，电枢绕组4，U型单元转子铁心5，永磁体，6，调磁块7，转盘8，踏杆9，轮毂10，凸轮11，凸轮轴12，弹簧13。
[0023]图3中有:定子1，转子2，定子铁心3，电枢绕组4，U型单元转子铁心5，永磁体6。
[0024]图4中有:调磁块7，转盘8，踏杆9，轮毂10，凸轮11，凸轮轴12，弹簧13。
[0025]图5、6中有:定子1，转子2，定子铁心3，电枢绕组4，U型单元转子铁心5，永磁体，6，调磁块7。
【具体实施方式】
[0026]该电机采用单定子/单转子的径向结构，定子与转子同轴安装。电机本体为12/10转子永磁型永磁同步电机，如图3所示，定子由凸极定子铁心和电枢绕组构成，12个定子齿均匀分布；电枢绕组采用集中绕组，缠绕于定子齿上；转子由10个U型单元转子铁心拼装而成；相邻单元转子铁心中间嵌入高性能永磁体，永磁体交替切向充磁；转子外侧安装有机械调磁装置，轮毂、转盘与电机转子同轴安装；踏杆与转盘、调磁块与转盘以及凸轮轴与轮毂之间均为刚性连接；弹簧一端固定于轮毂上，另一端与凸轮连接，使凸轮受力达到动态平衡；由于凸轮曲线轮廓设计的特殊性，使得电机转子在基速以下旋转时，即使凸轮的受力发生了变化，也不会离开平衡点而推动踏杆发生偏移，致使调磁块可相对于电机转子转动一定的角度；调磁块采用弧形瓦片结构，如图4所示，通过改变调磁块与定子间的气隙长度调节电机漏磁磁阻，有效控制电机工作磁场；为提高调磁装置的运行可靠性，其采用结构型式与材料属性均相同的双凸轮结构。
[0027]如图1所示，漏磁式机械变磁通永磁同步电机主要由电机本体和机械调磁装置构成，其主要包括:定子1，转子2，定子铁心3，电枢绕组4，U型单元转子铁心5，永磁体6，调磁块7，转盘8，踏杆9，轮毂10，凸轮11，凸轮轴12，弹簧13等。电机定子采用凸极结构，包括定子铁心3，电枢绕组4等部分；转子采用一种背靠背的结构型式，包括U型单元转子铁心5，永磁体6等部分，如图3所示；定子铁心固定于电机外壳上，定子和转子同轴安装，轴承固定在电机端盖上；机械调磁装置安置在转子外侧，主要包括调磁块7，转盘8，踏杆9，轮毂10，凸轮11，凸轮轴12，弹簧13等部分，如图4所示；凸轮11固定在凸轮轴12上，可绕凸轮轴12自由旋转，通过踏杆9推动转盘8使调磁块产生相对转动；踏杆9与转盘8，调磁块7与转盘8以及凸轮轴12与轮毂10均刚性连接；弹簧13 —端固定于轮毂，另一端固定于凸轮11上，使凸轮11达到受力平衡。
[0028]定子铁心3和U型单元转子铁心5由娃钢片轴向叠压而成，材料可选用0.5mm厚50W470冷轧无取向硅钢片。
[0029]永磁体6直接粘贴在相邻的U型单元转子铁心5之间，并添加铝合金固件；电机内定子I和外转子2同轴安装。
[0030]图1和3中，定子极数为12，转子极数为10。
[0031]机械调磁装置采用结构型式与材料属性均相同的双凸轮结构；电机转轴和转盘8，踏杆9，轮毂10，凸轮11，凸轮轴12，弹簧13为避免漏磁，均由不导磁材料制成，可采用不锈钢材料。调磁块为电机提供漏磁磁路，采用由导磁材料制成，可采用导磁钢。
[0032]此外，从提高电机气隙磁密和永磁体的热稳定性考虑，选择具有较高内禀矫顽力和剩磁密度的钕铁硼永磁材料作为电机永磁体的材料。
【主权项】
1.一种漏磁式机械变磁通永磁同步电机，其特征在于，由电机本体和机械调磁装置组成；所述电机本体由内定子(I)和外转子(2)两部分组成，所述内定子(I)由凸极定子铁心(3)、电枢绕组(4)组成，所述外转子(2)由U型单元转子铁心(5)和永磁体(6)构成； 所述定子(I)采用内定子结构，所述定子铁心(3)为凸极结构，结构简单；所述电枢绕组(4)缠绕在定子铁心(3)的定子齿上； 所述定子(I)与转子(2)同轴安装，所述多个U型单元转子铁心(5)拼装成一个环形结构，所述N和S磁极交替的永磁体(6)相间分布于相邻U型单元转子铁心(5)中间，永磁体(6)切向充磁。 所述转子(2)外侧安装有机械调磁装置，该装置由调磁块(7)、转盘(8)、踏杆(9)、轮毂(10)、凸轮(11)、凸轮轴(12)和弹簧(13)组成；所述调磁块(7)固定于转盘(8)，且位于电机定子外侧；所述转盘⑶和轮毂(10)位于转子(2)的左侧且同轴安装，转盘与转轴通过轴承安装；所述凸轮(11)通过凸轮轴(12)安装于轮毂(10)上，所述踏杆(9)固定于转盘(8)上，所述弹簧(13)两端分别与凸轮(11)和轮毂(10)相连，通过凸轮(11)的转动带动弹簧(13)的拉伸。
2.根据权利要求1所述的漏磁式机械变磁通永磁同步电机，其特征在于:利用机械调整装置使调磁块(7)转动，为电机提供漏磁磁路，根据电机转速的变化对电机内磁场强度进行同步调节，且可实现磁场双向调节。
3.根据权利要求1所述的漏磁式机械变磁通永磁同步电机，其特征在于:转子(2)由若干U型单元定子铁心(3)拼装而成，永磁体(6)成N、S磁极交错分布在相邻U型单元定子铁心(5)中间，切向充磁，使其成为一种转子永磁型交流同步电机。
4.根据权利要求1所述的漏磁式机械变磁通永磁同步电机，其特征在于:定子铁心(3)通过轴承安装于转轴上，且固定于电机外壳上；电枢绕组(4)采用 集中绕组，周向缠绕于定子齿上。
5.根据权利要求1所述的漏磁式机械变磁通永磁同步电机，其特征在于:轮毂(10)同轴安装于电机转轴上，可随电机转子(2)同步旋转；转盘(8)通过轴承安装于转轴上，且可随转轴任意转动；调磁块(7)与转盘(8)，踏杆(9)与转盘⑶以及凸轮轴(12)与轮毂(10)之间均为刚性连接；凸轮(11)可绕凸轮轴(12)任意旋转；弹簧(13) —端固定于轮毂(10)上，另一端与凸轮(11)连接；机械调磁装置采用结构型式与材料属性均相同的双凸轮结构。
6.根据权利要求1所述的漏磁式机械变磁通永磁同步电机，其特征在于:调磁块(7)采用弧形瓦片结构，周向均匀固定于转盘(8)上，可相对于电机转子转动，且转子铁心外侧与调磁块(7)之间的气隙长度不均匀。
【专利摘要】漏磁式机械变磁通永磁同步电机由电机本体和机械调磁装置构成，其利用机械传动的方式实现电机的工作磁场可调，是一类应用于电动汽车或混合动力汽车驱动领域的机械调磁永磁同步电机。
【IPC分类】H02K21-22, H02K21-02, H02K1-27
【公开号】CN104659996
【申请号】CN201410648306
【发明人】刘细平, 王敏, 徐晨, 周佩云, 姜志峰, 陈栋, 章超, 曾剑
【申请人】江西理工大学
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2014年11月14日