[发明专利]径向-径向磁场调制型无刷复合结构电机

说明书

技术领域

本发明涉及径向-径向磁场调制型无刷复合结构电机，属于电机领域。

背景技术

传统内燃机汽车的燃油消耗和尾气排放污染是举世关注的热点问题。使用电动汽车可实现低能耗、低排放，但由于作为电动汽车的关键部件之一的电池其能量密度、寿命、价格等方面的问题，使得电动汽车的性价比无法与传统的内燃机汽车相抗衡，在这种情况下，融合内燃机汽车和电动汽车优点的混合动力电动汽车发展迅速，成为新型汽车开发的热点。

现有串联式驱动装置的特点是：可使发动机不受汽车行驶工况的影响，始终在其最佳的工作区稳定运行，并可选用功率较小的发动机，但需要功率足够大的发电机和电动机，发动机的输出需全部转化为电能再变为驱动汽车的机械能，由于机电能量转换和电池充放电的效率较低，使得燃油能量的利用率比较低；并联式驱动装置能量利用率相对较高，但发动机工况要受汽车行驶工况的影响，因此不适于变化频繁的行驶工况，相比于串联式结构，需要较为复杂的变速装置和动力复合装置以及传动机构；混联式驱动装置融合了串联式和并联式的优点，由于整个驱动系统的能量流动更加灵活，因此发动机、发电机、电动机等部件能够进一步得到优化，从而使整个系统效率更高。但是仍然需要较为复杂的变速装置和动力复合装置以及传动机构。

在上述驱动装置中，存在发动机和系统其他部件不能协调配合的问题，使整个系统存在体积笨重、结构复杂、耗能大、尾气排放量大的问题，而不能有效的将动力输出。

发明内容

本发明目的是为了解决现有串联式、并联式和混联式驱动装置中发动机和系统其他部件不能简单高效配合，从而使整个系统存在体积笨重、结构复杂、成本偏高、性能受限，而不能有效地将动力输出的问题，提供了一种径向-径向磁场调制型无刷复合结构电机。

本发明径向-径向磁场调制型无刷复合结构电机在壳体内并列设置有径向双转子电机和径向转矩调节电机，所述径向双转子电机包括第一定子、调制环转子、第一永磁转子、永磁转子输出轴和调制环转子输出轴，所述径向转矩调节电机包括第二定子和第二永磁转子，调制环转子输出轴同时作为径向转矩调节电机的转子轴，

所述径向转矩调节电机的第二定子固定在壳体的内侧壁上，第二永磁转子固定在调制环转子输出轴上，第二定子与第二永磁转子之间沿径向方向有气隙L3；

所述径向双转子电机的第一定子固定在壳体的内侧壁上，第一永磁转子固定在永磁转子输出轴上，调制环转子位于第一定子与第一永磁转子之间，永磁转子输出轴通过第一轴承与壳体转动连接，且永磁转子输出轴通过第二轴承和第四轴承与调制环转子转动连接，调制环转子输出轴的一端固定在调制环转子上，且调制环转子输出轴通过第三轴承与壳体转动连接；调制环转子和第一定子之间有气隙L1；调制环转子与第一永磁转子之间有气隙L2，

第一定子由第一定子铁心和m相第一定子绕组构成，第一定子绕组通有m相对称交流电流时，形成2p极数的旋转磁场，m、p为正整数；

第一永磁转子由第一永磁转子铁心和2n个第一永磁体单元构成，2n个第一永磁体单元沿圆周方向均匀分布排列，2n个第一永磁体单元嵌入第一永磁转子铁心内部或固定在第一永磁转子铁心的外圆表面上，相邻两块第一永磁体单元的充磁方向相反，第一永磁转子旋转时，形成2n极数的永磁转子表面磁场，n为正整数；

调制环转子由转子支架、q块导磁块和q块绝缘块构成，转子支架外圆表面沿圆周方向交错设置导磁块和绝缘块；

且满足p＝|hn+kq|关系式成立，其中，h是正奇数，k是整数。

本发明的优点：本发明电机为复合结构的电机，具有两个转轴，这两个转轴的转速彼此独立且转速可调，两个转轴输出的转矩彼此独立且转矩可调，这样可以使一个转轴实现高速小转矩运行，另一个转轴实现低速大转矩运行。

本发明在与内燃机结合使用时，能使内燃机不依赖于路况，始终运行在最高效率区，从而降低了燃油消耗和尾气排放，实现节能降耗；它同时也能取代汽车中变速箱，离合器和飞轮等部件，使汽车结构简化，成本降低。它能通过电子器件实现汽车的速度驾驶控制、宽范围平稳调速；同时还具有不需要复杂的冷却装置、结构简单、体积小、成本低廉的优点。它还可应用在不同转速的两个机械转轴同时工作的工业装置中。

本发明属于无刷结构，克服了有刷复合结构电机因采用电刷滑环馈电结构而导致的运行效率下降、可靠性降低以及经常需要对电刷等部件进行维护等问题。

附图说明

图1是实施方式一和二的结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是实施方式三的结构示意图；