CN112072809B - 一种通过机械方式调节磁场的永磁旋转电枢电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通过机械方式调节磁场的永磁旋转电枢电机，其包括的定子铁芯固定设置在定子机座内，定子铁芯是电机磁路的一部分，定子永磁磁极布置在定子铁芯内；位于定子永磁磁极的中间，转子铁芯固定设置在转子轴上，转子轴带动转子铁芯绕轴心旋转，转子轴通过轴承固定设置在定子机座内，转子铁芯的外圆周上均匀开设若干转子槽，转子槽中设置转子电枢绕组；位于转子铁芯的一侧或两侧，在转子轴上设置换向器或者滑环，转子电枢绕组通过换向器或者滑环和电刷与外部静止供电电路连接；采用机械方式进行磁场调节。本发明可用于提高电机效率，减小电机体积重量，克服永磁电机磁场无法调节的困难。

Description

一种通过机械方式调节磁场的永磁旋转电枢电机

技术领域

本发明涉及一种永磁旋转电枢电机，特别是关于一种通过机械方式调节磁场的永磁旋转电枢电机。

背景技术

舰船电力推进已成为现代舰船动力发展的大趋势，其核心是采用推进电机作为驱动舰船的动力，该系统具有众多突出的优点：振动噪音低，控制方便，调速性能好，布置灵活，可靠性高，可维护性好，生命力强，等等。电力推进技术已成为多国海军的发展要点和各大推进装备供应商的重点产品，例如，美国、英国、德国、法国、俄罗斯海军，以及西门子、ABB等推进装备供应商。

舰船推进电机类型包括直流电机、异步电机和永磁电机等，不同电机各有优势与不足。目前异步电机和永磁电机有取代直流电机的趋势，但是直流电机的一些优势仍无法替代。异步电机和永磁电机虽然没有换向器这样的摩擦接触，但是其调速系统需要电力电子装置，电力电子装置会带来一系列的问题：一、电力电子装置无疑增大了推进电机系统的体积和重量；二、电力电子装置存在损耗，使系统效率降低；三、电力电子元件多，故障率高，使系统可靠性降低。相反地，直流电机的换向器虽然增加维护工作量，但是并非不可接受，其次其控制系统简单，转速调节性能优异，对于舰船还有一点最为重要的是直流电机的振动信号中的频谱成分少，没有极频的低频振动信号，这是异步电机和永磁电机无法相比的，对于舰船隐身具有重要意义。

正因为如此，西门子公司的推进电机产品中分两类：一类是直流推进电机，一类为永磁电机，直流推进电机仍是重要产品方向。但是目前的直流推进电机仍存在一些不足，直流推进电机采用电励磁方式，电励磁需要由绕组通电产生磁场，绕组的损耗大大降低电机的效率，绕组的存在需要很大的空间布置。绕组和磁极的存在使得电机直径大大增加，体积和重量大幅增加，转矩密度下降，这对于船舶应用是极为不利的；绕组损耗使电机效率下降，使船舶的续驶里程下降。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种通过机械方式调节磁场的永磁旋转电枢电机，其能提高电机效率，减小电机体积重量，克服永磁电机磁场无法调节的困难。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案，在一实施方式中：一种通过机械方式调节磁场的永磁旋转电枢电机，其包括定子机座、定子铁芯、定子永磁磁极、转子铁芯、转子槽；所述定子铁芯设置在所述定子机座内，所述定子铁芯是电机磁路的一部分，所述定子永磁磁极布置在所述定子铁芯内；位于所述定子永磁磁极的中间，所述转子铁芯固定设置在转子轴上，所述转子轴带动所述转子铁芯绕轴心旋转，所述转子轴通过轴承固定设置在所述定子机座内，所述转子铁芯的外圆周上均匀开设若干所述转子槽，所述转子槽中设置转子电枢绕组；位于所述转子铁芯的一侧或两侧，在所述转子轴上设置换向器或者滑环，所述转子电枢绕组通过所述换向器或者滑环和电刷与外部静止供电电路连接；采用机械方式进行磁场调节。

进一步，所述定子永磁磁极活动设置在所述定子铁芯内，所述定子永磁磁极能沿着轴向移动。

进一步，所述定子永磁磁极在轴向进行分段设置，分别向电机轴向的两端轴向移动，降低每一端伸出的长度，降低电机的轴向所需要的空间。

进一步，所述定子永磁磁极单独轴向分段设置，所述定子永磁磁极活动设置在所述定子铁芯内；或者将所述定子铁心和定子永磁磁极一起在轴向分段，所述定子永磁磁极固定设置在所述定子铁芯内；所述定子永磁磁极、或者所述定子铁心和定子永磁磁极的某些段沿圆周方向相对其它段进行旋转，使得各段上的所述定子永磁磁极错开。

进一步，将所述定子铁心的一小段设置为可独立轴向移动的可移动铁心段，所述可移动铁心段与所述定子铁心分断，两者之间的气隙小；所述可移动铁心段进行轴向移动。

进一步，所述可移动铁心段采用分段式结构，分别向电机轴向的两端轴向移动，降低每一端伸出的长度。

进一步，所述定子铁心上设置一段调磁段，在该调磁段中设置有可旋转导磁段，所述可旋转导磁段能绕其中心旋转；调节所述可旋转导磁段的长度方向与所述定子铁心内磁场方向的位置，能连续调节磁路的磁阻，调节磁场大小。

在另一实施方式中，一种机械方式调节磁场的永磁旋转电枢电机，其特征在于，包括：定子机座、定子铁芯、定子铁心磁极、转子铁芯、转子槽和定子切向磁极；所述定子铁芯设置在所述定子机座内，所述定子铁芯是电机磁路的一部分，所述定子切向磁极设置在所述定子铁芯上，所述定子铁心磁极设置在所述定子铁芯内；位于所述定子铁心磁极的中间，所述转子铁芯固定设置在转子轴上,所述转子轴带动所述转子铁芯绕轴心旋转，所述转子轴通过轴承固定设置在所述定子机座内，所述转子铁芯的外圆周上均匀开设若干所述转子槽，所述转子槽中设置转子电枢绕组；位于所述转子铁芯的一侧或两侧，在所述转子轴上设置换向器或滑环，所述转子电枢绕组通过所述换向器或电刷和电刷与外部静止供电电路连接。

进一步，所述定子切向磁极活动设置在所述定子铁芯上，所述定子切向磁极能沿着轴向移动。

进一步，所述定子切向磁极在轴向上分段设置，分别向电机轴向的两端移动，降低每一端伸出的长度。

进一步，将所述定子切向磁极单独在轴向分段设置，或者将所述定子铁心、定子铁心磁极和定子切向磁极一起在轴向分段设置；所述定子切向磁极，或者所述定子铁心、定子铁心磁极和定子切向磁极三者一起的某些段能沿圆周方向相对其它段进行旋转，使得各段上的所述定子铁心磁极错开。

进一步，所述定子铁心磁极活动设置在所述定子铁芯内，所述定子铁心磁极能沿着轴向移动。

进一步，所述定子铁心磁极在轴向分段设置，分别向电机轴向的两端移动，降低每一端伸出的长度。

进一步，所述定子切向磁极与两个扇形铁心组成一个圆柱体，该圆柱体围绕其轴心旋转；调节所述定子切向磁极的磁场方向与所述定子铁心圆周方向的位置关系，能连续调节磁路的磁通，调节磁场大小。

进一步，在所述定子铁心上设置有调磁段，所述调磁段中设置有可旋转导磁段，所述可旋转导磁段能绕其中心旋转；调节所述可旋转导磁段的长度方向与所述定子铁心的位置关系，能连续调节磁路的磁通，调节磁场大小。

进一步，所述定子铁心的某些小段设置为可独立轴向移动的可移动铁心段，所述可移动铁心段与所述定子铁心分断，两者之间的气隙小；所述可移动铁心段能进行轴向移动。

进一步，所述可移动铁心段采用轴向分段设置，能分别向电机轴向的两端移动，降低每一端伸出的长度。

进一步，在所述定子铁心和定子切向磁极旁设置磁通短路移动铁心段，所述磁通短路移动铁心段能沿圆周方向以转子轴心为中心旋转，或沿轴向移动；旋转时，通过所述磁通短路移动铁心段转动不同角度，调节磁场；轴向移动时，沿轴向移动到与所述转子铁心不对齐的位置。

进一步，所述定子永磁磁极以表贴方式固定设置在所述定子铁芯内，所述定子永磁磁极内表面固定设置所述定子铁心磁极，在所述定子永磁磁极和定子铁心磁极旁设置旁路磁轭，所述旁路磁轭能沿轴向移动或圆周方向移动。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：本发明采用机械方式调节永磁电机本不便调节的磁场，能有效提高电机效率，减小电机体积重量，克服永磁电机磁场无法调节的困难。

基于以上优点，本发明既可以用于永磁直流电机，也可以用于旋转电枢的永磁电机，以及所有永磁布置在定子上的电机。

附图说明

图1是已有的电励磁直流电机或者旋转电枢电机的横截面示意图。

图2是本发明的通过机械方式调节磁场的永磁旋转电枢电机的示意图。

图3是本发明的通过机械方式调节磁场的永磁旋转电枢电机的另一种实施例示意图。

图4是本发明的通过机械方式调节磁场的永磁旋转电枢电机的另一种实施例示意图。

图5是本发明的通过机械方式调节磁场的永磁旋转电枢电机的另一种实施例示意图。

图6是本发明的通过机械方式调节磁场的永磁旋转电枢电机的另一种实施例示意图。

图7是本发明的通过机械方式调节磁场的永磁旋转电枢电机的另一种实施例示意图。

图8是本发明的通过机械方式调节磁场的永磁旋转电枢电机的另一种实施例示意图。

图9是本发明的通过机械方式调节磁场的永磁旋转电枢电机的另一种实施例示意图。

图10是本发明的通过机械方式调节磁场的永磁旋转电枢电机的另一种实施例示意图。

图11是本发明的通过机械方式调节磁场的永磁旋转电枢电机的另一种实施例示意图。

图12是本发明的通过机械方式调节磁场的永磁旋转电枢电机的另一种实施例示意图。

具体实施方式

现有的电励磁直流电机如图1所示，直流电机包括定子机座1、定子铁芯2、定子磁极3、转子铁芯4、转子轴5、励磁绕组6、转子电枢绕组7和补偿绕组8。其中，定子机座1可采用常规电机的安装方式固定，定子铁芯2固定设置在定子机座1内，定子铁芯2是电机磁路的一部分，定子磁极3固定设置在定子铁芯2内，励磁绕组6包围着定子磁极3。励磁绕组6通电在定子磁极3上产生磁极的N极和S极。位于定子磁极3的N极和S极中间，转子铁芯4固定设置在转子轴5上,转子轴5能够带动转子铁芯4绕轴心旋转，转子轴5通过轴承固定设置在定子机座1内，转子铁芯4的外圆周上均匀开设若干槽(图中未示出)，槽中设置转子电枢绕组7。位于转子铁芯4的一侧或两侧，在转子轴5上设置换向器(图中未示出)；转子电枢绕组7中的各绕组通过换向器和电刷(图中未示出)与外部静止供电电路连接。补偿绕组8用于补偿电枢反应磁场改善换向。

由于励磁绕组6需要通电产生磁场，必然存在损耗，降低电机效率；其次励磁绕组6和定子磁极3体积大，增加了电机外径，增加了电机的体积和重量。

针对这两个问题，本发明提供一种通过机械方式调节磁场的永磁旋转电枢电机。为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明采用永磁励磁的旋转电枢电机，如图2所示，包括直流电机和旋转电枢的交流电机。永磁励磁旋转电枢电机包括定子机座101、定子铁芯102、定子永磁磁极103、转子铁芯104、转子槽105。其中，定子机座101可采用常规电机的安装方式固定，定子铁芯102设置在定子机座101内，定子铁芯102是电机磁路的一部分，定子永磁磁极103布置在定子铁芯102内。位于定子永磁磁极103的中间，转子铁芯104固定设置在转子轴上，转子轴能够带动转子铁芯104绕轴心旋转，转子轴通过轴承固定设置在定子机座101内，转子铁芯104的外圆周上均匀开设若干转子槽105，转子槽105中设置转子电枢绕组。位于转子铁芯104的一侧或两侧，在转子轴上设置换向器或者滑环(图中未示出)，转子电枢绕组通过换向器或者滑环和电刷(图中未示出)与外部静止供电电路连接。本发明采用机械方式进行磁场调节。

为叙述方便，有时以直流电机代替旋转电枢电机进行叙述，不影响本发明的旋转电枢电机包括直流电机和旋转电枢交流电机。直流电机调节磁场调速的一种方式是调节励磁电流来调节磁场达到调速目的；旋转电枢的交流电机可以通过励磁电流调节电机磁场。但是永磁体磁场固定，永磁直流电机磁场不能进行调节，无法利用调磁调速；旋转电枢的交流电机也无法调节磁场。针对永磁励磁磁场不能进行调节的困难，本发明采用机械方式进行磁场调节。

在本发明的第一实施例中提供的永磁旋转电枢电机，如图2所示，定子永磁磁极103活动设置在定子铁芯102内，定子永磁磁极103可沿着轴向移动。正常工作状态，定子永磁磁极103与转子铁心104在轴向是对齐的。当需要进行磁场调节时，采用机械机构将定子永磁磁极103进行轴向移动，使定子永磁磁极103与转子铁心104在轴向不再对齐，因此转子铁心104中的磁通会减小，即实现磁场减弱的效果，弱磁实现调速或调压功能。

优选的，还可以采用分段式结构的定子永磁磁极103，将定子永磁磁极103在轴向进行分段，轴向移动可以分别向电机轴向的两端移动，降低每一端伸出的长度，降低电机的轴向所需要的空间。

在本发明的第二实施例中提供的机械方式调节磁场的永磁旋转电枢电机，采用将定子永磁磁极103单独轴向分段设置，此时，定子永磁磁极103活动设置在定子铁芯102内；或者将定子铁心102和定子永磁磁极103一起在轴向分段，此时，定子永磁磁极103固定设置在定子铁芯102内，其中段数可根据需要设置。定子永磁磁极103、或者定子铁心102和定子永磁磁极103的某些段可以沿圆周方向相对其它段进行旋转，使得各段上的定子永磁磁极103错开一定角度，从而使电枢绕组交链的磁通减小，降低感应电动势，实现弱磁调速或调压的效果。

在本发明的第三实施例中提供的机械方式调节磁场的永磁旋转电枢电机，如图3所示，在本实施例中采用将定子铁心102的一小段设置为可独立轴向移动的可移动铁心段106，可移动铁心段106与定子铁心102分断，两者之间的气隙尽量小以减小磁阻。当需要减弱磁场时，将可移动铁心段106进行轴向移动，使其与转子铁心104不再对齐。因此转子铁心104中的磁通会减小，即实现磁场减弱的效果，弱磁实现调速或调压功能。

优选的，可移动铁心段106还可以采用分段式结构，轴向移动可分别向电机轴向的两端移动，降低每一端伸出的长度，降低电机的轴向所需要的空间。

在本发明的第四实施例中提供的机械方式调节磁场的永磁旋转电枢电机，如图4和图5所示，在本实施例中，在定子铁心102上设置一段调磁段，在该调磁段中设置有可旋转导磁段114，可旋转导磁段114可以绕其中心旋转。图4中，可旋转导磁段114的长度方向处于与定子铁心102内磁场方向一致的位置，此时永磁磁场通过可旋转导磁段114时磁阻小，磁场强。图5中，可旋转导磁段114的长度方向处于与定子铁心102内磁场方向垂直的位置，此时永磁磁场很难通过可旋转导磁段114，磁阻大，磁场弱。将可旋转导磁段114调节在图4和图5位置之间不同位置则可以连续调节磁路的磁阻，调节磁场大小。

上述实施例中，位于调磁段的定子铁心102断面为圆弧形面。

在本发明的第五实施例中提供的机械方式调节磁场的永磁旋转电枢电机，如图6所示，在本实施例中，永磁体布置采用切向布置，永磁体布置在磁轭上，表贴时的永磁磁极的位置改为铁心磁极。永磁励磁旋转电枢电机包括定子机座101、定子铁芯102、定子铁心磁极107、转子铁芯104、转子槽105和定子切向磁极108。其中，定子机座101可采用常规电机的安装方式固定，定子铁芯102设置在定子机座101内，定子铁芯102是电机磁路的一部分，定子切向磁极108设置在定子铁芯102上，定子铁心磁极107设置在定子铁芯102内。位于定子铁心磁极107的中间，转子铁芯104固定设置在转子轴上,转子轴能够带动转子铁芯104绕轴心旋转，转子轴通过轴承固定设置在定子机座101内，转子铁芯104的外圆周上均匀开设若干槽105，槽105中设置转子电枢绕组。位于转子铁芯104的一侧或两侧，在转子轴上设置换向器或滑环(图中未示出)，转子电枢绕组通过换向器或电刷和电刷(图中未示出)与外部静止供电电路连接。

针对永磁励磁磁场不能进行调节的困难，本发明采用机械方式进行磁场调节，在本实施例中，定子切向磁极108活动设置在定子铁芯102上，定子切向磁极108可沿着轴向移动。正常工作状态，定子切向磁极108与转子铁心104在轴向是对齐的。当需要进行磁场调节时，采用机械机构将定子切向磁极108进行轴向移动，使定子切向磁极108与转子铁心104在轴向不再对齐，因此转子铁心104中的磁通会减小，即实现磁场减弱的效果，弱磁实现调速或调压功能。

优选的，还可以将定子切向磁极108在轴向上分段设置，轴向移动可分别向电机轴向的两端移动，降低每一端伸出的长度，降低电机的轴向所需要的空间。

在本发明的第六实施例中提供的机械方式调节磁场的永磁旋转电枢电机，在本实施例中，采用将定子切向磁极108单独在轴向分段设置，或者将定子铁心102、定子铁心磁极107和定子切向磁极108一起在轴向分段设置，段数可根据需要设置，定子切向磁极108，或者定子铁心102、定子铁心磁极107和定子切向磁极108三者一起的某些段可以沿圆周方向相对其它段进行旋转，使得各段上的定子铁心磁极107错开一定角度，从而使电枢绕组交链的磁通减小，降低感应电动势，实现弱磁调速或调压的效果。

在本发明的第七实施例中提供的机械方式调节磁场的永磁旋转电枢电机，如图6所示，定子铁心磁极107活动设置在定子铁芯102内，定子铁心磁极107可沿着轴向移动。正常工作状态，定子铁心磁极107与转子铁心104在轴向是对齐的。当需要进行磁场调节时，采用机械机构将定子铁心磁极107进行轴向移动，使定子铁心磁极107与转子铁心104在轴向不再对齐，因此转子铁心104中的磁通会减小，即实现磁场减弱的效果，弱磁实现调速或调压功能。

优选的，还可以将定子铁心磁极107在轴向分段设置，轴向移动可分别向电机轴向的两端移动，降低每一端伸出的长度，降低电机的轴向所需要的空间。

在本发明的第八实施例中提供的机械方式调节磁场的永磁旋转电枢电机，如图7和图8所示，永磁磁极不是固定在定子铁心102上，而是转动设置在定子铁心102上。定子切向磁极108与两个扇形铁心109组成一个圆柱体，该圆柱体可以围绕其轴心旋转。图7中，定子切向磁极108的磁场方向与定子铁心102圆周方向一致，为圆周方向，此时定子铁心磁极107下的磁场最强。图8中，定子切向磁极108的磁场方向与定子铁心102圆周方向垂直，为径向，此时定子切向磁极108的磁通被短路，定子铁心磁极107下的磁场最弱。将定子切向磁极108调节在图7和图8位置之间不同位置则可以连续调节磁路的磁通，调节磁场大小。

在本发明的第九实施例中提供的机械方式调节磁场的永磁旋转电枢电机，如图9所示，在本实施例中，在定子铁心102上设置有调磁段，调磁段中设置有可旋转导磁段110，可旋转导磁段110可以绕其中心旋转。当可旋转导磁段110长度方向处于与定子铁心102圆周方向一致的位置，此时永磁磁场通过可旋转导磁段110时磁阻小，磁场强。图9中，可旋转导磁段110的长度方向处于与定子铁心102垂直的位置，即为径向，此时永磁磁场很难通过可旋转导磁段110，磁阻大，磁场弱。将可旋转导磁段110调节在上述两个位置之间不同位置则可以连续调节磁路的磁阻，调节磁场大小。

在本发明的第十实施例中提供的机械方式调节磁场的永磁旋转电枢电机，如图10所示，在本实施例中，采用将定子铁心102的某些小段设置为可独立轴向移动的可移动铁心段111，可移动铁心段111与定子铁心102分断，两者之间的气隙尽量小以减小磁阻。当需要减弱磁场时，将可移动铁心段111进行轴向移动，使其与转子铁心104不再对齐。因此转子铁心104中的磁通会减小，即实现磁场减弱的效果，弱磁实现调速或调压功能。

优选的，可移动铁心段111还可以轴向分段设置，轴向移动可分别向电机轴向的两端移动，降低每一端伸出的长度，降低电机的轴向所需要的空间。

在本发明的第十一实施例中提供的机械方式调节磁场的永磁旋转电枢电机，如图11所示，在本实施例中，采用在定子铁心102和定子切向磁极108旁设置磁通短路移动铁心段112，磁通短路移动铁心段112可沿圆周方向以转子轴心为中心旋转。如图11所示位置，磁通短路移动铁心段112将定子切向磁极108短路，定子铁心磁极107下的磁场最弱。当磁通短路移动铁心段112转动一个角度与定子切向磁极108不重合时，定子铁心磁极107下的磁场增强。磁通短路移动铁心段112转动不同角度，即可调节磁场。磁通短路移动铁心段112也可设置在定子铁心102的外侧。

作为另一种实施例，如图11所示，该实施例采用在定子铁心102和定子切向磁极108旁设置磁通短路移动铁心段112，磁通短路移动铁心段112可沿轴向移动。当需要减弱磁场时，将磁通短路移动铁心段112进行轴向移动，使其与转子铁心104对齐，将永磁磁通短路。磁场不需要减弱时，将磁通短路移动铁心段112沿轴向移动到与转子铁心104不对齐的位置。磁通短路移动铁心段112还可以分段，轴向移动可分别向电机轴向的两端移动，降低每一端伸出的长度，降低电机的轴向所需要的空间。

在本发明的第十二实施例中提供的机械方式调节磁场的永磁旋转电枢电机，如图12所示，在该实施例中，定子永磁磁极103以表贴方式固定设置在定子铁芯102内，定子永磁磁极103内表面固定设置定子铁心磁极107，在定子永磁磁极103和定子铁心磁极107旁设置旁路磁轭113，旁路磁轭113可沿轴向移动。当需要减弱磁场时，将旁路磁轭113进行轴向移动，使其与定子永磁磁极103和定子铁心磁极107对齐，将永磁磁通短路。磁场不需要减弱时，将旁路磁轭113沿轴向移动到与定子永磁磁极103和定子铁心磁极107不对齐的位置。旁路磁轭113还可以分段，轴向移动可分别向电机轴向的两端移动，降低每一端伸出的长度，降低电机的轴向所需要的空间。在此，对旁路磁轭113的形状不做限定，只要能起到磁通路的作用即可，如可以采用如图12所示的形状，也可以采用圆弧形等其他形状。此外，旁路磁轭113也可以设置为能够圆周方向移动，以离开定子铁心磁极107一段距离以改变磁路磁阻。

此外，如图4和图5所示的可旋转导磁段107也可以布置在旁路磁轭113上，实现磁场调节。

综上，本发明的机械调磁方法既可以用于表贴式永磁电机，也可以用于切向永磁电机，以及内置式永磁电机，用于磁轭和磁极等磁路中。

本发明多以直流电机为例进行说明，实际上本发明为永磁旋转电枢电机，包括直流电机和旋转电枢交流电机，此外，本发明还可以用于永磁体布置在定子上的电机。

本发明也可用于旋转磁极的永磁电机中，只是由于转子本身旋转，再布置机械机构调节磁场更为复杂困难，但并不排除使用。

上述各实施例仅用于说明本发明，各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (15)

1.一种通过机械方式调节磁场的永磁旋转电枢电机，其特征在于，所述永磁旋转电枢电机为直流电机，其包括：定子机座、定子铁芯、定子永磁磁极、转子铁芯、转子槽；所述定子铁芯设置在所述定子机座内，所述定子铁芯是电机磁路的一部分，所述定子永磁磁极布置在所述定子铁芯内；位于所述定子永磁磁极的中间，所述转子铁芯固定设置在转子轴上，所述转子轴带动所述转子铁芯绕轴心旋转，所述转子轴通过轴承固定设置在所述定子机座内，所述转子铁芯的外圆周上均匀开设若干所述转子槽，所述转子槽中设置转子电枢绕组；位于所述转子铁芯的一侧或两侧，在所述转子轴上设置换向器或者滑环，所述转子电枢绕组通过所述换向器或者滑环和电刷与外部静止供电电路连接；采用机械方式进行磁场调节；所述采用机械方式进行磁场调节由所述定子永磁磁极和所述定子铁芯的设置位置实现；

所述定子永磁磁极活动设置在所述定子铁芯内，所述定子永磁磁极能沿着轴向移动；

所述定子永磁磁极在轴向进行分段设置，分别向电机轴向的两端轴向移动，降低每一端伸出的长度，降低电机的轴向所需要的空间。

2.一种通过机械方式调节磁场的永磁旋转电枢电机，其特征在于，所述永磁旋转电枢电机为直流电机，其包括：定子机座、定子铁芯、定子永磁磁极、转子铁芯、转子槽；所述定子铁芯设置在所述定子机座内，所述定子铁芯是电机磁路的一部分，所述定子永磁磁极布置在所述定子铁芯内；位于所述定子永磁磁极的中间，所述转子铁芯固定设置在转子轴上，所述转子轴带动所述转子铁芯绕轴心旋转，所述转子轴通过轴承固定设置在所述定子机座内，所述转子铁芯的外圆周上均匀开设若干所述转子槽，所述转子槽中设置转子电枢绕组；位于所述转子铁芯的一侧或两侧，在所述转子轴上设置换向器或者滑环，所述转子电枢绕组通过所述换向器或者滑环和电刷与外部静止供电电路连接；采用机械方式进行磁场调节；所述采用机械方式进行磁场调节由所述定子永磁磁极和所述定子铁芯的设置位置实现；

所述定子永磁磁极单独轴向分段设置，所述定子永磁磁极活动设置在所述定子铁芯内；或者将所述定子铁芯和定子永磁磁极一起在轴向分段，所述定子永磁磁极固定设置在所述定子铁芯内；所述定子永磁磁极单独轴向分段的某些段、或者所述定子铁芯和定子永磁磁极一起在轴向分段的某些段沿圆周方向相对其它段进行旋转，使得各段上的所述定子永磁磁极错开。

3.如权利要求1或2所述永磁旋转电枢电机，其特征在于，将所述定子铁芯的一小段设置为可独立轴向移动的可移动铁芯段，所述可移动铁芯段与所述定子铁芯分断，两者之间的气隙小；所述可移动铁芯段进行轴向移动。

4.如权利要求3所述永磁旋转电枢电机，其特征在于，所述可移动铁芯段采用分段式结构，分别向电机轴向的两端轴向移动，降低每一端伸出的长度。

5.如权利要求1或2所述永磁旋转电枢电机，其特征在于，所述定子铁芯上设置一段调磁段，在该调磁段中设置有可旋转导磁段，所述可旋转导磁段能绕其中心旋转；调节所述可旋转导磁段的长度方向与所述定子铁芯内磁场方向的位置，能连续调节磁路的磁阻，调节磁场大小。

6.一种机械方式调节磁场的永磁旋转电枢电机，其特征在于，所述永磁旋转电枢电机为直流电机，其包括：定子机座、定子铁芯、定子铁芯磁极、转子铁芯、转子槽和定子切向磁极；所述定子铁芯设置在所述定子机座内，所述定子铁芯是电机磁路的一部分，所述定子切向磁极设置在所述定子铁芯上，所述定子铁芯磁极设置在所述定子铁芯内；位于所述定子铁芯磁极的中间，所述转子铁芯固定设置在转子轴上, 所述转子轴带动所述转子铁芯绕轴心旋转，所述转子轴通过轴承固定设置在所述定子机座内，所述转子铁芯的外圆周上均匀开设若干所述转子槽，所述转子槽中设置转子电枢绕组；位于所述转子铁芯的一侧或两侧，在所述转子轴上设置换向器或滑环，所述转子电枢绕组通过所述换向器或电刷和电刷与外部静止供电电路连接；采用机械方式进行磁场调节；所述采用机械方式进行磁场调节由所述定子铁芯磁极、所述定子切向磁极和所述定子铁芯的设置位置实现；

所述定子切向磁极活动设置在所述定子铁芯上，所述定子切向磁极能沿着轴向移动；

所述定子切向磁极在轴向上分段设置，分别向电机轴向的两端移动，降低每一端伸出的长度。

7.一种机械方式调节磁场的永磁旋转电枢电机，其特征在于，所述永磁旋转电枢电机为直流电机，其包括：定子机座、定子铁芯、定子铁芯磁极、转子铁芯、转子槽和定子切向磁极；所述定子铁芯设置在所述定子机座内，所述定子铁芯是电机磁路的一部分，所述定子切向磁极设置在所述定子铁芯上，所述定子铁芯磁极设置在所述定子铁芯内；位于所述定子铁芯磁极的中间，所述转子铁芯固定设置在转子轴上, 所述转子轴带动所述转子铁芯绕轴心旋转，所述转子轴通过轴承固定设置在所述定子机座内，所述转子铁芯的外圆周上均匀开设若干所述转子槽，所述转子槽中设置转子电枢绕组；位于所述转子铁芯的一侧或两侧，在所述转子轴上设置换向器或滑环，所述转子电枢绕组通过所述换向器或电刷和电刷与外部静止供电电路连接；采用机械方式进行磁场调节；所述采用机械方式进行磁场调节由所述定子铁芯磁极、所述定子切向磁极和所述定子铁芯的设置位置实现；

将所述定子切向磁极单独在轴向分段设置，或者将所述定子铁芯、定子铁芯磁极和定子切向磁极一起在轴向分段设置；所述定子切向磁极单独在轴向分段的某些段，或者所述定子铁芯、定子铁芯磁极和定子切向磁极三者一起在轴向分段的某些段能沿圆周方向相对其它段进行旋转，使得各段上的所述定子铁芯磁极错开。

8.如权利要求6所述永磁旋转电枢电机，其特征在于，所述定子铁芯磁极活动设置在所述定子铁芯内，所述定子铁芯磁极能沿着轴向移动。

9.如权利要求8所述永磁旋转电枢电机，其特征在于，所述定子铁芯磁极在轴向分段设置，分别向电机轴向的两端移动，降低每一端伸出的长度。

10.如权利要求6所述永磁旋转电枢电机，其特征在于，所述定子切向磁极与两个扇形铁芯组成一个圆柱体，该圆柱体围绕其轴心旋转；调节所述定子切向磁极的磁场方向与所述定子铁芯圆周方向的位置关系，能连续调节磁路的磁通，调节磁场大小。

11.如权利要求6所述永磁旋转电枢电机，其特征在于，在所述定子铁芯上设置有调磁段，所述调磁段中设置有可旋转导磁段，所述可旋转导磁段能绕其中心旋转；调节所述可旋转导磁段的长度方向与所述定子铁芯的位置关系，能连续调节磁路的磁通，调节磁场大小。

12.如权利要求6所述永磁旋转电枢电机，其特征在于，所述定子铁芯的某些小段设置为可独立轴向移动的可移动铁芯段，所述可移动铁芯段与所述定子铁芯分断，两者之间的气隙小；所述可移动铁芯段能进行轴向移动。

13.如权利要求12所述永磁旋转电枢电机，其特征在于，所述可移动铁芯段采用轴向分段设置，能分别向电机轴向的两端移动，降低每一端伸出的长度。

14.如权利要求6所述永磁旋转电枢电机，其特征在于，在所述定子铁芯和定子切向磁极旁设置磁通短路移动铁芯段，所述磁通短路移动铁芯段能沿圆周方向以转子轴心为中心旋转，或沿轴向移动；旋转时，通过所述磁通短路移动铁芯段转动不同角度，调节磁场；轴向移动时，沿轴向移动到与所述转子铁芯不对齐的位置。

15.如权利要求1或2所述永磁旋转电枢电机，其特征在于，所述定子永磁磁极以表贴方式固定设置在所述定子铁芯内，所述定子永磁磁极内表面固定设置定子铁芯磁极，在所述定子永磁磁极和定子铁芯磁极旁设置旁路磁轭，所述旁路磁轭能沿轴向移动或圆周方向移动。

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