本专利技术可以应用于风力发电系统、汽车混合动力系统等同时需要使用电能和动能传递的系统中。本专利技术实现原理下述为当磁场转子的轴作为动能输入端，电枢转子的轴作为动能输出端时的工作原理描述：动能输入端输入动能，带动磁场转子旋转，形成一个旋转的磁场；此时旋转磁场的磁力线切割电枢转子的旋转体的线圈，会在电枢转子的旋转体的线圈上产生感应电动势，当电枢转子的旋转体的线圈闭合时则会在线圈中产生电流（线圈接入负载则线圈处于闭合状态），电能输入输出端连接在电枢转子的旋转体的线圈上；当在动能输出端上设置一个无限大的旋转阻力，此时动能输出端无法旋转，即电枢转子无法旋转，则其相当于定子，此时工作原理同发电机原理；由于电枢转子和磁场转子进行磁力线切割发电时会在电枢转子上产生一个力（余下文中称之为“磁力”），其力的大小取决于电枢转子的旋转体的线圈上的电流；上述的磁力可以理解为摩擦力（按照摩擦力理解更加易懂），比如汽车离合器压盘和汽车离合器片，汽车离合器的动能传递是改变离合器压盘和离合器片之间的压力调整他们之间的摩擦力，当两个物体之间的摩擦力越大他们之间的滑差就会越小，反之两个物体之间的摩擦力越小他们之间的滑差就会越大，本专利技术是通过改变电能输入输出端的电流大小来改变他们之间的磁力大小，电流越大磁力越大，他们之间的滑差越小，电流越小磁力越小他们之间的滑差越大，从而实现通过调整电能输入输出端的电流来改变动能输入端和动能输出端的滑差，实现调速的同时进行发电，他们之间的滑差转速是实际产生磁力线切割的转速。下述为当电枢转子的轴作为动能输入端，磁场转子的轴作为动能输出端时的工作原理：参考“当磁场转子的轴作为动能输入端，电枢转子的轴作为动能输出端时”，区别在于电枢转子的轴作为动能输入端，磁场转子的轴作为动能输出端时其电枢转子旋转，他们之间依然存在相对旋转，电枢转子的旋转体的线圈可以切割磁场转子的磁力线，本质上没有区别，主要是磁力线切割的参考改变；同样是切割磁力线进行动能传递和发电。基于上述原理本专利技术可以完成变速并且在变速的同时产生电能，其变速过程需要调整电能输入输出端的电流，当电能输入输出端的输出电流固定时，改变动能输出端负载扭矩也会改变动能输出端的转速，负载扭矩越大转速越低，负载扭矩越小转速越高,此处可按照日常中汽车离合器部分更容易理解，当离合器释放同样的高度汽车爬坡和平地行驶的速度不同，因为离合器高度相同压盘和离合器片之间的摩擦力也相同，而上述原理中本专利技术电能输入输出端的电流不变那么施加于磁场转子和电枢转子之间的磁力不变，那么他们之间的转速就和动能输出端的负载相关。当向本专利技术的电能输入输出端输入直流电流时的工作原理：当向本专利技术的电能输入输出端输入电流，电枢转子的线圈输入电流即产生磁场，两个磁场耦合同样会在两个转子之间产生磁力,磁力的大小由输入的电流大小决定，改变输入电流的大小可以改变磁力强度，完成变速。当直接短接电能输入输出端：即电枢转子的线圈处于闭合状态，那么此时本装置工作类似于异步电机，存在不完全的动能传递，存在滑差，此滑差和设计、动能输出端的负载、短接后线圈内阻相关，从此可得知将短接换成可以调节电流（电阻改变）的电路也可实现对于滑差的控制，完成变速。当向本专利技术的电能输入输出端输入交变电流时的工作原理：当向本专利技术的电能输入输出端输入交变电流，那么本使用新型也可以相当于电机，实现在动力输入端转速的基础上进行加速。在本专利技术和电机的区别在于本专利技术包含两个转子而电机是一个定子和一个转子；不能转动的称之为定子，可以转动的称之为转子，动和静都需要有参考，当参考变为他们本身时，那么他们相对于他们本身就是静止的，那么以磁场转子为参考则磁场转子就是定子，从上得知本装置可以和电机一样通过输入交变电流来实现电机的功能，其动能输出端转速是（（F/N）*60）+IR其中F是交变电流频率、N是极对数、IR是动能输入端转速。综合上述原理，本实用可以实现的功能是：动能传递的同时进行发电通过调节发电电流实现调速、输入直流电实现单纯调速、短接电能输入输出端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.电磁无极变速功率分配装置包括磁场转子和电枢转子其特征在于：磁场转子和电枢转子的旋转轴轴向同心。/n

【技术特征摘要】
20190916 CN 2019108680152;20191025 CN 2019110210791.电磁无极变速功率分配装置包括磁场转子和电枢转子其特征在于：磁场转子和电枢转子的旋转轴轴向同心。


2.如权利要求1所述电磁无极变速功率分配装置其特征在于：磁场转子的旋转轴上可以有多个旋转体，但必须包含一个拥有多磁极磁场的旋转体，磁极径向分布，该旋转体可以由多个部件构成，或该旋转体是一个径向分布磁极的磁环。


3.如权利要求1至2所述电磁无极变速功率分配装置其特征在于：磁场转子的旋转体上的磁场可以由通电线圈产生，也可以是永磁体产生的磁场，或者永磁体磁场和通电线圈产生的磁场组合产生的磁场。


4.如权利要求1所述电磁无极变速功率分配装置其特征在于：电枢转子...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘俊琦，
申请(专利权)人：刘俊琦，
类型：发明
国别省市：陕西;61