一种轭部平移的定子组件、电机和运载工具的制作方法

1.本实用新型涉及一种轭部平移的定子组件、电机和运载工具，属于电机技术领域。


背景技术：

2.电机旋转时，定子线圈上会产生反电动势，转速越高，反电动势越高。当反电动势高于电源电压时，电机不能正常工作于驱动状态。
3.现代电机特别是永磁电机设计中，需要在扭矩和转速之间进行妥协。在保证低速区大扭矩的前提下，高速区一般采用弱磁等电流控制手段抑制反电动势，而弱磁控制会增加电机在高速区的损耗，故从电机结构上进行改进以抑制反电动势。
4.有些电机的转子相对于定子能够在轴向方向上可控移动。低速时，转子和定子在轴向方向上重合；高速时通过机械装置强迫转子在轴向方向上偏移，使得转子和定子在轴向方向上不完全重合，从而达到降低反电动势的目的。轴向移动处于高速旋转的转子需要复杂的机械结构，实际应用极少。轴向移动连接有电源线的定子，会损害电机的电气可靠性和寿命。
5.申请号为201810534836.8的中国专利采用定子齿部相对于定子轭部移动的方式降低线圈缠绕难度、避免齿部间距过大造成的磁压降过大的问题，但是装配完成的电机转子和定子无法在轴向方向上可控移动，电机高速旋转时反电动势会升高并影响电机正常工作。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种轭部平移的定子组件、电机和运载工具，能够有效调节定子线圈上反电动势的大小。为达到上述目的，本实用新型是采用下述技术方案实现的：
7.第一方面，本实用新型提供了一种轭部平移的定子组件，包括定子和轭部推动装置，
8.所述定子包括定子齿槽部、缠绕于定子齿槽部的定子线圈和可移动轭部；
9.所述轭部推动装置包括作动器、与所述作动器连接的控制器，所述控制器用于控制作动器移动，所述作动器与可移动轭部连接，用于在控制器的控制下推动所述可移动轭部沿着所述定子齿槽部的轴向方向移动，调节所述可移动轭部和所述定子齿槽部在轴向方向上重合部分的长度。
10.结合第一方面，可选地，所述定子齿槽部外侧轴向设有导轨，用于约束所述可移动轭部沿着定子齿槽部的轴向方向移动。
11.结合第一方面，可选地，所述轭部推动装置设于所述可移动轭部的侧面，与所述可移动轭部面接触或沿所述可移动轭部的圆周多点接触。
12.结合第一方面，可选地，所述可移动轭部的另一侧面连接有复位装置，所述复位装置用于将所述可移动轭部恢复至初始位置。
13.结合第一方面，可选地，所述可移动轭部沿轴向方向分为两部分，包括左侧可移动轭部和右侧可移动轭部；所述轭部推动装置设于左侧可移动轭部和右侧可移动轭部的中间，用于推动左侧可移动轭部沿轴向向左移动、推动右侧可移动轭部的沿轴向向右移动。
14.结合第一方面，可选地，所述左侧可移动轭部的左侧、所述右侧可移动轭部的右侧分别连接有复位装置，所述复位装置用于将所述可移动轭部恢复至初始位置。
15.结合第一方面，可选地，所述定子齿槽部与所述可移动轭部通过凹凸相间的齿状结构进行配合。
16.结合第一方面，可选地，还包括定轭部，所述定轭部设于定子齿槽部与可移动轭部之间，与所述定子齿槽部连接。
17.第二方面，本实用新型提供了一种电机，包括第一方面所述的轭部平移的定子组件以及转子，所述轭部平移的定子组件套接在所述转子的圆周处。
18.第三方面，本实用新型提供了一种运载工具，由第二方面所述的电机驱动运行。
19.与现有技术相比，本实用新型实施例所提供的一种轭部平移的定子组件、电机和运载工具所达到的有益效果包括：
20.本实用新型包括定子和轭部推动装置，所述轭部推动装置包括作动器、与所述作动器连接的控制器，所述控制器用于控制作动器移动，所述作动器与可移动轭部连接，用于在控制器的控制下推动所述可移动轭部沿着所述定子齿槽部的轴向方向移动，
21.本实用新型通过调节可移动轭部和所述定子齿槽部在轴向方向上重合部分的长度，实现对转子、定子齿槽部和可移动轭部形成的闭合磁路的平均磁感应强度进行调节，从而有效调节定子线圈上反电动势的大小，能够提高电机转速，降低系统能耗，降低电机高速情况下的能耗；
22.本实用新型既无需轴向移动高速旋转的转子，也无需轴向移动需要通电的定子，结构简单，可靠性高。
附图说明
23.图1为本实用新型实施例一提供的一种轭部平移的定子组件的结构示意图；
24.图2为本实用新型实施例一提供的一种轭部平移的定子组件中可移动轭部和定子齿槽部在轴向方向上重合时的结构示意图；
25.图3为本实用新型实施例一提供的一种轭部平移的定子组件中可移动轭部和定子齿槽部在轴向方向上不完全重合时的结构示意图；
26.图4为本实用新型实施例一提供的一种轭部平移的定子组件中复位装置的的示意图；
27.图5为本实用新型实施例一提供的一种轭部平移的定子组件中定子齿槽部与可移动轭部间配合的示意图；
28.图6为本实用新型实施例二提供的一种轭部平移的定子组件中轭部推动装置的示意图；
29.图7为本实用新型实施例三提供的一种轭部平移的定子组件中定轭部的示意。
30.图中：
31.1、复位装置；2、可移动轭部；3、定子齿槽部；4、定子线圈；
32.5、轭部推动装置；6、电机气隙；
33.7、定轭部；
34.8、转子。
实施方式
35.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
36.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上/下端”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
37.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置/套设有”、“套接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
实施例一
38.如图1所示，本实施例提供了一种轭部平移的定子组件，包括定子和轭部推动装置5。定子包括定子齿槽部3、缠绕于定子齿槽部3的定子线圈4和可移动轭部2。定子齿槽部3与转子8之间设有电机气隙6，在本实施例中，电机气隙6为固定值。
39.轭部推动装置5包括作动器、与作动器连接的控制器。控制器用于控制作动器移动，作动器与可移动轭部2连接，用于在控制器的控制下推动可移动轭部2沿着定子齿槽部3的轴向方向移动。
40.如图2所示，电机处于静止或者低转速状态时，电机转子旋转产生的反电动势低于施加在定子线圈上的驱动电压，轭部推动装置5的作动器在控制器的控制下使得可移动轭部2和定子齿槽部3在轴向方向上重合。此时由转子8、定子齿槽部3和可移动轭部2形成的闭合磁路的平均磁感应强度较大，有利于产生大扭矩和高反电动势。
41.如图3所示，电机处于高转速状态时，电机转子旋转产生的反电动势高于施加在定子线圈上的驱动电压或预设电压时，轭部推动装置5的作动器在控制器的控制下根据电机转速和母线电压推动可移动轭部2沿着定子齿槽部3的轴向方向移动，使得可移动轭部2和定子齿槽部3在轴向方向上不完全重合。此时可移动轭部2与定子齿槽部3在不重合区域趋于磁饱和，由转子8、定子齿槽部3和可移动轭部2形成的闭合磁路的平均磁感应强度下降，从而抑制了线圈中反电动势的升高。电机转子旋转产生的反电动势越高于施加在定子线圈上的驱动电压或预设电压，使得可移动轭部2和定子齿槽部3在轴向方向上不完全重合的长度越大。
42.通过调节所述可移动轭部2和所述定子齿槽部3在轴向方向上重合部分的长度，实现对转子8、定子齿槽部3和可移动轭部2形成的闭合磁路的平均磁感应强度进行调节，从而有效调节定子线圈4上反电动势的大小。
43.具体的，电机处于低转速状态为电机的转速未超过额定转速的50%，电机处于高转速状态为电机的转速超过额定转速的50%。
44.具体的，定子齿槽部3外侧轴向设有导轨，用于约束可移动轭部2沿着定子齿槽部3的轴向方向移动。若不设置导轨，可移动轭部2难以平移滑动。
45.在本实施例中，轭部推动装置5设于可移动轭部2的侧面，与可移动轭部2面接触或沿可移动轭部2的圆周多点接触，以防止可移动轭部2在导轨上卡死。
46.如图4所示，可移动轭部2的另一侧面连接有复位装置1，复位装置1用于将所述可移动轭部2恢复至初始位置。
47.具体的，复位装置1为弹片、弹簧、液压装置、气压装置等弹性装置。
48.如图5所示，定子齿槽部3与所述可移动轭部2通过凹凸相间的齿状结构进行配合，能够保证可移动轭部2与定子齿槽部3获得更好磁路性能和机械性能。
实施例二
49.如图6所示，本实施例提供了一种轭部平移的定子组件，包括定子和轭部推动装置5。定子包括定子齿槽部3、缠绕于定子齿槽部3的定子线圈4和可移动轭部2。定子齿槽部3与转子8之间设有电机气隙6，在本实施例中，电机气隙6为固定值。
50.轭部推动装置5包括作动器、与作动器连接的控制器。控制器用于控制作动器移动，作动器与可移动轭部2连接，用于在控制器的控制下推动可移动轭部2沿着定子齿槽部3的轴向方向移动。
51.与实施例一的定子齿槽部3相同，本实施例的定子齿槽部3外侧轴向设有导轨，用于约束所述可移动轭部2沿着定子齿槽部3的轴向方向移动。若不设置导轨，可移动轭部2难以平移滑动。
52.在本实施例中，如图6所示，可移动轭部2沿轴向方向分为两部分，包括左侧可移动轭部2和右侧可移动轭部2，轭部推动装置5设于左侧可移动轭部2和右侧可移动轭部2的中间。电机处于高转速状态时，轭部推动装置5推动左侧可移动轭部2沿轴向向左移动，推动右侧可移动轭部2的沿轴向向右移动，使得可移动轭部2和定子齿槽部3在轴向方向上不完全重合。
53.通过调节所述可移动轭部2和所述定子齿槽部3在轴向方向上重合部分的长度，实现对转子8、定子齿槽部3和可移动轭部2形成的闭合磁路的平均磁感应强度进行调节，从而有效调节定子线圈4上反电动势的大小。
54.轭部推动装置5像相反方向推动可移动轭部2的两个部分，能够有效利用定子齿槽部3线圈的空间。
55.在本实施例中，左侧可移动轭部2的左侧连接有复位装置1，用于向右推动左侧可移动轭部2，使其恢复至初始位置。右侧可移动轭部2的右侧连接有复位装置1，用于向左推动右侧可移动轭部2，使其恢复至初始位置。
56.具体的，复位装置1为弹片、弹簧、液压装置、气压装置等弹性装置。
57.定子齿槽部3与所述可移动轭部2通过如图5所示的凹凸相间的齿状结构进行配合，能够保证可移动轭部2与定子齿槽部3获得更好磁路性能和机械性能。
实施例三
58.如图7所示，本实施例提供了一种轭部平移的定子组件，包括定子和轭部推动装置5。定子包括定子齿槽部3、缠绕于定子齿槽部3的定子线圈4和可移动轭部2。在本实施例中，还包括定轭部7，定轭部7设于定子齿槽部3与可移动轭部2之间，与定子齿槽部3连接。定轭部7用于固定定制齿槽部3，具有便于制造和增强机械强度的优点。
59.本实施例的定子齿槽部3外侧轴向设有导轨，用于约束定轭部7沿着定子齿槽部3的轴向方向移动。若不设置导轨，可移动轭部2难以平移滑动。
60.定子齿槽部3与转子8之间设有电机气隙6，在本实施例中，电机气隙6为固定值。
61.轭部推动装置5包括作动器、与作动器连接的控制器。控制器用于控制作动器移动，作动器与可移动轭部2连接，用于在控制器的控制下推动可移动轭部2沿着定子齿槽部3的轴向方向移动，在图7中，可移动轭部2的移动方向是垂直于纸面的。
62.通过调节所述可移动轭部2和所述定子齿槽部3在轴向方向上重合部分的长度，实现对转子8、定子齿槽部3和可移动轭部2形成的闭合磁路的平均磁感应强度进行调节，从而有效调节定子线圈4上反电动势的大小。
63.在本实施例中，轭部推动装置5可以采用实施例一所述的向一侧推动可移动轭部2，也可以采用实施例二所述的向相反方向推动两部分可移动轭部2。
64.可移动轭部2的侧面连接有用于将所述可移动轭部2恢复至初始位置的复位装置1。具体的，复位装置1为弹片、弹簧、液压装置、气压装置等弹性装置。
65.如图5所示，定子齿槽部3与所述可移动轭部2通过凹凸相间的齿状结构进行配合，能够保证可移动轭部2与定子齿槽部3获得更好磁路性能和机械性能。
实施例四
66.本实施例提供了一种电机，包括实施例一、实施例二、实施例三任一项所述的轭部平移的定子组件以及转子8，轭部平移的定子组件套接在转子8的圆周处。
67.实施例一、实施例二、实施例三任一项所述的轭部平移的定子组件同时适用于内转子电机和外转子电机。
68.本实施例提供电机可以为内转子电机，也可以为外转子电机。
实施例五
69.本实施例提供了一种运载工具，由实施例四所述的电机驱动运行。
70.在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
71.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
72.尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种轭部平移的定子组件，其特征在于，包括定子和轭部推动装置，所述定子包括定子齿槽部、缠绕于定子齿槽部的定子线圈和可移动轭部；所述轭部推动装置包括作动器、与所述作动器连接的控制器，所述控制器用于控制作动器移动，所述作动器与可移动轭部连接，用于在控制器的控制下推动所述可移动轭部沿着所述定子齿槽部的轴向方向移动，调节所述可移动轭部和所述定子齿槽部在轴向方向上重合部分的长度。2.根据权利要求1所述的轭部平移的定子组件，其特征在于，所述定子齿槽部外侧轴向设有导轨，用于约束所述可移动轭部沿着定子齿槽部的轴向方向移动。3.根据权利要求1所述的轭部平移的定子组件，其特征在于，所述轭部推动装置设于所述可移动轭部的侧面，与所述可移动轭部面接触或沿所述可移动轭部的圆周多点接触。4.根据权利要求3所述的轭部平移的定子组件，其特征在于，所述可移动轭部的另一侧面连接有复位装置，所述复位装置用于将所述可移动轭部恢复至初始位置。5.根据权利要求1所述的轭部平移的定子组件，其特征在于，所述可移动轭部沿轴向方向分为两部分，包括左侧可移动轭部和右侧可移动轭部；所述轭部推动装置设于左侧可移动轭部和右侧可移动轭部的中间，用于推动左侧可移动轭部沿轴向向左移动、推动右侧可移动轭部的沿轴向向右移动。6.根据权利要求5所述的轭部平移的定子组件，其特征在于，所述左侧可移动轭部的左侧、所述右侧可移动轭部的右侧分别连接有复位装置，所述复位装置用于将所述可移动轭部恢复至初始位置。7.根据权利要求1所述的轭部平移的定子组件，其特征在于，所述定子齿槽部与所述可移动轭部通过凹凸相间的齿状结构进行配合。8.根据权利要求1所述的轭部平移的定子组件，其特征在于，还包括定轭部，所述定轭部设于定子齿槽部与可移动轭部之间，与所述定子齿槽部连接。9.一种电机，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的轭部平移的定子组件以及转子，所述轭部平移的定子组件套接在所述转子的圆周处。10.一种运载工具，其特征在于，由权利要求9所述的电机驱动运行。

技术总结
本实用新型公开了一种轭部平移的定子组件、电机和运载工具，所述轭部平移的定子组件包括：定子和轭部推动装置，所述定子包括定子齿槽部、缠绕于定子齿槽部的定子线圈和可移动轭部；所述轭部推动装置包括作动器、与所述作动器连接的控制器，所述控制器用于控制作动器移动，所述作动器与可移动轭部连接，用于在控制器的控制下推动所述可移动轭部沿着所述定子齿槽部的轴向方向移动，调节所述可移动轭部和所述定子齿槽部在轴向方向上重合部分的长度。本实用新型能够有效调节定子线圈上反电动势的大小。势的大小。势的大小。


技术研发人员：殷德军 王舸
受保护的技术使用者：南京奥特博机电科技有限公司
技术研发日：2023.04.18
技术公布日：2023/9/26