[发明专利]轴向-径向磁场调制型无刷复合结构电机

说明书

技术领域

本发明涉及轴向-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，提供了一种轴向-径向磁场调制型无刷复合结构电机。

本发明轴向-径向磁场调制型无刷复合结构电机的第一种结构：

轴向-径向磁场调制型无刷复合结构电机的壳体通过分隔件被分成左右两部分，轴向双转子电机和径向转矩调节电机分别设置在壳体的左右两部分内，所述轴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右部分的内侧壁上，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；

所述轴向双转子电机的两个第一定子的各一个外圆环端面分别固定在壳体左部分的左右端面内壁上，第一永磁转子固定在永磁转子输出轴上，永磁转子输出轴通过第一轴承与壳体的一侧端面转动连接，且通过第二轴承和第四轴承与调制环转子转动连接，调制环转子位于两个第一定子之间、第一永磁转子的外部，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的分隔件转动连接、通过第五轴承与壳体的另一个端面转动连接；调制环转子和第一定子的圆环端面之间有气隙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多个第一永磁体单元构成，第一永磁转子铁心为圆盘形，第一永磁转子铁心的两侧圆盘端面上对称设置第一永磁体单元，每个圆盘端面上设置的2n个第一永磁体单元以永磁转子输出轴为中心呈放射线状均匀排布，第一永磁体单元沿轴向平行充磁，同一圆盘端面相邻两块第一永磁体单元的充磁方向相反，两侧圆盘端面上位置对称的两块第一永磁体单元充磁方向相同，第一永磁转子旋转时，形成2n极数的永磁转子端面磁场，n为正整数；

调制环转子由转子支架、2q块导磁块和2q块绝缘块构成，转子支架是由两个圆端面和一个圆环构成的封闭框架，每个圆端面上交错设置q块导磁块和q块绝缘块，且以永磁转子输出轴为中心呈放射线状均匀排布；

且满足p＝|hn+kq|关系式成立，其中，h是正奇数，k是整数。

本发明轴向-径向磁场调制型无刷复合结构电机的第二种结构：

轴向-径向磁场调制型无刷复合结构电机的壳体通过分隔件被分成左右两部分，径向转矩调节电机和轴向双转子电机分别设置在壳体的左右两部分内，所述轴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，