[发明专利]径向磁场复合型电机

说明书

本发明涉及电机设计领域，公开了一种径向磁场复合型电机，包括转轴、环绕转轴的第一轴承、环绕第一轴承的内定子、环绕内定子的内转子、环绕内转子的隔磁环、环绕隔磁环的外转子、环绕外转子的外定子；外定子与外转子之间以及内定子与内转子之间均设置有气隙；内定子通过第一轴承与转轴转动连接，外转子通过隔磁环与内转子固定连接；外转子、隔磁环以及内转子构成电机转子，并通过转子支架与转轴固定连接，外定子固定在外壳上且与转轴转动连接。本发明在提高永磁体运行可靠性、避免永磁体因弱磁调速和高温导致的不可逆退磁的前提下，满足驱动电机低速大转矩和宽调速范围运行的要求。

技术领域

本发明涉及电机设计领域，特别涉及一种径向磁场复合型电机。

背景技术

高转矩密度、低速大转矩和宽调速范围是驱动电机尤其是直接驱动式电机的性能需求。得到广泛应用的开关磁阻电机具有较宽调速范围，且结构简单，定转子上均无永磁体，工作可靠性高，然而其转矩密度明显低于永磁电机。近年来，定子永磁型电机由于其高转矩密度和高效率而得到广泛研究，在该电机结构中，永磁体和绕组均放置在定子上，转子结构简单，提升了电机的可靠性和动态运行性能。但是，由于永磁体的固有特性，定子永磁电机运行时的气隙磁场基本保持恒定不变，电动运行时，电机励磁控制困难、调速范围有限。学者们多采用混合励磁方式来增加定子永磁电机的调速范围，在定子上除了永磁体，还设置了励磁绕组，实现双励磁源混合励磁方式，可提高磁场调节能力，拓宽转速运行范围。然而，这种电机调速过程中的高速弱磁调速会降低永磁体工作性能，严重时导致永磁体的不可逆退磁。此外，混合励磁定子永磁电机结构中定子同时存在永磁体和两套绕组（励磁绕组和电枢绕组），一方面磁路饱和程度高，另一方面约束了电枢绕组放置空间，在一定程度上限制了转矩输出能力，且由于热源均位于定子中，易导致定子绕组和永磁体温升过高，带来绕组绝缘损坏和永磁体不可逆退磁。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种径向磁场复合型电机，在提高永磁体运行可靠性、避免永磁体因弱磁调速导致的不可逆退磁的前提下，满足驱动电机低速高转矩和宽调速范围运行的要求。

技术方案：本发明提供了一种径向磁场复合型电机，包括转轴、环绕所述转轴的第一轴承、环绕所述第一轴承的内定子、环绕所述内定子的内转子、环绕所述内转子的隔磁环、环绕所述隔磁环的外转子、环绕所述外转子的外定子；所述外定子与所述外转子之间以及所述内定子与所述内转子之间均设置有气隙；所述内定子通过所述第一轴承与所述转轴转动连接，所述外转子通过所述隔磁环与所述内转子固定连接；所述外转子、所述隔磁环以及所述内转子构成电机转子，并通过转子支架与所述转轴固定连接，所述外定子固定在外壳上且与所述转轴转动连接。

进一步地，所述外定子与所述外转子的相对侧以及所述内定子与所述内转子的相对侧均设置有凸极齿，且所述外定子的凸极齿上设置有外侧绕组，所述内定子的凸极齿上设置有内侧绕组和励磁装置。

优选地，所述励磁装置的充磁方向为沿所述内定子圆周切向交替充磁。

优选地，所述励磁装置为永磁体或混合励磁装置。采用混合励磁装置时，电励磁源仅用于低速增磁以增加输出转矩能力，无高速弱磁工作模式。