專利名稱：雙定子錐形可調氣隙永磁電機的制作方法
技術領域：
本發明涉及電機領域，具體涉及一種雙定子錐形可調氣隙永磁電機。
背景技術：
傳統結構永磁電機多通過調節定子電流來達到弱磁增速的目的，雖然可以 實現弱磁擴速，但是由于定子電流直軸電樞電流的增加，使得電機效率降低， 限制了系統調速范圍的進一步拓寬。
發明內容
本發明為了解決現有傳統結構永磁電機電機效率降低的問題，而提出了一 種雙定子錐形可調氣隙永磁電機。
本發明包括定子、轉子、支撐架和兩個轉子滑道；定子包括外定子鐵心、 內定子鐵心和定子繞組，定子繞組分別設置在外定子鐵心和內定子鐵心上，外 定子鐵心、轉子和內定子鐵心固定在支撐架上，外定子鐵心、轉子和內定子鐵 心由外向內依次同軸套裝在一起，內定子鐵心外表面與轉子內表面之間設置有 均等的內氣隙；轉子外表面與外定子鐵心內表面之間設置有均等的外氣隙，內 定子鐵心外表面與轉子內表面同為錐面或圓柱面，轉子外表面與外定子鐵心內 表面同為錐面或圓柱面； 一個轉子滑道設置在支撐架轉子輸出軸的環形開口 上，另一個轉子滑道設置在支撐架內部轉子端部位置上，轉子的輸出軸通過一 個轉子滑道滾動連接在支撐架上，轉子的端部通過另一個轉子滑道滾動連接在 支撐架內部，轉子還包括氣隙調節機構，氣隙調節機構設置在轉子的端部和另 一個轉子滑道之間。
本發明結構設計合理，經濟實用，對永磁電機弱磁方法簡單，調節性能好， 擴速范圍寬，同時由于采用雙氣隙，弱磁擴速后通過靈活的控制方式可以達到 較高的效率，并且能夠提供足夠的轉矩。
圖l是具體實施方式
二的結構示意圖；圖2是具體實施三的結構示意圖； 圖3是具體實施方式
四的結構示意圖。
具體實施方式
結合圖1、圖2或圖3說明本實施方式，本實施方式
它包括定子、轉子、支撐架和兩個轉子滑道；定子包括外定子鐵心6、內定子 鐵心8和定子繞組9，定子繞組9分別設置在外定子鐵心6和內定子鐵心8上， 外定子鐵心6、轉子7和內定子鐵心8固定在支撐架上，外定子鐵心6、轉子 7和內定子鐵心8由外向內依次同軸套裝在一起，內定子鐵心8外表面與轉子 7內表面之間設置有均等的內氣隙a;轉子7外表面與外定子鐵心6內表面之 間設置有均等的外氣隙b，內定子鐵心8外表面與轉子7內表面同為錐面或圓 柱面，轉子7外表面與外定子鐵心6內表面同為錐面或圓柱面； 一個轉子滑道 設置在支撐架轉子輸出軸的環形開口 15上，另一個轉子滑道設置在支撐架內 部轉子端部位置上，轉子7的輸出軸通過一個轉子滑道滾動連接在支撐架上， 轉子7的端部通過另一個轉子滑道滾動連接在支撐架內部，轉子7還包括氣隙 調節機構，氣隙調節機構設置在轉子7的端部和另一個轉子滑道之間。
具體實施方式
二結合圖1說明本實施方式，本實施方式與具體實施方 式一不同點在于內定子鐵心8外表面、轉子7內表面、轉子7外表面和外定子 鐵心6內表面同為錐面，其它組成和連接關系與具體實施方式
一相同。內外定 子鐵心都對轉子產生軸向磁拉力和轉矩作用。通過對定子繞組9電流的控制， 可以獲得轉子7合適的軸向位移，使氣隙增大，減弱氣隙磁場，實現弱磁擴速, 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 矩。
具體實施方式
三結合圖2說明本實施方式，本實施方式與具體實施方 式一不同點在于內定子鐵心8外表面與轉子7內表面同為錐面，轉子7外表面 與外定子鐵心6內表面同為圓柱面；軸向磁拉力僅由內定子鐵心8對轉子7 的作用產生，轉矩由內定子鐵心8和外定子鐵心6共同產生。其它組成和連接 關系與具體實施方式
一相同。通過對內定子鐵心8中的定子繞組9電流的控制， 可以獲得合適的轉子軸向位移，使氣隙增大，從而減弱氣隙磁場，實現弱磁擴 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矩。
具體實施方式
四結合圖3說明本實施方式，本實施方式與具體實施方 式一不同點在于內定子鐵心8外表面與轉子7內表面同為圓柱面，轉子7外表面與外定子鐵心6內表面同為錐面；軸向磁拉力僅由外定子鐵心6對轉子的作 用產生，轉矩由內定子鐵心8和外定子鐵心6共同產生。其它組成和連接關系 與具體實施方式
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 獲得合適的轉子軸向位移，使氣隙增大，從而減弱氣隙磁場，實現弱磁擴速， 同時對內定子鐵心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 得到足夠的輸出轉矩。
具體實施方式
五結合圖1、圖2和圖3說明本實施方式，本實施方式 與具體實施方式
一至四不同點在于支撐架包括中心軸1、前端蓋4、機殼5和 后端蓋12;前端蓋4和后端蓋12通過機殼5的前端和后端與中心軸1的前端 和后端連接在一起；所述的環形開口 15設置在支撐架的前端蓋4上，后端蓋 12的內部設置有與后端蓋12同圓心的擋圈16，中心軸1后端位于轉子端部位 置上設置有圓環形凸沿17;
設置在轉子輸出軸的環形開口 15的一個轉子滑道由轉子軸端內軸承2和 轉子軸端外軸承3組成，轉子軸端內軸承2和轉子軸端外軸承3為兩個滾動軸 承，轉子軸端內軸承2的內軸承蓋和轉子軸端外軸承3的外軸承蓋分別安裝在 轉子輸出軸的環形開口 15的內壁和外壁上，轉子軸端內軸承2的外軸承蓋和 轉子軸端外軸承3的內軸承蓋同時安裝在轉子7的輸出軸上；
設置在支撐架內部轉子端部位置上的另一個轉子滑道由轉子頂端內軸承 13和轉子頂端軸承14組成，轉子頂端內軸承13為滾子軸承，轉子頂端內軸 承13的內軸承蓋設置在支撐架的中心軸1的圓環形凸沿17的外表面上，轉子 頂端軸承14為推力軸承，轉子頂端軸承14的后軸承蓋設置在支撐架的后端蓋 12的內部的擋圈16內，轉子頂端軸承14的前軸承蓋設置在轉子7的頂端；
氣隙調節機構包括壓力彈簧IO和彈簧擋圈11,彈簧擋圈11的側面固定 在轉子頂端軸承14的前軸承蓋上，彈簧擋圈11的內表面固定在轉子7的頂端 的環形臺肩18內，彈簧擋圈11的外臺肩與轉子7的頂端形成一個圓環形凹槽 19，壓力彈簧10配置在轉子7和彈簧擋圈11之間圓環形凹槽19內。
其它組成和連接關系與具體實施方式
一至四相同。
本發明內容不僅限于上述各實施方式的內容，其中一個或幾個具體實施方 式的組合同樣也可以實現發明的目的。本發明電機在定子繞組9不通電流時，由轉子7上嵌入的永磁體建立兩個 氣隙內的磁場，由于內外氣隙至少有一個呈錐形，因而轉子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與轉子頂端軸承14 承受轉子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 弱作用不足以使轉子7受到的軸向磁拉力減小，因而壓力彈簧10不會推動轉 子產生軸向位移，電機可以穩定工作；弱磁擴速時，通過對內定子鐵心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，使轉子7所受 的軸向磁拉力減小，壓力彈簧10有一定回復，轉子7產生軸向位移，氣隙增 大，因而使得較寬范圍的弱磁擴速得以實現。
權利要求
1、雙定子錐形可調氣隙永磁電機，它包括定子、轉子(7)、支撐架和兩個轉子滑道；定子包括外定子鐵心(6)、內定子鐵心(8)和定子繞組(9)，定子繞組(9)分別設置在外定子鐵心(6)和內定子鐵心(8)上，外定子鐵心(6)、轉子(7)和內定子鐵心(8)固定在支撐架上，其特征在于外定子鐵心(6)、轉子(7)和內定子鐵心(8)由外向內依次同軸套裝在一起，內定子鐵心(8)外表面與轉子(7)內表面之間設置有均等的內氣隙(a)；轉子(7)外表面與外定子鐵心(6)內表面之間設置有均等的外氣隙(b)，內定子鐵心(8)外表面與轉子(7)內表面同為錐面或圓柱面，轉子(7)外表面與外定子鐵心(6)內表面同為錐面或圓柱面；一個轉子滑道設置在支撐架轉子輸出軸的環形開口(15)上，另一個轉子滑道設置在支撐架內部轉子端部位置上，轉子(7)的輸出軸通過一個轉子滑道滾動連接在支撐架上，轉子(7)的端部通過另一個轉子滑道滾動連接在支撐架內部，轉子(7)還包括氣隙調節機構，氣隙調節機構設置在轉子(7)的端部和另一個轉子滑道之間。
2、 根據權利要求1所述的雙定子錐形可調氣隙永磁電機，其特征在于支 撐架包括中心軸(l)、前端蓋(4)、機殼(5)和后端蓋(12);前端蓋(4)和后端蓋(12) 通過機殼(5)的前端和后端與中心軸(1)的前端和后端連接在一起。
3、 根據權利要求2所述的雙定子錐形可調氣隙永磁電機，其特征在于所 述的環形開口 (15)設置在支撐架的前端蓋(4)上。
4、 根據權利要求3所述的雙定子錐形可調氣隙永磁電機，其特征在于支 撐架的后端蓋(12)的內部設置有與后端蓋(12)同圓心的擋圈(16)。
5、 根據權利要求4所述的雙定子錐形可調氣隙永磁電機，其特征在于支 撐架的中心軸(1)后端位于轉子端部位置上設置有圓環形凸沿(17)。
6、 根據權利要求1或3所述的雙定子錐形可調氣隙永磁電機，其特征 在于所述的設置在轉子輸出軸的環形開口(15)的一個轉子滑道由轉子軸端內 軸承(2)和轉子軸端外軸承(3)組成，轉子軸端內軸承(2)和轉子軸端外軸承(3)為 兩個滾動軸承，轉子軸端內軸承(2)的內軸承蓋和轉子軸端外軸承(3)的外軸承 蓋分別安裝在轉子輸出軸的環形開口(15)的內壁和外壁上，轉子軸端內軸承(2) 的外軸承蓋和轉子軸端外軸承(3)的內軸承蓋同時安裝在轉子(7)的輸出軸上。
7、 根據權利要求5所述的雙定子錐形可調氣隙永磁電機，其特征在于 所述的設置在支撐架內部轉子端部位置上的另一個轉子滑道由轉子頂端內軸承(13)和轉子頂端軸承(14)組成，轉子頂端內軸承(13)為滾子軸承，轉子頂端內 軸承(13)的內軸承蓋設置在支撐架的中心軸(1)的圓環形凸沿(17)的外表面上， 轉子頂端軸承(14)為推力軸承，轉子頂端軸承(14)的后軸承蓋設置在支撐架的 后端蓋(12)的內部的擋圈(16)內，轉子頂端軸承(14)的前軸承蓋設置在轉子(7) 的頂端。
8、 根據權利要求7所述的雙定子錐形可調氣隙永磁電機，其特征在于 氣隙調節機構包括壓力彈簧(10)和彈簧擋圈(11),彈簧擋圈(ll)的側面固定在轉 子頂端軸承(14)的前軸承蓋上，彈簧擋圈(11)的內表面固定在轉子(7)的頂端的 環形臺肩(18)內，彈簧擋圈(11)的外臺肩與轉子(7)的頂端形成一個圓環形凹槽 (19)，壓力彈簧(10)配置在轉子(7)和彈簧擋圈(11)之間圓環形凹槽(19)內。
全文摘要
雙定子錐形可調氣隙永磁電機，它涉及電機領域，它解決了現有傳統結構永磁電機電機效率降低的問題。它的外定子鐵心、轉子和內定子鐵心由外向內依次同軸套裝在一起，定子鐵心與轉子之間設置有均等的內氣隙和外氣隙，內定子鐵心外表面與轉子內表面同為錐面或圓柱面，轉子外表面與外定子鐵心內表面同為錐面或圓柱面；一個轉子滑道設置在支撐架轉子輸出軸的環形開口上，另一個轉子滑道設置在支撐架內部轉子端部位置上，轉子的輸出軸穿過一個轉子滑道固定在支撐架上，轉子的端部通過另一個轉子滑道上固定在支撐架內部，轉子還包括氣隙調節機構，氣隙調節機構設置在轉子的端部和另一個轉子滑道之間。本發明調節性能好，擴速范圍寬，具有足夠的轉矩。
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 優先權日2009年7月20日
發明者劉偉亮, 鳳 柴, 程樹康, 裴宇龍 申請人:哈爾濱工業大學