電磁無級變速雙向可切換功率分配裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術是電磁無級變速雙向可切換功率分配裝置，即發電的同時傳遞動能，將動能輸入端輸入的動能一分部直接轉換為電能通過電能輸入輸出端輸出，另外一部分直接通過動能輸出端對外傳遞，并且動能輸出端的輸出轉速是可以在動能輸入端的輸入動能轉速不變的情況下進行調整（變速）,或向本發明專利技術電能輸入輸出端輸入交變電流實現對輸出動能的提高，提高輸出轉速;分別對本發明專利技術的兩個制動器進行制動可以實現將本發明專利技術轉換為一個電動機或發電機，并且輸入輸出端可變。本發明專利技術可以應用于新能源混合動力汽車系統中，本發明專利技術具備豐田ECVT變速器前級部分功能。

【技術實現步驟摘要】
電磁無級變速雙向可切換功率分配裝置
磁力、電磁、機械傳動、發電機、新能源汽車。
技術介紹
基于現如今插電式混動、增程式混動，均存在一定缺陷，如插電式混動在饋電狀態下低速行駛并不具備環保節能的價值，增程式混動在饋電狀態下低速行駛動能效率最高90.25%（發電效率最高95%，電機效率最高95%，發動機發電后有電驅動行駛效率為0.95*0.95=90.25%，此處忽略控制器DC/AC轉換變頻器損耗），高速行駛能效低于插電式混動，本專利技術能綜合增程式混合動力（弱混動）和插電式混動（強混動）的優勢。
技術實現思路
本專利技術輸出和輸出端包括以下三個：動能輸入端、動能輸出端、電能輸入輸出端，本專利技術為一種可以實現變速并且在變速的同時產生電能的裝置，即發電的同時傳遞動能，將動能輸入端輸入的動能一分部直接轉換為電能通過電能輸入輸出端輸出，另外一部分直接通過動能輸出端對外傳遞，并且動能輸出端的輸出轉速是可以在動能輸入端的輸入動能轉速不變的情況下進行調整（變速）,或向本專利技術電能輸入輸出端輸入交變電流實現對輸出動能的提高，提高輸出轉速；對動能輸入端或動能輸入端進行制動后并向電能輸入輸出端輸入交變電流，可以實現電機的功能，如對動能輸出端制動后向電能輸入輸出端輸入交變電流則動能輸入端輸出動能；對動能輸入端或動能輸入端進行制動后從沒有制動的的一端輸入動能，則從電能輸入輸出端輸出電能。本專利技術包含磁場轉子、電樞轉子、制動器A、制動器B；動能輸入端和動能輸出端可以分別設置在磁場轉子或電樞轉子的軸上，即：磁場轉子和電樞轉子的軸分別可以作為動能輸入端或動能輸出端，若磁場轉子和電樞轉子其中之一的軸是動能輸出端則另外一者的軸為動能輸入端，如磁場轉子的軸作為動能輸入端則電樞轉子的軸必然只能是動能輸出端；電能輸入輸出端是電樞轉子的線圈，電能由電樞轉子的線圈輸出，或向電樞轉子的線圈輸入電能；磁場轉子和電樞轉子的軸同心，磁場轉子的旋轉體和電樞轉子的旋轉體可以相嵌套或平行（參考圖1，在圖1中存在兩個子圖分別表示嵌套結構和平行結構）；磁場轉子是一個轉子，轉子的軸上有一個可以產生環形分布的多磁極磁場的環形或圓柱形旋轉體，磁場的產生可以是通過線圈通電產生、永磁體產生或線圈通電和永磁體組合產生，可參考電機的永磁轉子或勵磁轉子；電樞轉子是一個轉子，轉子的軸上有一個擁有多個齒的旋轉體，旋轉體的齒上繞制線圈，可以存在多組線圈串聯，軸上設置滑環，線圈的引線通過滑環、電刷引出，此轉子上旋轉體可以參考發電機定子部分，發電機定子固定于機殼上，此旋轉體需要連接固定于軸上，旋轉體的旋轉能夠帶動軸的旋轉；制動器A和制動器B分別設置于能夠對磁場轉子和電樞轉子制動的位置（如制動器A設置在磁場轉子的軸上可以阻止磁場轉子轉動，制動器B設置在電樞轉子的軸上可以阻止電樞轉子轉動）。電樞轉子的擁有線圈的旋轉體稱之為電樞旋轉體。磁場轉子的擁有多極磁場的旋轉體稱之為磁場旋轉體。本專利技術其電樞轉子：可選的：電樞轉子的電樞旋轉體通過一個可以連接電樞轉子的軸的部件和電樞轉子的軸相連接，實現電樞轉子的電樞旋轉體和電樞轉子的軸同步旋轉，該連接部件可以由多個零部件構成;可選的：電樞轉子的電樞旋轉體連接在電樞轉子的軸上，實現電樞轉子的電樞旋轉體和電樞轉子的軸同步旋轉。本專利技術其磁場轉子：可選的：磁場轉子的磁場旋轉體通過一個可以連接磁場轉子的軸的部件和磁場轉子的軸相連接，實現磁場轉子的磁場旋轉體和磁場轉子的軸同步旋轉，該連接部件可以由多個零部件構成;可選的：磁場轉子的磁場旋轉體直接連接在磁場轉子的軸上，實現磁場轉子的磁場旋轉體和磁場轉子的軸同步旋轉。本專利技術可以應用于汽車混合動力系統等同時需要使用電能和動能傳遞的系統中。本專利技術實現原理下述為當磁場轉子的軸作為動能輸入端，電樞轉子的軸作為動能輸出端時的工作原理描述：動能輸入端輸入動能，帶動磁場轉子旋轉，形成一個旋轉的磁場；此時旋轉磁場的磁力線切割電樞轉子的旋轉體的線圈，會在電樞轉子的旋轉體的線圈上產生感應電動勢，當電樞轉子的旋轉體的線圈閉合時則會在線圈中產生電流（線圈接入負載則線圈處于閉合狀態），電能輸入輸出端連接在電樞轉子的旋轉體的線圈上；當在動能輸出端上設置一個無限大的旋轉阻力，此時動能輸出端無法旋轉，即電樞轉子無法旋轉，則其相當于定子，此時工作原理同發電機原理；由于電樞轉子和磁場轉子進行磁力線切割發電時會在電樞轉子上產生一個力（余下文中稱之為“磁力”），其力的大小取決于電樞轉子的旋轉體的線圈上的電流；上述的磁力可以理解為摩擦力（按照摩擦力理解更加易懂），比如汽車離合器壓盤和汽車離合器片，汽車離合器的動能傳遞是改變離合器壓盤和離合器片之間的壓力調整他們之間的摩擦力，當兩個物體之間的摩擦力越大他們之間的滑差就會越小，反之兩個物體之間的摩擦力越小他們之間的滑差就會越大，本專利技術是通過改變電能輸入輸出端的電流大小來改變他們之間的磁力大小，電流越大磁力越大，他們之間的滑差越小，電流越小磁力越小他們之間的滑差越大，從而實現通過調整電能輸入輸出端的電流來改變動能輸入端和動能輸出端的滑差，實現調速的同時進行發電，他們之間的滑差轉速是實際產生磁力線切割的轉速。下述為當電樞轉子的軸作為動能輸入端，磁場轉子的軸作為動能輸出端時的工作原理：參考“當磁場轉子的軸作為動能輸入端，電樞轉子的軸作為動能輸出端時”，區別在于電樞轉子的軸作為動能輸入端，磁場轉子的軸作為動能輸出端時其電樞轉子旋轉，他們之間依然存在相對旋轉，電樞轉子的旋轉體的線圈可以切割磁場轉子的磁力線，本質上沒有區別，主要是磁力線切割的參考改變；同樣是切割磁力線進行動能傳遞和發電。基于上述原理本專利技術可以完成變速并且在變速的同時產生電能，其變速過程需要調整電能輸入輸出端的電流，當電能輸入輸出端的輸出電流固定時，改變動能輸出端負載扭矩也會改變動能輸出端的轉速，負載扭矩越大轉速越低，負載扭矩越小轉速越高,此處可按照日常中汽車離合器部分更容易理解，當離合器釋放同樣的高度汽車爬坡和平地行駛的速度不同，因為離合器高度相同壓盤和離合器片之間的摩擦力也相同，而上述原理中本專利技術電能輸入輸出端的電流不變那么施加于磁場轉子和電樞轉子之間的磁力不變，那么他們之間的轉速就和動能輸出端的負載相關。當向本專利技術的電能輸入輸出端輸入直流電流時的工作原理：當向本專利技術的電能輸入輸出端輸入電流，電樞轉子的線圈輸入電流即產生磁場，兩個磁場耦合同樣會在兩個轉子之間產生磁力,磁力的大小由輸入的電流大小決定，改變輸入電流的大小可以改變磁力強度，完成變速。當直接短接電能輸入輸出端：即電樞轉子的線圈處于閉合狀態，那么此時本裝置工作類似于異步電機，存在不完全的動能傳遞，存在滑差，此滑差和設計、動能輸出端的負載、短接后線圈內阻相關，從此可得知將短接換成可以調節電流（電阻改變）的電路也可實現對于滑差的控制，完成變速。當向本專利技術的電能輸入輸出端輸入交變電流時的工作原理：當向本專利技術的電能輸入輸出端輸入交變電流，那么本使用新型也可以相當于電機，實現在動力輸入端轉速的基礎上進行加速。在本專利技術和電本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.電磁無級變速雙向可切換功率分配裝置包括磁場轉子、電樞轉子、制動器A、制動器B其特征在于：磁場轉子和電樞轉子的旋轉軸軸向同心，磁場轉子的旋轉體和電樞轉子的旋轉體相嵌套或平行，磁場轉子和電樞轉子相對旋轉時，電樞轉子的線圈可以切割磁場轉子的旋轉體的磁力線，上述旋轉體是指磁場轉子和電樞轉子所必須擁有的旋轉體；磁場轉子的旋轉軸上可以有多個旋轉體，但必須包含一個擁有多磁極磁場的旋轉體，磁極徑向分布，該旋轉體可以由多個部件構成，或該旋轉體是一個徑向分布磁極的磁環；電樞轉子的旋轉軸上可以有多個旋轉體，但必須包含一個擁有多個齒的旋轉體，該旋轉體可以由多個部件構成，該旋轉體齒上繞制線圈，齒與齒之間的空隙可以采用磁導率低于齒材質磁導率的材料進行填充, 齒上繞制的線圈通過電滑環機構引出；磁場轉子或電樞轉子旋轉時，形成磁場轉子和電樞轉子的相對旋轉，產生電樞轉子的線圈和磁場轉子的磁場進行磁力線切割；制動器A能夠對磁場轉子進行制動，制動器B能夠對電樞轉子制動，制動器A和制動器B是制動器。/n

【技術特征摘要】
1.電磁無級變速雙向可切換功率分配裝置包括磁場轉子、電樞轉子、制動器A、制動器B其特征在于：磁場轉子和電樞轉子的旋轉軸軸向同心，磁場轉子的旋轉體和電樞轉子的旋轉體相嵌套或平行，磁場轉子和電樞轉子相對旋轉時，電樞轉子的線圈可以切割磁場轉子的旋轉體的磁力線，上述旋轉體是指磁場轉子和電樞轉子所必須擁有的旋轉體；磁場轉子的旋轉軸上可以有多個旋轉體，但必須包含一個擁有多磁極磁場的旋轉體，磁極徑向分布，該旋轉體可以由多個部件構成，或該旋轉體是一個徑向分布磁極的磁環；電樞轉子的旋轉軸上可以有多個旋轉體，但必須包含一個擁有多個齒的旋轉體，該旋轉體可以由多個部件構成，該旋轉體齒上繞制線圈，齒與齒之間的空隙可以采用磁導率低于齒材質磁導率的材料進行填充,齒上繞制的線圈通過電滑環機構引出；磁場轉子或電樞轉子旋轉時，形成磁場轉子和電樞轉子的相對旋轉，產生電樞轉子的線圈和磁場轉子的磁場進行磁力線切割；制動器A能夠對磁場轉子進行制動，制動器B能夠對電樞轉子制動，制動器A和制動器B是制動器。


2.如權利要求1所述電磁無級變速雙向可切換功率分配裝置其特征在于：磁場轉子的旋轉體上的磁場可以由通電線圈產生，也可以是永磁體產生的磁場，或者永磁體磁場和通電線圈產生的磁場組合產生的磁場。


3.如權利要求1所述電磁無級變速雙向可切換功率分配裝置其控制方法是：
可選的：通過調整電樞轉子的線圈的電流，來調節磁場轉子和電樞轉子的轉速差；
可選的：通過向電樞轉子的線圈輸入交變...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉俊琦，
申請(專利權)人：劉俊琦，
類型：發明
國別省市：陜西;61