[发明专利]嵌套式可变场电机

说明书

发明背景

本发明大体涉及电机，且更具体地涉及包括多个集成的无刷永磁 (PM)电动机的驱动系统。PM电动机通过利用磁体和电场之间的电磁 关系将电能转换成动能。相反地，PM发电机使用相反的电磁关系来 将动能转换成电能。PM电动机和PM发电机统称为电机。在典型的 PM电动机中，电流通过导线的固定绕组产生交变的磁场，以推动和/ 或拉动磁性转子。磁性转子联接到轴上，以产生旋转轴功率。另外， 可在低转子速度下从PM电动机获得高输出扭矩。由于这些原因和其 它原因，PM电动机非常适用于例如军用车辆或施工设备等的大型履 带车辆的推进系统。可变场(VF)PM电动机特别适用于电动车辆的推 进系统，因为可变场PM电动机能够在超过其传统的角点(对于给定的 转子/定子排列的最大速度输出的点)的恒定功率模式下运行。VFPM 电动机调节磁体和导线的相对轴向位置，以调节两个构件的磁通相互 作用。因此，VFPM电动机通常需要用于电动机壳体的另外的轴向长 度，从而可将磁体和导线分开。

使用PM电动机的交叉驱动型推进系统对于电动履带车辆是流行 的选择，因为它们能够将功率从一个车辆履带传递到另一个履带。但 是，为了做到这一点，交叉驱动系统通常需要使用多个电动机。例如， 需要一个PM电动机来提供车辆推进，且需要另一个电动机来提供转 向功率。因此，交叉驱动推进系统通常是麻烦的，因为PM电动机必 须轴向地或者径向地堆叠。然而，在车辆推进系统中，以及对于其它 不同范围的应用来说，需要减小PM电动机的空间消耗，以使空间可 用于其它用途，例如用于货物。还需要使电动车辆的宽度保持与路面 和货运装备(例如平板小车和火车)相协调。因此，需要更加紧凑的电 机，特别是需要更加紧凑的双可变场永磁电动机。

发明概述

本发明以电机为对象，该电机包括第一转子轴、第二转子轴和中 部元件。第一转子轴绕电机的中心轴线旋转，且具有设置在第一转子 轴的外周边周围的第一磁性驱动元件。第二转子轴绕第一转子轴旋 转，且具有设置在第二转子轴的内周边周围的第二磁性驱动元件。中 部元件设置在第一转子轴和第二转子轴之间，且构造成在第一转子轴 和第二转子轴绕中心轴线旋转时保持固定。定子还包括与第一磁性驱 动元件相互作用的第三磁性驱动元件，以及与第二磁性驱动元件相互 作用的第四磁性驱动元件。

附图简述

图1显示了其中使用了具有嵌套式可变场永磁电动机的交叉驱动 推进系统的履带车辆。

图2显示了用于具有本发明的嵌套式可变场永磁电动机的履带车 辆(例如图1所示)的交叉驱动推进系统的截面视图。

图3是显示了图2的嵌套式可变场永磁电动机的截面视图。

图4是显示了本发明的嵌套式可变场电机的示意图。

详细描述

图1显示了其中使用了交叉驱动推进系统12的履带车辆10。车 辆10包括重型履带车辆，例如可改装用于军事或施工应用。车辆10 包括交叉驱动推进系统12、左侧履带系统14L、右侧履带系统14R、 柴油机18和发电机20。交叉驱动推进系统12包括可变场永磁电动机， 且从而依靠电功率来运行。柴油发动机18为发电机20提供机械输入， 以产生运行交叉驱动推进系统12所需的电功率。交叉驱动推进系统 12因此驱动左侧履带系统14L和右侧履带系统14R，以推动车辆10。 左侧履带系统14L包括驱动链轮22L、履带24L和车轮26L。驱动链 轮22L连接成接收推进系统12的输出。链轮22L旋转，以拉动履带 24L，从而使得车辆10以车轮26L滚动。推进系统12与右侧履带系 统14R类似地相互作用，右侧履带系统14R包括类似的构件，例如驱 动链轮22R。