[发明专利]一种永磁转矩和磁阻转矩分离型电机及最优效率控制方法

权利要求书

1.一种永磁转矩和磁阻转矩分离型电机，其特征在于，包括机壳以及机壳内部的径向电机、左轴向电机、右轴向电机，径向电机两侧分别被所述左轴向电机、右轴向电机所包围；

所述径向电机包括径向定子(2-1)和径向转子(3-1)；径向定子(2-1)上采用整数槽分布式绕组结构，同时径向转子(3-1)采用磁阻式转子结构，以使得径向电机只产生磁阻转矩；

所述左轴向电机包括左轴向定子(2-3)和左轴向转子(3-2)；所述右轴向电机包括右轴向定子(2-2)，右轴向转子(3-3)；右轴向定子(2-2)和左轴向定子(2-3)均采用分数槽集中绕组结构，同时右轴向转子(3-3)和左轴向转子(3-2)上设有永磁体(6)，永磁体(6)的励磁方向与电机的轴向方向平行，且相邻永磁体的励磁方向相反，以使得轴向电机只产生永磁转矩；

所述径向电机为内转子或外转子结构；所述左轴向电机、右轴向电机中，左轴向定子(2-3)和左轴向转子(3-2)能够沿轴向位置互换；右轴向定子(2-2)，右轴向转子(3-3)能够沿轴向位置互换；所述径向电机产生径向磁通，所述左轴向电机、右轴向电机产生轴向磁通，且径向磁通和轴向磁通方向相互垂直，实现径向磁通、轴向磁通的解耦。

2.根据权利要求1所述的一种永磁转矩和磁阻转矩分离型电机，其特征在于，所述径向电机为内转子结构，径向转子(3-1)内圈套有轴(8)，径向定子(2-1)内圈套有径向转子(3-1)且以径向气隙(5-1)相隔；径向转子(3-1)轴端两侧分别设有左轴向转子(3-2)和右轴向转子(3-3)，左轴向定子(2-3)设置于左轴向转子(3-2)的最外层,右轴向定子(2-2)设置于右轴向转子(3-3)的最外层，左轴向转子(3-2)上的永磁体朝向靠近左轴向定子(2-3)的一侧设置，右轴向转子(3-3)上的永磁体朝向靠近右轴向定子(2-2)的一侧设置；径向定子(2-1)、左轴向定子(2-3)和右轴向定子(2-2)分别安装于机壳(1)上。

3.根据权利要求1所述的一种永磁转矩和磁阻转矩分离型电机，其特征在于，所述径向电机为外转子结构，径向转子(3-1)直接安装在车轮内，形成轮毂式结构；径向转子(3-1)内圈套有径向定子(2-1)且以径向气隙(5-1)相隔；径向转子(3-1)轴端两侧分别设有左轴向转子(3-2)和右轴向转子(3-3)，左轴向定子(2-3)设置于左轴向转子(3-2)的最外层,右轴向定子(2-2)设置于右轴向转子(3-3)的最外层，左轴向转子(3-2)上的永磁体朝向靠近左轴向定子(2-3)的一侧设置，右轴向转子(3-3)上的永磁体朝向靠近右轴向定子(2-2)的一侧设置；径向定子(2-1)、左轴向定子(2-3)和右轴向定子(2-2)与轴(8)相连。

4.根据权利要求1所述的一种永磁转矩和磁阻转矩分离型电机，其特征在于，所述径向电机为内转子结构，径向转子(3-1)内圈套有轴(8)，径向定子(2-1)内圈套有径向转子(3-1)且以径向气隙(5-1)相隔；左轴向定子(2-3)和右轴向定子(2-2)沿着轴向并排放置，同时，径向定子(2-1)沿轴向嵌套固定在左轴向定子(2-3)和右轴向定子(2-2)内部中心，左轴向转子(3-2)设置于左轴向定子(2-3)的最外层，右轴向转子(3-3)设置于右轴向定子(2-2)的最外层，左轴向转子(3-2)上的永磁体朝向靠近左轴向定子(2-3)的一侧设置，右轴向转子(3-3)上的永磁体朝向右轴向定子(2-2)的一侧设置；左轴向定子(2-3)和右轴向定子(2-2)分别安装于机壳(1)上，径向转子(3-1)、左轴向转子(3-2)、右轴向转子(3-3)均和轴(8)相连。

5.根据权利要求2-4任意一项所述的一种永磁转矩和磁阻转矩分离型电机，其特征在于，所述径向转子(3-1)的转子结构包括：一字型转子，V型转子，多层空气槽转子或者开关磁阻式转子结构；所述永磁体(6)的安装方式为表贴、表嵌或Halbach阵列三种，永磁体的表贴系数的范围在0.8-1之间。

6.根据权利要求1所述的一种永磁转矩和磁阻转矩分离型电机，其特征在于，

所述径向定子(2-1)上采用整数槽分布式绕组结构中：槽极配合需保证q＝S/(2*P*m)为整数；所述右轴向定子(2-2)和左轴向定子(2-3)均采用分数槽集中绕组结构中，槽极配合应满足S＝2P±2；其中m为电机的相数，S为电机的槽数，P为电机极对数，q为电机的每极每相槽数。