[发明专利]H形铁芯混合励磁轴向磁通切换轮毂电机

说明书

本发明公开了一种H形铁芯混合励磁轴向磁通切换轮毂电机，包含定子、第一转子和第二转子，第一转子和第二转子转动设置在定子两侧，定子包含若干定子模块和不导磁隔离环，不导磁隔离环设置在相邻的定子模块端部之间，每个定子模块包含两个H形定子铁芯、永磁体、电枢绕组和励磁绕组，两个H形定子铁芯首尾设置并且端部留有间隙，永磁体固定设置在两个H形定子铁芯间隙之间，电枢绕组缠绕在两个H形定子铁芯相邻的一端端部和永磁体外侧，励磁绕组设置在两个电枢绕组之间，第一转子和第二转子均由转子轭和若干转子齿构成，若干转子齿沿转子轭周向等间距固定在转子轭内侧面上。本发明增强电机容错性，提高输出转矩及拓宽调速范围。

技术领域

本发明涉及一种轮毂电机，特别是一种H形铁芯混合励磁轴向磁通切换轮毂电机。

背景技术

随着环境污染和能源短缺问题的日益严重，纯电动汽车由于其零排放污染物质的特性逐渐成为未来新能源汽车发展的主流趋势。电动汽车轮毂电机技术是一种将动力、传动和制动装置全部整合到轮毂内的电机技术，它极大简化了电动车辆的机械部分，增加车内空间，提高整车效率，减少了加速时间。因此，轮毂电机已成为国内外学者、汽车生产厂商研究的热点。比利时学者C. Versele等人提出了一种适合于驱动电动车轮的双转子单定子轴向磁场永磁电机，该轴向磁场永磁电机与传统径向永磁电机相比，具有转矩密度大、重量轻等优点，但是，永磁体安装在转子上，当电机发热时，转子冷却困难，容易出现永磁体退磁等故障。由法国学者E. Hoang提出的磁通切换永磁电机，将永磁体和电枢绕组均放置在定子上，易于冷却，转子上既无绕组又无永磁体使得转子结构简单、牢固，解决了上述问题，而且该类电机具有气隙磁密高、反电势正弦、电机效率高等优点。但是，对轮毂电机而言，扁平结构可有效利用车轮内空间，满足低速大转矩的要求；电机长期工作在有水、油污、灰尘等的工作环境，电元件的可靠性不及机械元件，电动汽车运行过程中故障可能性较大，而现有技术的磁通切换永磁电机并不适合用于轮毂电机，因此需要设计新型的磁通切换永磁电机来满足车用轮毂电机的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种H形铁芯混合励磁轴向磁通切换轮毂电机，增强电机容错性，提高输出转矩及拓宽调速范围。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种H形铁芯混合励磁轴向磁通切换轮毂电机，其特征在于：包含定子、第一转子和第二转子，第一转子和第二转子转动设置在定子两侧，定子包含若干定子模块和不导磁隔离环，若干定子模块呈圆环形设置，不导磁隔离环设置在相邻的定子模块端部之间将相邻定子模块之间磁场隔离，每个定子模块包含两个H形定子铁芯、永磁体、电枢绕组和励磁绕组，两个H形定子铁芯首尾设置并且端部留有间隙，永磁体固定设置在两个H形定子铁芯间隙之间，电枢绕组缠绕在两个H形定子铁芯相邻的一端端部和永磁体外侧并且两个电枢绕组对称设置在定子模块的两侧，励磁绕组平行于电枢绕组设置在两个电枢绕组之间并且励磁绕组缠绕在两个H形定子铁芯外侧，第一转子和第二转子均由转子轭和若干转子齿构成，若干转子齿沿转子轭周向等间距固定在转子轭内侧面上。

进一步地，所述H形定子铁芯包含铁芯本体和四个定子齿，定子齿齿形为扇形齿、平行齿或梯形齿中的一种，四个定子齿分成两组分别固定在铁芯本体两侧侧面的两端形成对称或不对称H形定子铁芯。

进一步地，所述永磁体沿着定子的周向交替充磁。

进一步地，所述若干定子模块的励磁绕组之间相互串联，并且相邻定子模块的两个励磁绕组的励磁方向相反。

进一步地，所述第一转子和第二转子由高导磁率的硅钢片冲叠构成。

进一步地，所述定子模块的数量为6个，不导磁隔离环12个，不导磁隔离环两个一组设置在定子模块之间，第一转子和第二转子的转子齿数量为10个，其中沿着定子径向相对的两个电枢线圈相互串联构成一相绕组，定子两侧每一侧的6个电枢线圈形成一组三相绕组。