一种可调磁旋转电机的制作方法

本发明涉及旋转电机领域，特别是涉及一种可调磁旋转电机。

背景技术：

永磁电机以其高效率、高转矩密度、高可靠性等优势在电动汽车上得到了广泛的应用，但是电动汽车对其驱动用电机从低转速区到高转速区的较广泛范围的功率输出性能均有高要求，在低速时，需要低速大扭矩输出，以满足整车的起动，例如加速、爬坡；在高速时需要保持恒功率，以满足整车的最高车速要求，以及在高速时的超车。而永磁电机的磁场难以调节，尽管可以通过弱磁进行永磁磁场的调节，但是弱磁一方面仍然不足以支撑电动汽车所需求的大转速运行范围，并且由于定子电流直轴分量的存在，使得定子绕组的铜损大大增加，降低了永磁电机的效率。另一方面，在弱磁扩速的过程中，不可避免的出现永磁磁钢或多或少的退磁，降低了永磁电机的可靠性。可见，传统的永磁电机基本上很难满足整个区域的性能要求。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种可调磁旋转电机。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

一种可调磁旋转电机，包括机壳、定子铁芯、转子铁芯、转轴；所述机壳上固定所述定子铁芯；所述定子铁芯内嵌定子绕组；所述转子铁芯内置多个切向式的永磁磁钢，切向式的永磁磁钢的N级和S级交替排布；所述转子铁芯在轴向上一端与所述转轴连接，另一端与所述转轴之间设有空间；该空间内布置有可轴向旋转移动的调磁环。

优选的，所述定子铁芯与转子铁芯之间的间隙为第一气隙，该第一气隙的径向长度为Δ₁；所述转子铁芯的磁极的中央向内侧延伸出第一凸极，所述调磁环的外壁向外侧延伸出第二凸极；所述第一凸极与所述第二凸极之间的间隙为第二气隙，所述第二气隙的径向长度为Δ₂，当第一凸极与第二凸极一一对应时，Δ₂小于Δ₁。

优选的，所述转轴的一端通过第一轴承支撑于第一端盖上，另一端通过第二轴承支撑于第二端盖上；所述第一端盖和所述第二端盖固定于所述机壳上。

优选的，所述定子铁芯通过热套或冷压或其它方式配合固定于所述机壳上。

优选的，所述调磁环与所述转轴通过螺旋花键连接，并可在转轴上旋转移动。

本发明的有益效果为：

本发明通过调磁环进行主气隙(即所述定子铁芯与转子铁芯之间的间隙)有效磁通的调节，使得电机具有很大的调磁能力，进而实现很高的弱磁扩速能力，同时避免了永磁电机需要通过很大的直轴去磁电流进行弱磁，保证了电机的高效率和高功率因数，且永磁磁钢无退磁风险，提高了电机的可靠性。

附图说明

图1所示为本发明实施例电机低速运行时的纵向剖视图。

图2所示为本发明实施例电机高速运行时的纵向剖视图。

图3所示为本发明实施例电机低速运行时的横向剖视图。

图4所示为本发明实施例电机高速运行时的横向剖视图。

图中：转轴1；第一轴承2-1；第二轴承2-2；第一端盖3-1；第二端盖3-2；机壳4；定子绕组5；定子铁芯6；转子铁芯7；调磁环8；永磁磁钢9；第一凸极10；第二凸极11；第一气隙的径向长度Δ₁；第二气隙的径向长度Δ₂。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1至4所示，本发明提供的一种可调磁旋转电机，包括机壳4、定子铁芯6、转子铁芯7、转轴1；所述机壳4上固定所述定子铁芯6；所述定子铁芯6内嵌定子绕组5；所述转子铁芯7内置多个切向式永磁磁钢9，多个切向式的永磁磁钢9的N级和S级交替排布；所述转子铁芯7在轴向上一端与所述转轴1连接，另一端与所述转轴1之间设有空间；该空间内布置有可轴向旋转移动的调磁环8。

所述转轴1的一端通过第一轴承2-1支撑于第一端盖3-1上，另一端通过第二轴承2-2支撑于第二端盖3-2上；所述第一端盖3-1和所述第二端盖3-2固定于所述机壳4上。

所述定子铁芯6通过热套、冷压或其它方式固定于所述机壳4上。优选的采用热套方式。

所述调磁环8通过螺旋花键与转轴连接，并可在转轴上旋转移动。

所述定子铁芯6与转子铁芯7之间的间隙为永磁电机主气隙，所述永磁电机主气隙也称为第一气隙，该第一气隙的径向长度为Δ₁，单位为mm。所述转子铁芯7的磁极的中央向内侧延伸出第一凸极10，所述调磁环8的外壁向外侧延伸出第二凸极11；所述第一凸极10与所述第二凸极11之间的间隙为第二气隙，所述第二气隙的径向长度为Δ₂，单位为mm；当第一凸极10与第二凸极11一一对应时，Δ₂小于Δ₁。

本发明所述电机的工作原理：

如图3所示，旋转电机低速运行时，需要较大的输出转矩，此时，调磁环8上的第二凸极11与所述转子铁芯7的第一凸极10之间距离最远，经调磁环8闭合的磁通很少，几乎全部的永磁磁通均经过电机主气隙，对外提供转矩输出，永磁磁钢9的磁通路径为：磁通从永磁磁钢9的N极出发，经转子铁芯7、电机主气隙、定子铁芯6、电机主气隙、转子铁芯7回到永磁磁钢9的S极构成闭合回路。

如图4所示，当旋转电机运行到高速工况需要弱磁时，调磁环8在外力作用下沿轴向移动到转子铁心7与转轴1之间的空间内，同时根据设定好的螺旋花键旋转一定的角度使得此时调磁环8上的第二凸极11和转子铁芯的第一凸极10一一对应(一一对应即图4中两个凸极的外端面相对设置)，由于Δ₂小于Δ₁，根据“磁阻最小”原理，此时永磁磁钢9产生的永磁磁通很大部分从其永磁磁钢9N极出发，经转子铁芯的第一凸极10、第二气隙、调磁环8、第二气隙、转子铁芯的第一凸极10、回到永磁磁钢9的内侧S极构成闭合回路。这部分永磁磁通不经过第一气隙，不对外提供转矩输出，属无效磁通。

目前，旋转电机的永磁磁场基本恒定，磁场的大小和方向不好调节。通过调磁环8的旋转移动，来调节通过第一气隙的有效磁通，结构简单、紧凑，可以有效地进行弱磁扩速，非常适合于对低速大转矩和高转速运行的场合。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。