[发明专利]无定子的三电刷双转子内圈永磁体同步电机

说明书

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体是一种无定子的三电刷双转子内圈永磁体同步电机。

背景技术

双转子电机具有两个转速彼此独立的转子及转轴，可实现双轴独立驱动，因此在多种场合具有广阔的应用前景，例如混合动力汽车的电驱动系统、汽车和风力发电机的电无级变速器以及现代机床数控转台等。

目前国内外已经公发的双转子永磁电机是由外转子永磁电机和一台内转子永磁电机套在一起并共用一个定子的新型电机。但因其可以看成两个独立的普通电机，所以必须要有两个控制器，使得控制机构比较复杂，并且对于电机本体，因为结构上还存在定子部分，因此体积较大。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述问题，提出了一种无定子的三电刷双转子内圈永磁体同步电机。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种无定子的三电刷双转子内圈永磁体同步电机，包括机壳、外转子和内转子，所述外转子包括外转轴，所述外转轴的内端设置在机壳内部，外转轴的内端上设有外转子铁芯以及嵌入外转子铁芯的外转子绕组，外转轴的内端端部设有端盖，所述外转轴的外端伸出机壳的第一端外，外转轴的外端上靠近端部处设有三个滑环，所述三个滑环上分别连接有电刷，所述电刷上连接有逆变器；所述内转子包括内转轴，所述内转轴的内端设置在外转子内部，内转轴的内端上与外转子铁芯相对应处设有内转轴铁芯以及沿圆周方向交错设置在内转轴铁芯外侧壁上的永磁体；所述内转轴的外端伸出与机壳第一端相对的第二端外。

所述逆变器输出端通过三个电刷分别与固定在外转轴上的三个滑环相连，用于向外转子绕组提供可控的三相交流电。

所述无定子的三电刷双转子内圈永磁体同步电机，还包括蓄电池，所述蓄电池输出端与逆变器的输入端相连接。

所述逆变器将蓄电池的直流电变成所需的交流控制电压，通过电刷和滑环传递给外转子绕组，用于调节电机的电磁转矩以及内转子和外转子的转速差。

所述无定子的三电刷双转子内圈永磁体同步电机，包括以下能量双向流动：

-电动状态，能量由蓄电池经逆变器、电刷和滑环送到电机，电能转化为机械能；

-放电状态，能量由电机经滑环、电刷和逆变器送到蓄电池，机械能转化为电能。

所述外转子铁芯为圆环形，其外圆周表面沿轴向开有若干个槽，所述若干个槽的开口中心线围绕内转轴均匀分布，外转子绕组分别嵌入所述槽内形成三相绕组。

所述内转轴的外端通过内转子-机壳间轴承与机壳转动连接，所述内转轴的内端通过内转子-外转子间轴承与外转轴转动连接，形成内转子独立转动；所述外转子通过外转子轴承与机壳转动连接，外转子的端盖通过端盖轴承与内转轴转动连接，形成外转子独立转动。

所述内转轴为输入轴，相应地，所述外转轴为输出轴；或

所述内转轴为输出轴，相应地，所述外转轴为输入轴。

所述内转轴的内端端部与外转轴之间设有气隙。

本发明提供的无定子的三电刷双转子内圈永磁体同步电机，只设有外转子和内转子，取消了固定在机壳上的定子，因此电机制作复杂程度得到很大的降低，同时电机本体体积能得到减小。

另外，由于本发明只需一个控制器，控制比较方便。控制器将直流蓄电池的电压电流进行变换，产生所需的交流控制电压和电流，经过电刷和滑环送给本发明电机的内转子绕组，以控制磁场的变化来达到控制电机输出转速与输出转矩的目的。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明整体结构示意图；

图中，1为机壳；2为外转子轴承；3为外转轴；4为内转轴；5为内转子-外转子间轴承；6为永磁体；7为外转子铁芯；8为外转子绕组；9为端盖；10为端盖轴承；11为滑环；12为电刷；13为蓄电池；14为逆变器；15为内转子-机壳间轴承。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。