[实用新型]定子铁心线圈轴向可调式无刷永磁电机及其控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及永磁电机技术领域，具体涉及一种定子铁心线圈轴向可调式无刷永磁电动机/发电机及其控制系统。

背景技术

 电机（英文：Electric machine，俗称“马达”）是指依据电磁感应定律实现电能转换成机械能或机械能转换成电(传递）的一种电磁装置。在电路中用字母M（旧标准用D）表示。它作为电动机时的主要作用是产生驱动转矩和转速，作为用电器或各种机械的动力源。永磁电动机需要控制器驱动; 或者称电子换向器（Electronic Commutator），作为发电机在电路中用字母G表示。它的主要作用是将机械能转化为电能。

虽然发电机与电动机的工作原理均采用电磁转换原理，但在结构设计上却存在不同，目前对于电动机的控制所考虑的对象为转速和转矩，而对于发电机的控制，所考虑的对象则为电压，电流的稳定性及转换效率。

由于现实中驱动发电机转子转动的外力多具有不可控制的因素（如风力发电的风力大小不可控、水力发电中水流不可控等诸多因素），或者在某种特定应用场合下，驱动发电机转子的驱动变化无常（例如，汽车发电中发动机转轴的不定变化），因此该发电机发出的电压波动较大，不利于转化为稳定电压供日常使用，现有技术方案中有采用在转子上安装机械齿轮变速器的技术方案，根据外力变化及时改变齿轮的变速比例以保证转子的转速稳定，但是此方案存在体积重，维护成本高的问题。也有技术人员提出了采用DC-DC直流变换器获得稳定电压的思路，但是该技术方案存在的问题是，DC-DC在大电流下的电压转换效率并不出色，而且可变换输入电压的范围有限，可靠性差，实际应用的效果并不理想。

现有汽车发动机上的两个主要电机，一个是直流有刷启动电机（Starter Motor），其作用是利用蓄电池的电能转化短时间的机械能，让内燃机启动运转。另外一个是直流有刷励磁式发电机(Alternator), 内燃机持续运转带动发电机，输出整流后的直流电给蓄电池充电和其他系统供电；两种电机并存，无疑增加了汽车的体积和成本，不利于减轻汽车重量，且工作效率亦需要提高。

实用新型内容

本实用新型提供一种定子铁心线圈轴向可调式无刷永磁电机及其供电控制系统，能够解决上述问题。

本实用新型实施例提供的一种定子铁心线圈轴向可调式无刷永磁电机，包括：电机壳体、可转动地安装在电机壳体内的永磁转子及由线圈缠绕在铁心上构成的定子铁心线圈，定子铁心线圈可轴向移动地安装在电机壳体的内壁上，定子铁心线圈由一驱动装置驱动沿电机壳体内壁轴向移动以改变其线圈绕组上相对永磁转子的有效磁通量。

优选地，电机壳体侧壁轴向开设有导向豁口，定子铁心线圈固定在一固定装置内，固定装置外侧壁相对导向豁口的位置上设有一用于连接驱动装置的驱动连接部，所述驱动装置通过导向豁口驱动该驱动连接部在轴向上往复运动，驱动连接部与固定装置一体联动。

优选地，所述固定装置为一两端开口的中空导筒，定子铁心线圈嵌入中空导筒内与中空导筒一体移动，所述驱动连接部为设置在中空导筒外侧壁上的轴向齿条；驱动装置为一与轴向齿条相互啮合的驱动齿轮。

优选地，固定装置的外侧壁上还设有轴向键槽，电机壳体内壁与轴向键槽相对的位置上设有导向键，导向键伸入键槽内。

优选地，所述固定装置为一两端开口的中空导筒，定子铁心线圈嵌入中空导筒内与中空导筒一体移动，所述驱动连接部为一在中空导筒外壁设置的径向延伸到导向豁口内的导向凸起，导向凸起的上表面设有轴向齿条；驱动装置为一与导向凸起上表面的轴向齿条相互啮合的驱动齿轮。

优选地，中空导筒外壁上设有与所述导向凸起对称的另一导向凸起，电机壳体内壁上与所述另一导向凸起对应的轴向导向凹槽，所述另一导向凸起置于该导向凹槽内，并可在轴向上沿导向凹槽运动。

优选地，所述驱动装置还包括一伺服电机，伺服电机的输出转轴上安装所述驱动齿轮。

本实用新型实施例还提供了一种定子铁心线圈轴向可调式无刷永磁电机控制系统，包括：AC/DC整流单元、控制单元、电压采样单元及上述实施例的定子铁心线圈轴向可调式无刷永磁电机，所述驱动装置为伺服驱动装置，定子铁心线圈轴向可调式无刷永磁电机的电机相线连接AC/DC整流单元的输入端，电压采样单元采集AC/DC整流单元的输出电压传输至控制单元，控制单元控制伺服驱动装置的输出量。