[发明专利]一种双转子单定子轴向磁通混合励磁电机

说明书

本发明公开了一种双转子单定子轴向磁通混合励磁电机，包括一个定子、两个转子、直流励磁单元、导磁罩，两个转子置于定子两侧，定子与转子间转动配合。转子包括软磁极、辅助永磁体、主永磁体、转子轭，导磁罩与转子轭贴合无气隙且固定在转轴上。直流励磁磁通路径经定子、第一气隙、第一软磁极、第一转子轭、导磁罩、第二转子轭、第二软磁极、第二气隙、回到定子形成闭合路径，直流励磁磁通只通过两个气隙。通过改变直流励磁磁通的方向可调整气隙磁场大小，进而改变电机的反电势大小。该电机具有更宽的调速范围和反电势调节能力，还具有功率密度高、永磁体退磁风险低的优点。

技术领域

本发明涉及电机技术领域，特别是涉及双转子单定子轴向磁通混合励磁电机。

背景技术

轴向磁通永磁同步电机因其轴向长度短、功率密度高、重量轻等优点广泛应用于风力发电、电动汽车以及航天等领域。轴向磁通永磁电机一般采用表贴式转子结构，弱磁能力低，使得轴向磁通永磁电机作电动机使用时调速范围窄，限制了其应用场合；作发电机使用时，负载发生变化使得电机输出电压不稳定，不适合电压稳定性要求较高的场合。

为了调节永磁体在气隙当中产生的磁场强弱，专利(申请号CN201910683071.6)提出了一种轴向磁通集中绕组型混合励磁电机，该电机包括一个定子和两个转子，两个转子盘错开一个极安装在定子盘两侧，其中导磁极块在径向方向向外圈延伸，并与定子铁心上导磁环在轴向方向上形成励磁磁场的附加气隙，该电机直流励磁磁通经过4个气隙，增加了直流励磁磁通回路的磁阻，增、去磁能力弱。专利(申请号CN201710086123.5)提出了一种双H形定子铁心双转子混合励磁轴向磁通电机，该电机交流绕组与直流励磁绕组圆周交替分别缠绕于大定子齿与小定子齿上，共同固定在定子盘上，定子齿与定子盘形状复杂，不利于机械化生产制造，虽然该结构扩大了电机的恒功率运行范围，但电机正常运行时功率密度较低，且两套绕组之间互感相互耦合，影响电机运行性能。

因此，需要设计新型拓扑结构来解决上述技术缺陷和传统轴向磁通永磁同步电机磁场难以调节的问题，增强其弱磁调速范围和调整反电动势的能力、简化电机结构、增加混合励磁轴向磁通电机的功率密度。

发明内容

发明目的：

本发明的目的是解决传统轴向磁通永磁电机磁场不可调节、或混合励磁轴向磁通电机气隙磁场调节效果差、结构复杂、功率密度低的问题，通过改变轴向磁通永磁电机中电励磁磁通实现轴向磁通永磁电机气隙磁场大范围调节，从而改变电机电动运行时的调速范围，或提高电机发电运行时端电压输出的稳定性。

技术方案：

一种双转子单定子轴向磁通混合励磁电机，包括定子1、两个转子2、直流励磁单元3和转轴7等，两个转子2分为别为第一转子2A和第二转子2B，第一转子2A和第二转子2B分别置于定子1两侧，定子与两个转子间均有气隙4，分别为第一气隙4A和第二气隙4B，定子1与转子2间转动配合；所述转子2包括软磁极201、转子轭203、转子托盘204和主永磁体205；转子托盘204包括第一转子托盘204A和第二转子托盘204B，所述第二转子托盘204B与转轴7固定连接。

所述电机还包括导磁罩5，导磁罩5罩在定子1外圆且导磁罩5与转子轭203紧密接触无气隙，导磁罩5将两个转子2连接在一起，两个转子2间无相对运动；

所述直流励磁单元3置于定子1的外圆周侧和导磁罩5的内圆周侧之间，直流励磁单元3固定在定子1上；

直流励磁单元3产生的直流励磁磁通6经由定子1、第一气隙4A、第一转子2A上的第一软磁极201A、第一转子2A上的第一转子轭203A、导磁罩5、第二转子2B上的第二转子轭203B、第二转子2B上的第二软磁极201B、第二气隙4B、回到定子1形成闭合路径，直流励磁磁通6只通过两个气隙4。