專利名稱：具有可運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)子段以減少反電動(dòng)勢(shì)的電馬達(dá)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電馬 達(dá)組件。
背景技術(shù)：
一些電馬達(dá)/發(fā)電機(jī)被稱為永磁馬達(dá)。這樣的馬達(dá)具有定子，所述定子具有承載三相交流電流的繞組，所述交流電流建立電動(dòng)勢(shì)以轉(zhuǎn)動(dòng)具有永磁體的轉(zhuǎn)子。同時(shí)，永磁體的旋轉(zhuǎn)磁場在繞組中產(chǎn)生“反電動(dòng)勢(shì)”。所謂的反電動(dòng)勢(shì)是與定子繞組中的電壓相反的電壓。作用于定子繞組的每一個(gè)相上的反電動(dòng)勢(shì)和磁場強(qiáng)度隨轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置呈正弦地變化。反電動(dòng)勢(shì)的平均值與轉(zhuǎn)子的選擇速度成比例。在低速條件下，由反電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生在繞組內(nèi)的電壓相對(duì)較低，且反電動(dòng)勢(shì)與輸入電壓相比可忽略。在高輸出速度下，由反電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生在繞組內(nèi)的電壓相對(duì)較高，且與可施加到繞組的最大電壓相比重要，從而在不減小轉(zhuǎn)子的磁場的情況下，少量或沒有電流會(huì)在繞組中流動(dòng)。通常，使場削弱的電流被施加到定子繞組以抑制磁場和反電動(dòng)勢(shì)，從而扭矩-產(chǎn)生電流會(huì)在高轉(zhuǎn)子速度下流動(dòng)或更自由地流動(dòng)經(jīng)過繞組。反電動(dòng)勢(shì)的機(jī)械減小，特別是在高速度條件期間，會(huì)通過減少或消除經(jīng)過定子繞組的場-削弱電流而顯著地改進(jìn)馬達(dá)/發(fā)電機(jī)的效率，從而流經(jīng)定子繞組的全部電流都用于扭矩的生成，并因此做有用功。

發(fā)明內(nèi)容
通過將徑向磁通馬達(dá)的轉(zhuǎn)子分為軸向部分或段，每一個(gè)部分具有一組或多組永磁體，且至少其中一個(gè)部分可繞旋轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于其他部分運(yùn)動(dòng)(即，傾斜或定相)，所述磁體將隨著轉(zhuǎn)子部分的共同旋轉(zhuǎn)速度的增加而以一增加量彼此偏移。磁體彼此偏移減少了由旋轉(zhuǎn)磁體產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)和磁場強(qiáng)度的正弦變化的幅度。反電動(dòng)勢(shì)的減少允許使必須被施加的場削弱電流的減小或消除，以及因此增加馬達(dá)效率。提供了一種電馬達(dá)組件，該組件包括具有電繞組的定子和可繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子組件。轉(zhuǎn)子組件具有轉(zhuǎn)子轂和被支撐在所述轉(zhuǎn)子轂上的轉(zhuǎn)子。所述轉(zhuǎn)子轂具有第一和第二轉(zhuǎn)子轂部分。所述轉(zhuǎn)子具有第一和第二環(huán)形轉(zhuǎn)子段，其中第一環(huán)形轉(zhuǎn)子段被支撐用于與第一轉(zhuǎn)子轂部分一起旋轉(zhuǎn)，第二環(huán)形轉(zhuǎn)子段被支撐用于與第二轉(zhuǎn)子轂部分一起旋轉(zhuǎn)。每一個(gè)轉(zhuǎn)子段具有相應(yīng)的一組磁體，所述磁體繞其周向地隔開。轉(zhuǎn)子轂和轉(zhuǎn)子段配置為使得至少一個(gè)轉(zhuǎn)子段隨著轉(zhuǎn)子轂旋轉(zhuǎn)而繞旋轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于其他轉(zhuǎn)子段運(yùn)動(dòng)。所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)子段的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是一量，所述量隨著轉(zhuǎn)子轂的速度增加而增加，以減少反電動(dòng)勢(shì)。所述運(yùn)動(dòng)可以通過利用離心力而產(chǎn)生，所述離心力隨著速度增加而增加，而不需要控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)該運(yùn)動(dòng)。所述電馬達(dá)組件可配置有定相機(jī)構(gòu)的各種實(shí)施例，以建立轉(zhuǎn)子段中的一個(gè)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。例如，可以使用液壓促動(dòng)的葉片型移相器、液壓促動(dòng)的斜齒輪移相器、或使用離心質(zhì)量部和哨合齒輪的移相器。在這些實(shí)施例的每一個(gè)中，移相器的促動(dòng)可完全被動(dòng)，其中，僅依靠轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)來造成移相器的促動(dòng)，而定相的量隨著速度增加而增加。
本發(fā)明的上述特征和優(yōu)勢(shì)及其他特征和優(yōu)勢(shì)將從用于實(shí)施本發(fā)明的最佳模式的以下詳細(xì)描述連同附圖時(shí)顯而易見。


圖I是動(dòng)力傳動(dòng)系的第一實(shí)施例的示意圖，所述動(dòng)力傳動(dòng)系具有在本發(fā)明的范圍內(nèi)的電馬達(dá)組件；圖2是圖I的電馬達(dá)組件的更詳細(xì) 的示意性橫截面圖；圖3是圖2的電馬達(dá)組件的示意性橫截面圖，其中端蓋被移除；圖4是在本發(fā)明的范圍內(nèi)的電馬達(dá)組件的另一實(shí)施例的示意性局部橫截面圖，該電馬達(dá)組件可用在圖I的動(dòng)力傳動(dòng)系中；圖5是圖4的在線5-5處截取的電馬達(dá)組件的示意性橫截面圖，該組件具有定相機(jī)構(gòu)的第一實(shí)施例；圖6是圖2的在線6-6處截取的電馬達(dá)組件的示意性橫截面圖，該組件具有定相機(jī)構(gòu)的第二實(shí)施例；圖7是圖2的在線7-7處截取的轉(zhuǎn)子組件的示意性側(cè)視圖，，該組件具有定相機(jī)構(gòu)的第一實(shí)施例，其中該轉(zhuǎn)子以相對(duì)較低旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)或靜止；圖8是圖7的轉(zhuǎn)子組件的示意性端視圖，其中該轉(zhuǎn)子以相對(duì)較高的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn);圖9是反電動(dòng)勢(shì)與具有轉(zhuǎn)子部分的定相的電馬達(dá)組件的斜交角對(duì)照的示例性說明；以及圖10是電馬達(dá)組件的系統(tǒng)動(dòng)力損失與扭矩負(fù)載對(duì)照、在轉(zhuǎn)子部分傾斜或不傾斜的情況下在轉(zhuǎn)子部分的各旋轉(zhuǎn)速度下的比較的示例性說明。
具體實(shí)施例方式參考附圖，其中在幾幅圖中相同的附圖標(biāo)記指向相同的構(gòu)件。圖I示出動(dòng)力傳動(dòng)系10的示例,所述動(dòng)力傳動(dòng)系10包括發(fā)動(dòng)機(jī)12,所述發(fā)動(dòng)機(jī)12操作地連接到變速器16的輸入構(gòu)件14,以在變速器16的輸出構(gòu)件18處提供動(dòng)力。動(dòng)力傳動(dòng)系10可以是車輛動(dòng)力傳動(dòng)系，其中輸出構(gòu)件18連接到車輪以在車輪處提供牽引力。變速器16是電動(dòng)機(jī)械混合動(dòng)力變速器，其具有兩個(gè)電馬達(dá)組件20、22，所述電馬達(dá)組件20、22連接到傳動(dòng)裝置24的不同構(gòu)件，所述傳動(dòng)裝置被包括在變速器16中。電馬達(dá)組件20、22此處稱為馬達(dá)/發(fā)電機(jī)20、22，這是由于它們可被控制器26控制而在變速器16的各種操作模式中被操作為馬達(dá)或發(fā)電機(jī)。在該要求保護(hù)的發(fā)明的范圍內(nèi)，動(dòng)力傳動(dòng)系可以替換地具有僅一個(gè)馬達(dá)/發(fā)電機(jī)?？刂破?6連接到能量儲(chǔ)存裝置，諸如電池28，并當(dāng)馬達(dá)/發(fā)電機(jī)20和/或22操作為馬達(dá)時(shí)控制電力從電池28經(jīng)過功率逆變器30到馬達(dá)/發(fā)電機(jī)20、22中的一個(gè)或兩者的流動(dòng)，以及當(dāng)馬達(dá)/發(fā)電機(jī)20和/或22被控制以操作為發(fā)電機(jī)時(shí)控制電力從馬達(dá)/發(fā)電機(jī)20、22經(jīng)由功率逆變器30到電池28的流動(dòng)。馬達(dá)/發(fā)電機(jī)20、22在結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)上基本類似。因此，馬達(dá)/發(fā)電機(jī)20被進(jìn)一步詳細(xì)地描述，所述描述等同地應(yīng)用到馬達(dá)/發(fā)電機(jī)22。馬達(dá)/發(fā)電機(jī)20具有轉(zhuǎn)子組件32，所述轉(zhuǎn)子組件32包括轉(zhuǎn)子34，所述轉(zhuǎn)子34安裝到轉(zhuǎn)子轂36，所述轉(zhuǎn)子轂36連接到傳動(dòng)裝置24的構(gòu)件，使得所述轉(zhuǎn)子組件32可繞旋轉(zhuǎn)軸線38旋轉(zhuǎn)，所述軸線38在該實(shí)施例中與輸入構(gòu)件14和輸出構(gòu)件18的旋轉(zhuǎn)軸線相同。轉(zhuǎn)子34是永磁體轉(zhuǎn)子，其具有繞其圓周分布的磁體組，如以下進(jìn)一步描述以及在圖2和3中所示的。為了減少通過永磁體型轉(zhuǎn)子發(fā)生的反電動(dòng)勢(shì)，轉(zhuǎn)子轂36和轉(zhuǎn)子34每一個(gè)被分為多個(gè)軸向部分并配置為允許至少其中一個(gè)部分相對(duì)于其他部分被定相，如下進(jìn)一步描述的。馬達(dá)/發(fā)電機(jī)20還具有定子40，所述定子40安裝到靜止(S卩，不旋轉(zhuǎn))構(gòu)件42，諸如變速器16的殼體。電繞組44在定子40的兩個(gè)軸向端之間延伸。參考圖2，馬達(dá)/發(fā)電機(jī)20被更詳細(xì)地示出。在所示實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子轂36包括第一轉(zhuǎn)子轂部分50和第二轉(zhuǎn)子轂部分52。轉(zhuǎn)子34包括第一轉(zhuǎn)子部分54和第二轉(zhuǎn)子部分56，所述第一轉(zhuǎn)子部分54被支撐用于與第一轉(zhuǎn)子轂部分50 —起旋轉(zhuǎn)，所述第二轉(zhuǎn)子部分56被支撐用于與第二轉(zhuǎn)子轂部分52—起旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子部分54、56此處還稱為轉(zhuǎn)子段。轉(zhuǎn)子部分54,56和轂部分50、52在軸向上稍微彼此隔開。軸承55允許轉(zhuǎn)子轂部分50相對(duì)于馬達(dá)外 殼57的旋轉(zhuǎn)，軸承59允許轉(zhuǎn)子部分56相對(duì)于端蓋58的旋轉(zhuǎn)。如圖3所示，在該圖中馬達(dá)/發(fā)電機(jī)20的端蓋58 (參見圖2)被移除，轉(zhuǎn)子部分56具有繞其圓周分布的磁體組60、62。流經(jīng)定子40的繞組44的電流產(chǎn)生磁力，所述磁力交替地吸引和排斥磁體60、62。磁力產(chǎn)生扭矩，所述扭矩轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子部分56。圖2中所示的另外的磁體組66、68繞轉(zhuǎn)子部分54的圓周分布。磁體組66、68以與磁體組60、62所布置的模式相同的傾斜模式相對(duì)于彼此布置。流經(jīng)定子40的繞組44的電流產(chǎn)生磁力，所述磁力交替地吸引和排斥磁體66、68。磁力產(chǎn)生扭矩，所述扭矩轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子部分54。由于磁體組60、62基本上與磁體組66、68相同，流經(jīng)繞組44的電流導(dǎo)致部分54、56以同樣的速度旋轉(zhuǎn)，即使彼此軸向地隔開。在其他實(shí)施例中，圖I的馬達(dá)/發(fā)電機(jī)20、22可具有多于兩個(gè)轉(zhuǎn)子部分。例如，如圖4所示，圖I的馬達(dá)/發(fā)電機(jī)20、22可用類似于馬達(dá)/發(fā)電機(jī)120的馬達(dá)/發(fā)電機(jī)代替，所述馬達(dá)/發(fā)電機(jī)120具有轉(zhuǎn)子組件132，所述轉(zhuǎn)子組件132具有三個(gè)轉(zhuǎn)子部分154、157和156，這些轉(zhuǎn)子部分在此也稱為轉(zhuǎn)子段，其中中央轉(zhuǎn)子部分157可繞旋轉(zhuǎn)軸線38相對(duì)于中央轉(zhuǎn)子部分157的任一軸向側(cè)上的轉(zhuǎn)子部分154、156旋轉(zhuǎn)。馬達(dá)/發(fā)電機(jī)120具有第一轉(zhuǎn)子轂部分150和第二轉(zhuǎn)子轂部分152，所述第一轉(zhuǎn)子轂部分150支撐兩個(gè)轉(zhuǎn)子部分154和156，所述第二轉(zhuǎn)子轂部分152支撐中央轉(zhuǎn)子部分157。轉(zhuǎn)子部分154、156、157中的每一個(gè)具有相應(yīng)的一組或多組磁體或磁體組160、162、163,所述磁體繞轉(zhuǎn)子部分的圓周隔開。在任意實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子組件32或132配置有定相機(jī)構(gòu)51，所述定相機(jī)構(gòu)51允許轉(zhuǎn)子部分(圖2中的轉(zhuǎn)子部分56和圖4中的轉(zhuǎn)子部分157)中的一個(gè)繞旋轉(zhuǎn)軸線38相對(duì)于其他轉(zhuǎn)子部分運(yùn)動(dòng)。所述運(yùn)動(dòng)，也稱為角傾斜或角定相，由于離心力而被動(dòng)地完成(即，沒有控制系統(tǒng))，并隨著轉(zhuǎn)子組件32或132的速度增加而大小增加。增加的傾斜和增加的轉(zhuǎn)子速度一起更好地減少了傾向于隨著增加轉(zhuǎn)子速度而增加的反電動(dòng)勢(shì)。在圖5-8中所示的實(shí)施例中，由于離心力，相對(duì)運(yùn)動(dòng)發(fā)生，而沒有控制系統(tǒng)。例如，離心力可作用于徑向溝槽72中的流體上，所述徑向溝槽72形成在如圖5中所示的轉(zhuǎn)子轂部分150中或形成在如圖6中所示的轉(zhuǎn)子轂部分52中，以增大液壓來操作定相機(jī)構(gòu)51。替換地，相對(duì)運(yùn)動(dòng)可由受控促動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生，以示例性地用來控制導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)的液壓。例如，受控液壓可被提供至流體溝槽72靠近旋轉(zhuǎn)軸線38的端部。
參考圖5，在第一實(shí)施例中，圖2和4的定相機(jī)構(gòu)51可為葉片型液壓移相器70。圖5示出圖4的轉(zhuǎn)子組件132中的移相器70，但是將被等同地安裝在圖2的轉(zhuǎn)子組件32中以對(duì)轉(zhuǎn)子部分54、56進(jìn)行定相。在圖5中，轉(zhuǎn)子轂部分150具有多個(gè)徑向溝槽72，所述徑向溝槽72允許液壓流體從轉(zhuǎn)子轂部分150的內(nèi)直徑73流動(dòng)到轉(zhuǎn)子轂部分150的外直徑74。在外直徑74處，腔體76在轉(zhuǎn)子轂部分152的外直徑74和內(nèi)直徑之間延伸。第一組葉片77從外直徑74延伸到腔體76中的中途。第二組葉片78 從轉(zhuǎn)子轂部分152的內(nèi)直徑71延伸到腔體76中的中途。葉片77、78彼此交錯(cuò)，并可部分地或完全地繞轉(zhuǎn)子轂部分150的外圓周和轉(zhuǎn)子轂部分152的內(nèi)圓周延伸。在轉(zhuǎn)子組件132旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于離心力，液壓流體被強(qiáng)制徑向向外推動(dòng)經(jīng)過溝槽72進(jìn)入到腔體76中。所述流體可經(jīng)過變速器構(gòu)件中的通道進(jìn)入溝槽72，轉(zhuǎn)子轂部分150被花鍵連接到或以另外的方式安裝到所述變速器構(gòu)件用于旋轉(zhuǎn)。葉片77、78和流體溝槽72被布置為使得空腔76中增加的流體壓力趨向于使轉(zhuǎn)子轂部分152運(yùn)動(dòng)，以及使附連到轉(zhuǎn)子轂部分152的轉(zhuǎn)子轂部分157相對(duì)于圖5中的轉(zhuǎn)子轂部分150順時(shí)針運(yùn)動(dòng)。位于儲(chǔ)油腔室76之間的空間79具有通向轉(zhuǎn)子轂部分152的小出口 75，該出口75允許空間79中的一些流體在轉(zhuǎn)子轂部分150、152的定相或相對(duì)運(yùn)動(dòng)或期間運(yùn)動(dòng)進(jìn)入出口 75中，以防止流體(諸如油)在空間79中的聚集(這會(huì)抵抗定相運(yùn)動(dòng))。隨著轉(zhuǎn)子組件132的速度減少，離心力減少使得流體穿過溝槽72徑向向內(nèi)返回，并且傾斜或定相減少。具有端部81和83的扭力復(fù)位彈簧80安裝在轉(zhuǎn)子轂部分150和152之間，并被偏置為在轉(zhuǎn)子轂部分150和152之間施加力，以當(dāng)轉(zhuǎn)子組件132的旋轉(zhuǎn)速度處于或低于預(yù)定速度時(shí)將葉片78返回到相對(duì)于葉片77的預(yù)定間隔。以該方式，彈簧80阻止了轉(zhuǎn)子轂部分152相對(duì)于圖4的轉(zhuǎn)子轂部分150的運(yùn)動(dòng)，直到流體壓力足以克服被彈簧80施加在轉(zhuǎn)子轂部分150和152上的力。彈簧80配置為使得彈簧力確保轉(zhuǎn)子轂部分150和152的減少反電動(dòng)勢(shì)的相對(duì)定相不發(fā)生，直到轉(zhuǎn)子組件132的旋轉(zhuǎn)速度(且因此腔體76中的液壓)達(dá)到預(yù)定的最小水平。鎖定銷85也被設(shè)置為當(dāng)被彈簧87接合時(shí)，通過延伸到位于轉(zhuǎn)子轂部分150中的孔89中和附連到轉(zhuǎn)子轂部分152的塊體93中的孔91中而將轉(zhuǎn)子轂部分152鎖定在相對(duì)于轉(zhuǎn)子轂部分150的預(yù)定位置處。塊體93在不相同的軸向位置處附連到轉(zhuǎn)子轂部分152，所述位置在圖5的橫截面中未示出。如圖5中所示的鎖定銷85被離心力和復(fù)位彈簧87的力兩者作用，通過被所述離心力作用，使得當(dāng)轉(zhuǎn)子轂部分150、152達(dá)到預(yù)定的旋轉(zhuǎn)速度時(shí)所述鎖定銷85解鎖。如圖5中所示用于鎖定銷85的孔89延伸到轉(zhuǎn)子轂部分150的內(nèi)直徑，這允許施加到溝槽72的任何液壓力還作用于鎖定銷85。當(dāng)轉(zhuǎn)子扭矩可達(dá)到它的最大值時(shí)，鎖定銷85可因此防止中央轉(zhuǎn)子部分157與其它轉(zhuǎn)子部分154和156之間的以低速的任何運(yùn)動(dòng)，包括對(duì)轉(zhuǎn)子振動(dòng)的響應(yīng)。盡管葉片型移相器70關(guān)于轉(zhuǎn)子組件132被說明，但其可作為圖2的轉(zhuǎn)子組件中的定相機(jī)構(gòu)51被安裝。在圖5中，葉片78會(huì)隨后從轉(zhuǎn)子部分56而不是轉(zhuǎn)子轂部分152延伸，使得轉(zhuǎn)子部分56將被液壓力相對(duì)于轉(zhuǎn)子部分54被動(dòng)地定相。圖6不出移相器170,所述移相器170可用作圖2和4中的定相機(jī)構(gòu)51,并關(guān)于圖2的轉(zhuǎn)子轂部分52被說明。環(huán)形活塞172被花鍵連接到轉(zhuǎn)子轂部分52，并當(dāng)流體壓力被施加到該環(huán)形活塞的表面174時(shí)可在轉(zhuǎn)子轂部分52上軸向地運(yùn)動(dòng)?；钊?72具有外部斜齒輪齒176?；钊?72被彈簧178促動(dòng)到預(yù)定軸向位置(僅在活塞172之后以陰影示出)。當(dāng)來自溝槽72的液壓力注入相鄰于齒176的腔體180中(圖6中的表面174的前面)并作用為抵抗表面174時(shí)，活塞172沿被花鍵連接到轉(zhuǎn)子部分56或形成在該轉(zhuǎn)子部分56上的內(nèi)部斜齒182軸向地運(yùn)動(dòng)。齒176、182的螺旋形狀當(dāng)活塞172軸向運(yùn)動(dòng)時(shí)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子部分56繞旋轉(zhuǎn)軸線38運(yùn)動(dòng)，使轉(zhuǎn)子部分56相對(duì)于圖2的相鄰轉(zhuǎn)子部分54傾斜。斜齒176、182和可移動(dòng)活塞172形成可調(diào)節(jié)機(jī)械鏈接。定相經(jīng)由流體壓力完成，所述流體壓力可由離心力被動(dòng)地創(chuàng)建，隨轉(zhuǎn)子轂部分52的速度增加而增加，或所述流體壓力可經(jīng)由流體控制螺線管控制，所述螺線管將流體供送到與齒176、182的面相鄰的腔體180中。盡管關(guān)于轉(zhuǎn)子組件32示出和描述了移相器170，該移相器170可等同地與圖4的轉(zhuǎn)子組件132 —起使用，以使轉(zhuǎn)子部分157相對(duì)于轉(zhuǎn)子部分154和156傾斜。圖7和圖8示出移相器270的另一實(shí)施例，所述移相器270可用作圖2和4中的轉(zhuǎn)子組件32、132的定相機(jī)構(gòu)51，并關(guān)于圖2的轉(zhuǎn)子部分56被說明。移相器270可稱為運(yùn)動(dòng)移相器(kinematic phaser)。該移相器270依靠作用在被齒輪傳動(dòng)的質(zhì)量部上的離心力，以使相鄰轉(zhuǎn)子部分傾斜。定相機(jī)構(gòu)51包括被齒輪傳動(dòng)的質(zhì)量部272，其在一端被銷定以與行星齒輪274 —起樞轉(zhuǎn)，所述行星齒輪274被銷定到轉(zhuǎn)子部分56。行星齒輪274與恒星齒輪276嚙合，所述恒星齒輪276被花鍵連接以與來自相鄰轉(zhuǎn)子部分54的延伸部275 (圖2中 示出)一起旋轉(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)子部分54、56速度增加時(shí)，被齒輪傳動(dòng)的質(zhì)量部272的自由端部由于離心力而徑向向外運(yùn)動(dòng)，如圖8中所示。這導(dǎo)致行星齒輪274旋轉(zhuǎn)，但由于行星齒輪274在它們的中心處被銷定而不繞恒星齒輪276行進(jìn)。行星齒輪274的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致恒星齒輪276旋轉(zhuǎn)。相鄰于轉(zhuǎn)子部分56的轉(zhuǎn)子部分(即，圖2中的轉(zhuǎn)子部分54)與恒星齒輪276 —起旋轉(zhuǎn)，并因此以角度273相對(duì)于轉(zhuǎn)子部分56傾斜。移相器270可還用作用于圖4的轉(zhuǎn)子組件132的定相機(jī)構(gòu)51。在該情況下，行星齒輪274可被銷定到轉(zhuǎn)子部分156，恒星齒輪276可被連接以與轉(zhuǎn)子部分157 —起旋轉(zhuǎn)。被齒輪傳動(dòng)的質(zhì)量部272徑向向外運(yùn)動(dòng)一量，所述量隨轉(zhuǎn)子部分56的速度的增加而增加。扭力彈簧277，僅示意性地示出，在一端連接到行星齒輪274，在另一端連接到轉(zhuǎn)子部分56，將行星齒輪274偏置到圖7的位置(在圖7中，被齒輪傳動(dòng)的質(zhì)量部272未伸出)。扭力彈簧277的力可被選擇，以確保轉(zhuǎn)子部分54、56的傾斜不發(fā)生，直到轉(zhuǎn)子部分54、56已經(jīng)達(dá)到預(yù)定的最小速度，在該最小速度下，可期望減小反電動(dòng)勢(shì)。圖9是對(duì)于在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度下的典型轉(zhuǎn)子組件的反電動(dòng)勢(shì)的可能減少的示例性說明，在豎軸上以伏示出，有各種傾斜、或定相、量，在水平軸上以角的度數(shù)示出。圖10示例性地示出了豎軸上以瓦特為單位的系統(tǒng)損失與水平軸上以牛頓-米為單位的扭矩的關(guān)系曲線，其是針對(duì)各旋轉(zhuǎn)速度的，其中未傾斜情況下針對(duì)各馬達(dá)速度的系統(tǒng)損失以實(shí)線示出，在傾斜或定相情況下針對(duì)相同轉(zhuǎn)子速度的系統(tǒng)損失以虛線示出。盡管已經(jīng)對(duì)執(zhí)行本發(fā)明的較佳模式進(jìn)行了詳盡的描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可得知在所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)的用來實(shí)施本發(fā)明的許多替換設(shè)計(jì)和實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.ー種電馬達(dá)組件，包括 定子，具有電繞組； 轉(zhuǎn)子組件，可繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)并具有 轉(zhuǎn)子轂，具有第一和第二轉(zhuǎn)子轂部分； 轉(zhuǎn)子，支撐在所述轉(zhuǎn)子轂上，所述轉(zhuǎn)子具有第一和第二環(huán)形轉(zhuǎn)子段，第一環(huán)形轉(zhuǎn)子段被支撐用于與第一轉(zhuǎn)子轂部分一起旋轉(zhuǎn)，第二環(huán)形轉(zhuǎn)子段被支撐用于與第二轉(zhuǎn)子轂部分一起旋轉(zhuǎn)，每ー個(gè)轉(zhuǎn)子段具有相應(yīng)的ー組磁體，所述磁體繞其周向地隔開。
其中，所述轉(zhuǎn)子轂部分和轉(zhuǎn)子段配置為使得至少ー個(gè)轉(zhuǎn)子段隨著轉(zhuǎn)子轂旋轉(zhuǎn)而繞旋轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于其他轉(zhuǎn)子段運(yùn)動(dòng)；且其中，所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)子段的運(yùn)動(dòng)通過ー量，所述量隨著轉(zhuǎn)子轂的速度增加而增加，以減少反電動(dòng)勢(shì)。
2.如權(quán)利要求I所述的電馬達(dá)組件，其中，所述轉(zhuǎn)子轂和轉(zhuǎn)子段配置為，使得所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)子段繞旋轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于其他轉(zhuǎn)子段的運(yùn)動(dòng)是由于離心力而產(chǎn)生的。
3.如權(quán)利要求2所述的電馬達(dá)組件，其中，轉(zhuǎn)子轂部分中的ー個(gè)限定潤滑流動(dòng)溝槽；且其中，所述至少ー個(gè)轉(zhuǎn)子轂部分具有葉片，所述葉片配置為，當(dāng)潤滑流體由于離心力而從流動(dòng)溝槽被強(qiáng)制徑向向外作用到葉片時(shí)，導(dǎo)致所述至少ー個(gè)轉(zhuǎn)子轂部分繞旋轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于其他轉(zhuǎn)子轂部分的運(yùn)動(dòng)。
4.如權(quán)利要求3所述的電馬達(dá)組件，還包括復(fù)位彈簧，所述復(fù)位彈簧將所述至少ー個(gè)轉(zhuǎn)子段偏置抵抗由于離心力的、繞旋轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于其他轉(zhuǎn)子段的運(yùn)動(dòng)。
5.如權(quán)利要求4所述的電馬達(dá)組件，其中，所述復(fù)位彈簧配置為，當(dāng)所述轉(zhuǎn)子組件以小于預(yù)定速度的速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，阻止所述至少ー個(gè)轉(zhuǎn)子轂部分繞旋轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于其他轉(zhuǎn)子轂部分的運(yùn)動(dòng)。
6.如權(quán)利要求I所述的電馬達(dá)組件，其中，所述轉(zhuǎn)子組件包括 行星齒輪，操作地連接到具有扭カ彈簧的第一環(huán)形轉(zhuǎn)子段； 多個(gè)質(zhì)量部，每ー個(gè)連接到行星齒輪中的相應(yīng)ー個(gè)并配置為由于離心カ而隨著轉(zhuǎn)子組件旋轉(zhuǎn)徑向向外運(yùn)動(dòng)； 恒星齒輪，操作地連接為用干與第二環(huán)形轉(zhuǎn)子段一起旋轉(zhuǎn)并與行星齒輪嚙合，使得行星齒輪由于離心力的旋轉(zhuǎn)使所述質(zhì)量部在轉(zhuǎn)子組件旋轉(zhuǎn)時(shí)徑向向外運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致恒星齒輪和第二環(huán)形轉(zhuǎn)子段繞旋轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于第一環(huán)形轉(zhuǎn)子段運(yùn)動(dòng)；且其中，所述扭カ彈簧提供復(fù)位力，所述復(fù)位力作用為抵抗所述行星齒輪的旋轉(zhuǎn)。
7.—種車輛動(dòng)カ傳動(dòng)系,包括 發(fā)動(dòng)機(jī)； 變速器，操作地連接到所述發(fā)動(dòng)機(jī)并具有至少ー個(gè)馬達(dá)/發(fā)電機(jī)；其中，所述馬達(dá)/發(fā)電機(jī)包括 定子，具有電繞組； 轉(zhuǎn)子組件，可繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)并具有 轉(zhuǎn)子轂，具有第一和第二轉(zhuǎn)子轂部分； 轉(zhuǎn)子，支撐在所述轉(zhuǎn)子轂上，所述轉(zhuǎn)子具有第一環(huán)形轉(zhuǎn)子段和第二環(huán)形轉(zhuǎn)子段，所述第一環(huán)形轉(zhuǎn)子段被支撐用于在所述第一轉(zhuǎn)子轂部分上旋轉(zhuǎn)，所述第二環(huán)形轉(zhuǎn)子段被支撐用于在所述第二轉(zhuǎn)子轂部分上旋轉(zhuǎn)，每ー個(gè)轉(zhuǎn)子段具有相應(yīng)的ー組磁體，所述磁體繞其周向地隔開；其中，磁體組導(dǎo)致轉(zhuǎn)子組件由于繞組中的電流而繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)； 其中，所述轉(zhuǎn)子轂和轉(zhuǎn)子段配置為使得至少ー個(gè)轉(zhuǎn)子段隨著轉(zhuǎn)子組件旋轉(zhuǎn)而繞旋轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于其他轉(zhuǎn)子段運(yùn)動(dòng)，所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)是一量，所述量由于離心力而隨著轉(zhuǎn)子組件的速度的増加而增加，磁體組由此隨著轉(zhuǎn)子組件的速度的増加而增加地彼此偏移，且由此減少作用為抵抗繞組中的電流的反電動(dòng)勢(shì)。
8.如權(quán)利要求7所述的車輛動(dòng)カ傳動(dòng)系，其中，轉(zhuǎn)子轂部分中的ー個(gè)限定潤滑流動(dòng)溝槽；且其中，所述至少ー個(gè)轉(zhuǎn)子轂部分具有葉片，所述葉片配置為，當(dāng)潤滑流體由于離心力而從流動(dòng)溝槽被強(qiáng)制徑向向外推動(dòng)到葉片時(shí)，導(dǎo)致所述至少ー個(gè)轉(zhuǎn)子轂部分繞旋轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于其他轉(zhuǎn)子轂部分的運(yùn)動(dòng)。
9.如權(quán)利要求7所述的車輛動(dòng)カ傳動(dòng)系，其中，轉(zhuǎn)子轂部分中的ー個(gè)限定潤滑流動(dòng)溝槽；且其中，所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)子段具有葉片，所述葉片配置為，當(dāng)潤滑流體由于離心カ而從流動(dòng)溝槽被強(qiáng)制徑向向外推動(dòng)到葉片時(shí)，導(dǎo)致所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)子段繞旋轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于其他轉(zhuǎn)子段的運(yùn)動(dòng)?！?br> 10.ー種電馬達(dá)組件，包括 定子，具有電繞組； 轉(zhuǎn)子組件，可繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)并具有 轉(zhuǎn)子轂，具有第一和第二轉(zhuǎn)子轂部分； 轉(zhuǎn)子，支撐在所述轉(zhuǎn)子轂上，所述轉(zhuǎn)子具有第一和第二環(huán)形轉(zhuǎn)子部分，第一環(huán)形轉(zhuǎn)子部分被支撐用于與第一轉(zhuǎn)子轂部分一起旋轉(zhuǎn)，第二環(huán)形轉(zhuǎn)子部分被支撐用于與第二轉(zhuǎn)子轂部分一起旋轉(zhuǎn)，每ー個(gè)轉(zhuǎn)子部分具有相應(yīng)的ー組磁體，所述磁體繞其周向地隔開。
其中，所述轉(zhuǎn)子轂和轉(zhuǎn)子部分配置為使得至少ー個(gè)轉(zhuǎn)子部分隨著轉(zhuǎn)子轂旋轉(zhuǎn)而繞旋轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于其他轉(zhuǎn)子部分運(yùn)動(dòng)；且其中，所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)子部分的運(yùn)動(dòng)是通過ー量，所述量隨著轉(zhuǎn)子轂的速度増加而增加，以減少反電動(dòng)勢(shì)； 齒輪，將所述至少ー個(gè)轉(zhuǎn)子部分與至少ー個(gè)其他轉(zhuǎn)子部分互連；和 多個(gè)質(zhì)量部，配置為通過離心カ而徑向向外運(yùn)動(dòng)，由此導(dǎo)致齒輪的旋轉(zhuǎn)和所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)子部分的運(yùn)動(dòng)。
全文摘要
一種電馬達(dá)組件，包括轉(zhuǎn)子轂和被支撐在所述轉(zhuǎn)子轂上的轉(zhuǎn)子。所述轉(zhuǎn)子轂具有第一和第二轉(zhuǎn)子轂部分，所述轉(zhuǎn)子具有第一和第二環(huán)形轉(zhuǎn)子段，所述轉(zhuǎn)子段被支撐用于在相應(yīng)的第一和第二轂部分上旋轉(zhuǎn)。每一個(gè)轉(zhuǎn)子段具有相應(yīng)的一組磁體，所述磁體繞其周向地隔開。轉(zhuǎn)子轂和轉(zhuǎn)子段配置為使得至少一個(gè)轉(zhuǎn)子段隨著轉(zhuǎn)子轂旋轉(zhuǎn)而繞旋轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于其他轉(zhuǎn)子段運(yùn)動(dòng)。所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)子段的運(yùn)動(dòng)是一量，所述量隨著轉(zhuǎn)子轂的速度增加而增加，以減少反電動(dòng)勢(shì)。所述運(yùn)動(dòng)可以由于離心力而產(chǎn)生，所述離心力隨著速度增加而增加，而不需要控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)該運(yùn)動(dòng)。
文檔編號(hào)B60K17/12GK102738927SQ201210111710
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月14日
發(fā)明者A.G.霍爾姆斯, M.A.西奧博爾德, P.J.薩瓦吉安 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司