[发明专利]轴向磁场复合型磁通切换电机

说明书

本发明涉及电机设计领域，公开了一种轴向磁场复合型磁通切换电机，包括同轴安装的凸极结构的第一转子和第二转子以及一个双凸极轴向对称结构的定子，所述第一转子和所述第二转子的结构完全相同且对称设置在所述定子的轴向两侧，所述定子与所述第一转子、所述第二转子之间均具有气隙，所述第一转子和所述第二转子固定连接构成转子本体；所述定子径向分为内定子和外定子，所述内定子外径通过轴承与所述外定子内径转动连接；所述转子本体径向分为内转子和外转子，所述内转子外径和所述外转子内径间通过非导磁磁隔实现内、外转子隔磁和固定。本电机满足直驱式系统较好动力性能、较宽调速范围及安全可靠运行的要求。

技术领域

本发明涉及电机设计领域，特别涉及一种轴向磁场复合型磁通切换电机。

背景技术

直驱式电动汽车的驱动部件是电机，电机的性能对电动汽车的性能起着至关重要的影响。由于永磁电机具有的高转矩密度及高功率密度特点，直驱式电动汽车中多采用永磁轮毂电机结构以实现小型轻量化。与径向磁场永磁轮毂电机相比，轴向磁场永磁盘式电机具有轴向尺寸短、结构紧凑、硅钢片利用率高等优势，使其在特有的安装空间条件下具有径向磁场电机无法比拟的性能；此外，轴向磁场永磁盘式电机因其结构特点，转动惯量小，下线方便，定子绕组具有良好的散热条件，同时可加工成多气隙结构，进一步提高输出能力。

近年来，许多轴向磁场永磁盘式电机的新型拓扑结构被研制，其中永磁磁通切换型盘式电机由于其“聚磁效应”拓扑结构获得的高转矩密度和高效率性能受到关注。然而常规结构的永磁磁通切换型盘式电机用于电动汽车直驱式系统具有较大的不足，因为在直驱式系统中，出于增加转矩输出及电机效率的需要，电机额定转速往往设置在转速较低且运行频繁的市区工况范围，使得电机调速范围受到了很大限制，而另一方面由于永磁电机弱磁调速的需要，如何避免永磁体不可逆退磁，保障电机安全稳定运行应是首先需要考虑的难题。

专利ZL201510028269.5公开了一种双定子轴向磁场磁通切换型混合永磁记忆电机结构，保留永磁磁通切换电机高功率密度的特点的同时，还具有记忆电机宽调速运行范围和高效率的特点。然而，这种电机结构由于永磁体的频繁充去磁操作，易陷入永磁体不可逆退磁，降低了电机运行的稳定性和可靠性。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种轴向磁场复合型磁通切换电机，满足直驱式系统较好动力性能、较宽调速范围及安全可靠运行的要求。

技术方案：本发明提供了一种轴向磁场复合型磁通切换电机，包括同轴安装的凸极结构的第一转子和第二转子以及一个双凸极轴向对称结构的定子，所述第一转子和所述第二转子的结构完全相同且对称设置在所述定子的轴向两侧，所述定子与所述第一转子、所述第二转子之间均具有气隙，所述第一转子和所述第二转子固定连接构成转子本体；所述定子径向分为内定子和外定子，所述内定子外径通过轴承与所述外定子内径转动连接；所述转子本体径向分为内转子和外转子，所述内转子外径和所述外转子内径间通过非导磁圆环形磁隔实现内、外转子的隔磁和固定。

进一步地，所述外定子包括均匀交替布置成圆环形的P_so个“H”型铁心单元和P_so个梯形聚磁中间齿，所述梯形聚磁中间齿的梯面朝向转子本体，且满足P_so=6 n，其中n为正整数。

进一步地，相邻的两个所述“H”型铁心单元和梯形聚磁中间齿之间存在间隙，在间隙内固定嵌满沿圆周方向交替充磁的稀土永磁材料，形成P_so个外定子磁通切换磁极，每个所述外定子磁通切换磁极由三块外定子齿和两块所述稀土永磁材料组成；穿过所述外定子磁通切换磁极圆周两侧外定子槽，环绕每个所述外定子磁通切换磁极缠绕一组集中绕组线圈。