[发明专利]混合双转子同步电机及其控制方法

权利要求书

1.混合双转子同步电机，其特征在于：该电机主要由外转子(1)、内转子(2)和定子(3)构成；定子(3)设置在外转子(1)和内转子(2)之间；

外转子(1)包括磁障式磁阻转子结构(6)和隔磁环(7)，磁障式磁阻转子结构(6)为由导磁层(6-1)与非导磁层(6-2)相间排列构成的结构，各磁障式磁阻转子结构(6)通过燕尾槽固定在隔磁环(7)内壁，磁障式磁阻转子结构(6)设置在隔磁环(7)与定子(3)之间；

内转子(2)外侧设置有永磁体(4)；

定子(3)的内、外表面均匀开槽，定子(3)的内、外表面槽内均各自嵌放一套三相对称绕组，内外定子槽内的绕组采用串联或并联方式进行联结，形成该电机的总定子绕组。

2.根据权利要求1所述的混合双转子同步电机，其特征在于：磁障式磁阻转子结构(6)中导磁层(6-1)与非导磁层(6-2)均采用U形结构；磁障式磁阻转子结构(6)由导磁层(6-1)与非导磁层(6-2)相互交替组成，各导磁层(6-1)之间通过连接筋(6-3)相连，相邻的两层导磁层(6-1)之间形成非导磁层(6-2)。

3.根据权利要求2所述的混合双转子同步电机，其特征在于：连接筋(6-3)的宽度只要刚好满足机械强度的条件即可。

4.根据权利要求1所述的混合双转子同步电机，其特征在于：各导磁层(6-1)为由中间到两侧宽度逐渐增加的结构。

5.根据权利要求1所述的混合双转子同步电机，其特征在于：内转子(2)外侧的每极永磁体(4)采用多块分块的异向充磁方式，即将每极永磁体分成多块，每块为一个区域，可形成多个区域，且各区域的充磁方向由两边向中间与内转子(2)的径向方向夹角逐渐减小，永磁体(4)表贴在内转子(2)外表面上。

6.根据权利要求1所述的混合双转子同步电机，其特征在于：定子(3)的内表面采用分数槽结构，定子(3)的外表面采用分布绕组结构。

7.根据权利要求1所述的混合双转子同步电机，其特征在于：外转子(1)采用杯型结构与轴承相连，内外转子同轴连接。

8.应用于权利要求1所述混合双转子同步电机的无位置传感器控制策略，其特征在于：通过估测磁障式磁阻转子结构(6)位置来获得整个转子位置，进而实现无位置传感器控制；首先由转子位置估测模块(15)得到转子位置估测值和转速估测值，将转子位置估测值和转速估测值分别与转子位置给定值和转速给定值进行比较，得到转子位置误差值和转速误差值，转子位置误差值和转速误差值分别通过位置调节器(8)和转速调节器(9)得到转速给定值和转矩给定值，同时由定子电流空间矢量计算模块(16)和转矩计算模块(17)得到电机的实际输出转矩，将计算得到的电机实际输出转矩输入到转矩调节器(10)，将转矩调节器(10)的输出信号作为三相电流参考值计算模块(11)的输入信号，从而得到三相定子电流的给定值，最后通过电流调节器(12)得到电流可控PWM逆变器(13)的控制信号来控制本发明的新型同步电机。