[发明专利]电磁变速器

说明书

技术领域

本发明涉及电磁变速器。该电磁变速器是基于电机学的电磁原理建立的，用于机械动力传输装置中改变转速和转矩，提供符合目标动力设备要求的转速和转矩。

背景技术

目前主流变速器是机械式的变速器，机械式变速器应用历史悠久，发展成熟，形式多样。电磁变速器是基于电磁理论建立的变速装置，有着不同于机械式变速器的特点。

本发明涉及的电磁变速器，在物理上整合至少两个逻辑电机，可以获得更好的功率密度。并且采用变频调速技术，在宽范围内实现无极变速。

发明内容

本发明的目的是，实现一种电磁变速器，可以根据应用系统的需要连续地改变传动比。该发明所提出的技术路线可以实现上述目的。

本发明涉及的电磁变速器是通过具有权利要求书所述特征的变速器来实现。

本发明涉及机械能、磁场能、电能之间的相互转换。分布在不同的宿主(转子或者定子)、同轴的励磁绕组和感应绕组组成一个“逻辑电机”，多个这样的“逻辑电机”组成该电磁变速器。当“逻辑电机”的励磁绕组产生的旋转磁场扫描感应绕组时，在感应绕组内产生感生电流的同时，也会产生感生的旋转磁场，两个旋转磁场相互作用，会产生一个大小相等方向相反的转矩，合理的设置励磁电流的接入方式，使与输入轴相同转向的转矩施加在输出轴上，与输入轴相反转向的转矩施加在输入轴或者定子上。并且一个“逻辑电机”的感应绕组A产生的感生电流作为与A物理上同体或者刚性连接的其他“逻辑电机”的励磁电流，而不需要改变电流的频率。在逻辑上多个“逻辑电机”串联或者组成树状结构组成该电磁变速器。

从一个处于定子上的感应绕组中引出感生出的交流电流，控制该电流的大小可以改变“逻辑电机”的磁通密度，从而改变输出转矩的大小；调节输入转子(2)励磁电流的大小也可以达到同样的效果。从一个定子的感应绕组中输出的交流电流整流变频之后作为输入转子(2)的励磁电源是合适的，因为两个电流的大小都与转矩正相关。

处于最末端的“逻辑电机”可以看作一个异步感应电动机，调整输入转子(2)励磁电流的频率，可以间接地调整这个异步电动机的转差率，转差率改变也会造成输出转矩的改变。

传动比控制器可以完成[0008][0009]所述的调节输出转矩的功能，输出转矩改变输出转速也会随之变化。

该电磁变速器的好处是，传动比的调节是连续的，这在大多数变速器应用场合中都是受欢迎的。

该电磁变速器的好处是，传动比控制器直接接收应用该电磁变速器的系统控制单元发出的电信号来调节传动比，不再需要执行部件。

该电磁变速器的好处是，处于定子上的感应绕组是非运动部件，不经过电刷或者导电滑环而输出电力，因此带来的好处是简单、可靠和高效率。

该电磁变速器的好处是，制造该变速器需要的材料是市场上易于获得的，工艺是目前成熟的工艺。本发明涉及的电磁变速器可以应用在大功率的传动系统中，增加“逻辑电机”数量可以适应要求大功率的场合。

附图说明

下面，根据优选的实例结合所附的附图详细阐述本发明。在此示出：

附图1示出电磁变速器的轴向剖视图。

附图2示出中间转子的径向剖视图。

附图3中间转子的两个绕组电气连接图。

附图4示出从末端定子(6)绕组输出电流的整流电路。

附图5表示了另一种形式的实现实例。

具体实施方式

如附图[1]所示，输入轴(1)上固定输入转子(2)，第一级中间转子(3)和第二级中间转子(5)与输出轴刚性连接，而且与输入轴是同轴的，在机械上中间转子和输入轴可以相对自由转动，中间定子(4)固定在壳体上；末端定子(6)固定在壳体上。

在本实例中，输入转子(2)励磁绕组采用隐极式3相4极的电气结构，励磁电流由电刷引入。输入轴带动输入转子旋转时，磁场的旋转速度是输入轴的转速和励磁电流频率的函数。

第一级中间转子(3)的主体是由硅钢片叠加构成桶装结构，内侧设置感应绕组，外侧设置励磁绕组，两个绕组均采用隐极式3相4极的电气结构，如附图[2]所示，两个绕组均采用星形连接，引出端直接相连，如附图[3]所示。第二级中间转子(5)的结构与第一级中间转子(3)的相同。

中间定子(4)的结构与中间转子相同，内侧设置感应绕组，外侧设置励磁绕组，两个绕组的电气连接与中间转子的类似。

末端定子(6)上设置一个感应绕组，输出电流至传动比控制器(7)。