超级可变形永磁电机转子制造技术

本发明专利技术属于电机设备技术领域，尤其为超级可变形永磁电机转子，包括转子轴，用于调节永磁体的液压调节组件，用于调节永磁体的离心甩块机构，甩块调节复位弹簧，以及让每一个可调节永磁体保持同步改变的同步齿轮组，转子轴上固定有转子硅钢叠片，用于传导永磁体磁场和吸收改变磁场方向所产生的磁通，硅钢叠片外部有用于加强转子结构的非铁磁材质防爆匝，本发明专利技术通过新的转子设计工艺，新的电机运行控制思路，特殊的转子硅钢冲片，在低转速状态下增加电机扭矩，在高转速状态下，通过翻转永磁体进而改变永磁体磁场方向，改变转子永磁体相对于电机定子的磁通，使永磁体转子在高速状态下减弱磁性，彻底消除永磁电机反电动势这个最大弊端，使电机在不消耗电能的情况下能运行在弱磁模式，增大永磁电机效率区间和电机功率范围，进而达到提高永磁电机全范围效率，达到成为节能电机目的

【技术实现步骤摘要】
超级可变形永磁电机转子


[0001]本专利技术涉及电机设备
，具体为超级可变形永磁电机转子
。

技术介绍

[0002]同步电机分为永磁电机，同步磁阻电机，开关磁阻电机，同步电机因为定子的每一次磁场改变转子都能做出相应转动，因此具有节能优点，因为永磁电机有永磁体，具有基础磁场，因此具有优良的低扭特性，有低速节能特性，磁阻电机因为没有基础磁场，所以需要更大的电流才能产生和永磁电机相同的扭矩，低速不如永磁电机节能，但随着电机转速的增加，永磁电机将产生反电动势，造成反电势过高，电压源无法输出，所以需要弱磁，需要增加弱磁电流，电流增加发热严重，磁场越强反电动势越强烈，而同步磁阻电机转子没有永磁体，将没有永磁电动机的强烈反电动势影响，而相反，因为大电流高速旋转，定子和转子都接近最大饱和磁通量，对电机扭矩和最大功率反而影响不大，所以现在很多永磁电机都是结合两方的优点设计成永磁同步磁阻电机，因为有永磁体，永磁电机依然没有摆脱反电动势影响，永磁体越强，反电势越强烈，只是在尽量不降低扭矩的前提下尽量降低永磁体磁场强度，为了降低永磁电机反电动势影响，特斯拉永磁电机和大部分弱磁电机一样，采用了一种电控方式，在反电动势影响强烈转速区间通过增加弱磁电流，使定子磁场和转子永磁体磁场
N
极对
N
极，
S
极对
S
极，用定子磁场压下转子永磁体磁场，进而消弱永磁体磁场，但需要消耗大量多余电能才能产生抵消和超过转子永磁体产生的磁场，同时使永磁体产生退磁风险，过大的电流使电机定子铁心过早达到磁通饱和状态，降低电机性能，依然没有摆脱高调速范围电机转子永磁体高转速下，转子磁场造成反电势强效率低的缺点
。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的不足，本专利技术提供了超级可变形永磁电机转子，通过特殊的物理结构设计，通过转子在高转下自动转动或电控控制转动转子上的永磁体，使转子永磁体磁场在高转速下方向发生改变，使永磁体磁场对电机定子作用减弱或消除转子永磁体磁场对定子线圈的反电势作用，这样设计电机时可以选用磁力更强的永磁体，而不必在意高转速带来的反电动势影响，电机能获得更好的低扭表现和高转速扭矩，同时全转速范围提高效率
。
同时通过特殊设计的转子硅钢冲片，在低转速下使永磁体磁场转矩和同步磁阻转子转矩尽量重合，进而获得最大的合力转矩，通过大量计算机仿真实验，确实能达到理想效果
。
[0004]本专利技术为了实现上述目的具体采用以下技术方案：超级可变形永磁电机转子，包括转子轴，以及固定套接连接在转子轴上的液压调节组件1和液压调节组件2，液压调节组件1和液压调节组件2组成液压驱动原件，液压调节组件和同步连接齿轮固定连接，同步连接齿轮和调节连接齿轮齿合连接，调节连接齿轮通过调节连接轴和圆柱形调节永磁体连接，调节连接轴穿过圆柱形调节永磁体中心，并固定连接，圆柱形调节永磁体放置在硅钢叠片的圆柱形永磁体放置槽内，长方形永磁体放置在硅钢叠片的长方形永磁体放置槽内，转子硅钢叠片外部套接有转子防爆护套，调节永磁体
还可通过离心力驱动调节机构旋转调节，同步齿轮之间的同步连接可选用齿轮
、
同步皮带或者链条，本方案优选同步齿轮连接，本方案中永磁体为磁场可旋转调节永磁体，调节永磁体可以相对电机转子旋转，进而改变转子内外磁场方向，调节永磁体外部覆盖有减摩层，降低调节过程中的摩擦阻力，调节永磁体插接在转子硅钢叠片转子铁心本体中，调节永磁体和硅钢叠片转子铁心本体在不影响转动的情况下极小间隙配合，转子铁心本体径向外部覆盖有非铁磁性物质防爆匝，防止转子在高速旋转状态下发生解体爆裂
。
[0005]与现有技术相比，本专利技术提供了超级可变形永磁电机转子，具备以下有益效果：本专利技术，通过在电机外液压驱动转子轴上的液压调节组件旋转，从而通过同步调节齿轮组驱动圆柱形永磁体旋转，能够精准控制调节永磁体所能旋转的最终角度，精准控制电机需要弱磁的强度，即可通过离心力调节组件调节永磁体的旋转角度，随着转速的增加，离心力增加，调节力自动随着增加，转速下降，离心力下降，调节力下降，甩块在复位弹簧的作用下复位，调节力的大小跟随转速改变，进而使转子的永磁体相对于定子的磁力大小随转速的增加逐步减小，达到控制转子永磁体磁场的目的，进而能控制转子永磁体磁场在电机定子里产生的反电动势
。
[0006]本专利技术，所有调节永磁体通过同步齿轮连接，能够使所有永磁体不管在任何情况下都能旋转相同角度，进而能精准控制电机转子对外磁力的均匀调节
。
[0007]本专利技术，调节永磁体为一个圆柱体，在改变结构之前是使圆柱形永磁体磁场作用到转子外部，转子永磁体磁场起主导作用，在改变结构之后转子永磁体磁场在转子内部传导，使转子磁场磁场再转子内形成较大的漏磁通，作用于定子的有效磁通减弱，同时因为转子永磁体磁场具有自我调节作用，使高转速下转子的永磁体磁场减弱和消除，在电机设计过程中减弱永磁电机反电动势的影响，可以选用更强型号的永磁体来获得更强的永磁体磁场，进而获得更大的永磁工作模式的转矩
。
在调节永磁体外部可通过喷涂或者增加一个非磁性材料的套筒，使调节永磁体外覆盖一层减摩层，减小调节永磁体在调节过程中的摩擦力，利于电机转子调节过程的顺畅
。
[0008]本专利技术，通过转子本身机械弱磁，不用增加额外
Id
电流去减弱转子磁场，也就不用消耗多余电能，天生具有节能作用，同时免除
Id
电流的增加对永磁体的伤害造成永磁体的退磁风险，增加永磁体的使用寿命，其机械弱磁效果强于增加额外
Id
电流效果，使永磁电机获得更大高速扩速能力，同时拓展电机高效率区间，此技术用于新能源车辆将极大改善高速耗电问题
。
附图说明
[0009]图1为本专利技术的结构示意图
。
[0010]图2为本专利技术的分解结构示意图
。
[0011]图3为本专利技术中电机轴的结构示意图
。
[0012]图4为本专利技术中液压调节组件1的结构示意图
。
[0013]图5为本专利技术中液压调节组件2的结构示意图
。
[0014]图6为本专利技术中同步调节齿轮组的结构示意图
。
[0015]图7为本专利技术中永磁体组件排列的结构示意图
。
[0016]图8为本专利技术中永磁体组件未调节前充磁方向的结构示意图
。
[0017]图9为本专利技术中永磁体组件调节后最终充磁方向的结构示意图
。
[0018]图
10
为本专利技术中转子硅钢冲片的结构示意图
。
[0019]图
11
为本专利技术中永磁体组件放入转子硅钢叠片后的结构示意图
。
[0020]图
12
为本专利技术中离心力驱动调节机构的结构示意图
。
[0021]图
13
为本专利技术中永磁体未调节前本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
超级可变形永磁电机转子，包括电机轴（1），以及套接在轴上的液压调节组件1（2）和液压调节组件2（3），以及和液压调节组件2（3）固定连接的同步调节齿轮组（4），和同步调节齿轮组（4）连接的调节连接轴（
43
），以及和调节连接轴（
43
）固定连接的圆柱形调节永磁体（
52
），永磁体组件（5）放置于转子硅钢叠片（6）里的安装位，长方形永磁体放置槽（
61
）以及圆柱形永磁体放置槽（
62
）内，圆柱形调节永磁体（
52
）可旋转调节
。2.
根据权利要求1所述的超级可变形永磁电机转子，其特征在于：所述的电机轴（1）上开有电机外液压调节孔（
11
）和电机内液压调节孔（
12
），电机内液压调节孔（
12
）和液压调节组件1（2）上的油液连接孔（
23
）对接，液压调节组件2（3）放置于液压调节组件1（2）内，液压调节组件2（3）上的液压腔盖板（
32
）和液压调节组件1（2）组成液压腔（
21
），液压腔（
21
）内液压油驱动滑块（
31
）
, 液压腔驱动滑块（
31
）和液压腔盖板（
32
）固定连接，驱动液压腔盖板（
32
）旋转，液压调节组件2（3）和同步连接齿轮（
41
）固定连接，同步连接齿轮（
41
）齿合于调节连接齿轮（
42
），调节连接齿轮（
42
）和调节连接轴（
43
）固定连接，调节连接轴（
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘亚飞，
申请(专利权)人：刘亚飞，
类型：发明
国别省市：