[发明专利]无刷盘式双转子电机

说明书

本发明公开了一种无刷盘式双转子电机，包括电机壳体，固定设置于电机壳体轴向两端内侧的定子，设置在电机壳体内并与定子匹配的外转子，与电机壳体一端转动连接并与外转子固定连接的外转子输出轴，设置在电机壳体内并与定子和外转子均匹配的内转子，与电机壳体另一端转动连接并与内转子固定连接的内转子输出轴，以及与定子电连接的逆变器。本发明具有盘式永磁电机的特点，将定子固定在两端端盖的内侧，永磁内转子固定在内转子输出轴上共同旋转，爪极转子位于两相定子与内转子之间，并互成90°电气角，共同固定在外转子输出轴上一起旋转，只需通过一套两相逆变器即可协调工作，实现无刷馈电和两转轴之间的转速/转矩差值的调节。

技术领域

本发明涉及一种双转子电机，具体地讲，是涉及无刷盘式双转子电机。

背景技术

传统的电机一般是由一个定子、一个转子构成。由于电机只有一个转子，只能实现单一速度的单轴输出。在鱼雷推进、电动汽车、风力发电等应用场合，需要电机具有提供两个独立转速的双轴输出能力，传统电机无法实现这一功能。

在现有的双转子电机中，如申请号为200510014393.2公开的双转子混合动力复合永磁电机存在电刷、滑环，造成效率和可靠性不高。如申请号为200610014350.9公开的无刷双转子电机实现了无刷，提高了可靠性，由于其采用的是双馈电技术，外转子由绕组构成，导致铜损较大，制造或维修外转子绕组也十分不便，其整体重量和体积也较大。如申请号为200910179233.1公开的无刷馈电双转子电机从效率、保养、可靠性方面都得到了提高和改进，但由于其三相定子绕组、爪极外转子、磁钢内转子分别独立，这样内外转子及磁钢利用率都只有2/3，另外，其绕组嵌入不便，难以批量生产，而维修更换中间相绕组也很不方便。

发明内容

为克服现有技术存在的问题，本发明提供一种结构紧凑、体积小、重量轻、效率高、适合批量生产、便于拆装维修的无刷盘式双转子电机。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

无刷盘式双转子电机，包括电机壳体，固定设置于电机壳体轴向两端内侧呈环形状并与该轴向同轴的定子铁芯，安置于所述定子铁芯上与之共同构成定子的定子绕组，设置在电机壳体内且呈盘状并与定子匹配的外转子铁芯，偶数个固定于外转子铁芯上与之共同构成外转子的并以其轴心为中心呈圆周均布的外转子爪极，与电机壳体一端转动连接并与外转子铁芯固定连接的外转子输出轴，设置在电机壳体内且呈盘状并安置于外转子铁芯与定子铁芯之间的内转子铁芯，设置于内转子铁芯上与之共同构成内转子的且数量和位置均与外转子爪极匹配的内转子永磁磁钢，与电机壳体另一端转动连接并与内转子铁芯固定连接的内转子输出轴，以及与定子绕组电连接的逆变器，其中，定子、外转子与内转子相互之间均保持可供相对运动的间隙。作为优选，外转子输出轴和内转子输出轴均与电机壳体之间采用轴承作为转动连接部件。

进一步地，所述电机壳体包括呈圆筒形的并与外转子与内转子之间均保持可供相对运动的间隙的外壳，以及分别固定于外壳两端将其封闭的端盖，其中，所述端盖上设有分别供外转子输出轴和内转子输出轴穿过的通孔，并且围绕该通孔布置与端盖一体式的用以安置轴承的轴套；所述定子铁芯固定于端盖内侧。

进一步地，所述定子铁芯的截面呈“凹”形，所述定子绕组安置于定子铁芯的凹槽中，且两个定子铁芯的凹槽开口正向相对。

进一步地，所述外转子爪极在轴向平面上的截面呈L型，该L型的一边沿径向方向，另一边沿轴向方向，相邻外转子爪极沿轴向方向的一边分别位于径向方向的外端和内端。

进一步地，所述外转子爪极在径向平面上呈折扇扇面形状，且相邻外转子爪极之间存在间隙。