[发明专利]一种双向调节式栅形弱磁调速永磁同步电机结构

权利要求书

1.一种双向调节式栅形弱磁调速永磁同步电机结构，其特征在于：它包括悬浮设于电机气隙内的栅形调磁机构，栅形调磁机构包括与电机转轴同轴设置的外层筒和内层筒，外层筒和内层筒通过导磁性的叶片连接；

外层筒通过牵引架与电机转轴的左端部连接，内层筒通过牵引架与电机转轴的右端部连接，且牵引架与电机转轴的连接处均设有轴向调节结构；

两侧的轴向调节结构可实现在电机转轴上的轴向位移，进而通过牵引架带动与之连接的外层筒和/或内层筒移动，实现外层筒与内层筒之间的径向间距调整，从而改变电机气隙内的空气高度，实现电机气隙的磁阻调整。

2.根据权利要求1所述的双向调节式栅形弱磁调速永磁同步电机结构，其特征在于：所述栅形调磁机构中外层筒和内层筒通过导磁性的叶片连接的设置方式如下：叶片沿轴向和周向排布设置多组，每个叶片的内外两端分别与对应外层筒和内层筒铰接连接。

3.根据权利要求1所述的双向调节式栅形弱磁调速永磁同步电机结构，其特征在于：所述栅形调磁机构中外层筒和内层筒通过导磁性的叶片连接的设置方式如下：叶片沿轴向排布设置多个，每个叶片均为环状，且叶片的内圈与内层筒铰接连接，叶片的外圈与外层筒铰接连接。

4.根据权利要求3所述的双向调节式栅形弱磁调速永磁同步电机结构，其特征在于：所述叶片将内层筒和外层筒之间的空腔分隔为多个相互独立的子腔，且相邻子腔通过设置在对应叶片上的气孔连通，位于栅形调磁机构的尾部设有橡皮囊，橡皮囊与栅形调磁机构尾部的子腔连通，且橡皮囊及子腔内注有可压缩的导磁性液体材料或导磁性粉末材料；

当内层筒与外层筒之间的径向间距减小时，栅形调磁机构内的压强大于橡皮囊内的压强，此时将栅形调磁机构内子腔中多余的导磁性液体材料或导磁性粉末材料压缩到橡皮囊内；

当内层筒与外层筒之间的径向间距增大时，栅形调磁机构内的压强小于橡皮囊内的压强，此时压缩在橡皮囊内的导磁性液体材料或导磁性粉末材料释放填充到栅形调磁机构内的子腔中。

5.根据权利要求1-4任一项所述的双向调节式栅形弱磁调速永磁同步电机结构，其特征在于：所述轴向调节结构为自动调节结构，自动调节结构包括套设在电机转轴上的滚珠轴承，其中通过牵引架与外层筒连接的滚珠轴承位于电机转轴的左端部，并称之为左端滚珠轴承，其中通过牵引架与内层筒连接的滚珠轴承位于电机转轴的右端部，并称之为右端滚珠轴承；

电机转轴上对应设有螺纹段，且螺纹段由外侧的密集螺纹段和内侧的稀疏螺纹段组成；左端滚珠轴承对应的螺纹段的旋向与右端滚珠轴承对应的螺纹段的旋向相反；滚珠轴承的内环与电机转轴的对应螺纹段螺纹连接，滚珠轴承的外环与对应的牵引架连接；

当电机的转速达到额定转速前，电机加速时，滚珠轴承在转动惯量的作用下使得电机转轴的速度和滚珠轴承的速度有偏差，会引起滚珠轴承由外侧向内侧运动，即左端滚珠轴承由左向右移动，右端滚珠轴承由右向左运动；随着速度的增加，滚珠轴承内环的速度和电机转轴的速度逐渐保持一致；在电机没有达到额定转速之前，滚珠轴承位于密集螺纹段处，左端滚珠轴承和右端滚珠轴承位向内移动的范围很小，对应栅形调磁机构的变化很小，调磁作用不明显，磁通量基本保持不变；

当电机的转速达到额定转速之后，再进行电机加速时，同样由于转动惯量的作用，滚珠轴承还会继续向内侧运动，此时滚珠轴承位于稀疏螺纹段处，滚珠轴承向内侧移动的范围比较大，进而通过牵引架带动与之连接的外层筒/内层筒移动，外层筒/内层筒移动实现其与内层筒/外层筒之间的径向间距缩短，从而将电机气隙内的空气高度变大，即增加了气隙的磁阻，进一步降低电机的磁通，达到加速的目的；

当电机再需要加速时，滚珠轴承继续向内侧运动，继续缩短外层筒/内层筒与内层筒/外层筒之间的径向间距，进一步降低电机的磁通，实现电机的弱磁扩速来提升电机的极限速度；最终栅形调磁机构达到一字形，电机磁通量最低，电机的极限速度最大；

当电机由转速高降低到转速低的时候，电机减速，滚珠轴承在转动惯量的作用下使得电机转轴的速度和滚珠轴承的速度有偏差，此时滚珠轴承向外侧运动，随着速度的降低，滚珠轴承内环的速度和电机转轴的速度逐渐保持一致；当电机减速时，由于转动惯量的作用使得滚珠轴承向外侧运动，即左端滚珠轴承由右向左移动，右端滚珠轴承由左向右运动，进而通过牵引架带动与之连接的外层筒/内层筒移动，外层筒/内层筒移动实现其与内层筒/外层筒之间的径向间距加大，从而将电机气隙内的空气高度变小，即减小了气隙的磁阻，进一步增加了电机的磁通量，达到减速的目的；

当电机再减速时，滚珠轴承继续向外侧运动，继续增大外层筒/内层筒与内层筒/外层筒之间的径向间距，进一步增加电机的磁通量，实现电机的降速，直到电机停止，整个栅形调磁机构复位。