中间调磁型轴向集成式电气无级变速器制造技术

中间调磁型轴向集成式电气无级变速器，属于混合动力汽车领域，本发明专利技术为解决现有无刷复合结构电机方案存在的结构复杂、体积较大、集成度低等问题。本发明专利技术方案：包括机壳、两个双绕组定子、永磁转子、调制环转子、永磁转子输出轴和调制环转子输出轴；调制环转子位于双绕组定子与永磁转子之间，调制环转子和双绕组定子之间存在轴向气隙L1；调制环转子与永磁转子之间存在轴向气隙L2；本发明专利技术具有两个独立的转轴，且两个轴的转矩转速完全独立，双绕组定子形成p

Intermediate magnetic type axial integrated type electric stepless speed variator

Intermediate adjustable magnetic type axial integrated electrical CVT, which belongs to the field of hybrid vehicles, the invention is to solve the existing problems without complex, large volume, low integration structure scheme of composite structure of motor brush. The invention comprises a casing, two dual stator winding, permanent magnet rotor, rotor, rotor permanent magnet ring modulation output shaft and the output shaft of the rotor ring modulation; modulation ring rotor is located between the dual stator winding and a permanent magnet rotor, axial air gap exists between L1 modulation and double ring rotor stator winding; the axial air gap L2 modulation ring rotor and permanent magnet rotor; the invention has two independent and two shaft, shaft torque and speed are completely independent, the dual stator winding formation p

【技术实现步骤摘要】
中间调磁型轴向集成式电气无级变速器
本专利技术属于混合动力汽车领域。
技术介绍
混合动力汽车是目前最具发展潜力和市场价值的新能源汽车。由于混合动力汽车能够很好的结合发动机技术和电驱动技术，因此混合动力汽车在燃油经济性和节能减排方面具有非常大的优势。混合动力技术中主要包括两种，一种是以机械行星齿轮为核心的机械式混合动力系统(如Prius系统)，一种是以复合结构电机为核心的纯电气式混合动力系统。行星齿轮是一种精密的机械部件，因此机械式混合动力系统不可避免地会出现振动、噪声、磨损和定期维护等问题。相比之下，复合结构电机不仅无上述问题，而且具有结构简单、易于控制的优势。复合结构电机中无刷复合结构电机方案具有更高的可靠性和实用价值，是该领域的热点研究方向。中国专利CN101938201B、CN101951089B和CN101938200B介绍了一类无刷复合电机方案，该类方案实际上是由一台无刷双转子电机和一个永磁同步电机串联构成的复合结构电机方案。尽管该方案实现了复合结构电机无刷化，但它也有结构复杂、体积较大、集成度低等缺点。
技术实现思路
本专利技术目的是为了解决现有无刷复合结构电机方案存在的结构复杂、体积较大、集成度低等问题，提供了一种中间调磁型轴向集成式电气无级变速器。本专利技术所述中间调磁型轴向集成式电气无级变速器的第一结构：中间调磁型轴向集成式电气无级变速器包括机壳、两个双绕组定子、永磁转子、调制环转子、永磁转子输出轴和调制环转子输出轴；两个双绕组定子的各一个外圆环端面分别固定在机壳的左右端面内壁上，双绕组定子之间区域由外向内依次设置有调制环转子和永磁转子；永磁转子固定在永磁转子输出轴上，永磁转子输出轴的一端通过第二轴承和第四轴承与调制环转子转动连接，永磁转子输出轴的另一端从机壳的一个端盖伸出，且通过第一轴承与机壳转动连接；调制环转子位于双绕组定子与永磁转子之间，调制环转子输出轴的一端固定在调制环转子上，调制环转子输出轴的另一端从机壳的另一个端盖伸出，且通过第三轴承与机壳转动连接；调制环转子和双绕组定子之间存在轴向气隙L1；调制环转子与永磁转子之间存在轴向气隙L2；调制环转子输出轴和永磁转子输出轴的轴线重合；双绕组定子由定子铁心、第一定子绕组和第二定子绕组构成；第一定子绕组是一个m1相定子绕组，当第一定子绕组通有m1相交流电流时，会形成ps1极对数的旋转电枢磁场，m1、ps1为正整数；第二定子绕组是一个m2相定子绕组，当第二定子绕组通有m2相交流电流时，会形成ps2极对数的旋转电枢磁场，m2、ps2为正整数；永磁转子由永磁转子铁心和多个永磁体单元构成，永磁转子铁心为圆盘形，永磁转子铁心的两侧圆盘端面上对称设置永磁体单元，每个圆端面所形成的磁场极对数为pPM，pPM为正整数；调制环转子由pm个导磁块、pm个非导磁块和转子支架构成，pm为正整数；转子支架是由两个圆端面和一个圆环构成的封闭框架，每个圆端面上交错设置pm个导磁块和pm个非导磁块，且以永磁转子输出轴为中心呈放射线状均匀排布；导磁块选用软磁复合材料、硅钢片、实心铁或软磁铁氧体；且上述参数满足ps1＝|kpPM+jpm|和ps2＝kpPM，其中k是正整数，j是整数。优选地，永磁转子铁心的每个圆盘端面上表贴设置或嵌入设置的2pPM个永磁体单元以永磁转子输出轴为中心呈放射线状均匀排布，永磁体单元沿轴向充磁，同一圆盘端面相邻两块永磁体单元的充磁方向相反，两侧圆盘端面上位置对称的两块永磁体单元充磁方向相同。优选地，导磁块选用软磁复合材料、硅钢片、实心铁或软磁铁氧体。优选地，永磁转子铁心的每个圆盘端面上交错设置pPM个永磁体单元和pPM个铁心凸起单元，同时它们以永磁转子输出轴为中心呈放射线状均匀排布，永磁体单元沿轴向充磁，同一圆盘端面所有永磁体单元的充磁方向相同，两侧圆盘端面上位置对称的两块永磁体单元充磁方向相同。本专利技术所述中间调磁型轴向集成式电气无级变速器的第二结构：中间调磁型轴向集成式电气无级变速器，其特征在于，包括机壳、双绕组定子、永磁转子、调制环转子、永磁转子输出轴和调制环转子输出轴，双绕组定子固定在机壳的端盖内壁上；永磁转子固定在永磁转子输出轴的一端，永磁转子输出轴的另一端从机壳的一个端盖伸出，且通过第三轴承与机壳转动连接；调制环转子位于双绕组定子与永磁转子之间，调制环转子固定在调制环转子输出轴上，调制环转子输出轴的一端通过第二轴承与永磁转子转动连接，调制环转子输出轴的另一端从机壳的另一个端盖伸出，且通过第一轴承与机壳转动连接；调制环转子和双绕组定子之间存在轴向气隙L1；调制环转子与永磁转子之间存在轴向气隙L2；调制环转子输出轴和永磁转子输出轴的轴线重合；双绕组定子由定子铁心、第一定子绕组和第二定子绕组构成；第一定子绕组是一个m1相定子绕组，当第一定子绕组通有m1相交流电流时，会形成ps1极对数的旋转电枢磁场，m1、ps1为正整数；第二定子绕组是一个m2相定子绕组，当第二定子绕组通有m2相交流电流时，会形成ps2极对数的旋转电枢磁场，m2、ps2为正整数；永磁转子极对数为pPM，pPM为正整数；永磁转子由永磁转子铁心和多个永磁体单元构成，永磁转子铁心为圆盘形，永磁转子铁心的内侧圆盘端面上设置永磁体单元；调制环转子由pm个导磁块、pm个非导磁块和转子支架构成，pm为正整数；转子支架上沿圆周方向交错设置导磁块和非导磁块；导磁块选用软磁复合材料、硅钢片、实心铁或软磁铁氧体；且上述参数满足ps1＝|kpPM+jpm|和ps2＝kpPM，其中k是正整数，j是整数。优选地，导磁块选用软磁复合材料、硅钢片、实心铁或软磁铁氧体。优选地，永磁转子铁心的内侧圆盘端面上表贴设置或嵌入设置的2pPM个永磁体单元以永磁转子输出轴为中心呈放射线状均匀排布，永磁体单元沿轴向充磁，相邻两块永磁体单元的充磁方向相反。优选地，永磁转子铁心的内侧圆盘端面上交错设置pPM个永磁体单元和pPM个铁心凸起单元，同时它们以永磁转子输出轴为中心呈放射线状均匀排布，永磁体单元沿轴向充磁，所有永磁体单元的充磁方向相同。本专利技术的优点：本专利技术的中间调磁型轴向集成式电气无级变速器具有两个独立的转轴，且两个轴的转矩转速完全独立，因此，本专利技术特别适合应用在电动汽车、风力发电、鱼雷推进等需要双转轴独立控制的场合。本专利技术属于无刷结构方案，方案中没有电刷滑环机构，相比于现有的有刷复合结构电机方案而言，本专利技术的效率、可靠性得到明显提升。同时相比于现有的无刷复合结构方案而言，本专利技术具有明显的结构简单、体积小、集成度高等优势。本专利技术电机具有功率密度高、转矩密度高的优点。附图说明图1是实施例一所述中间调磁型轴向集成式电气无级变速器的结构示意图；图2是图1的C-C剖视图；图3是图1的D-D剖视图；图4是实施例二所述中间调磁型轴向集成式电气无级变速器的结构示意图；图5是图6的E-E剖视图；图6是图6的F-F剖视图；图7是实施例三所述中间调磁型轴向集成式电气无级变速器的结构示意图；图8是图11的G-G剖视图；图9是图11的H-H剖视图；图10是实施例四所述中间调磁型轴向集成式电气无级变速器的结构示意图；图11是图16的I-I剖视图；图12是图16的J-J剖视图；图13是图1的A-A剖视图；图14是图13的四分之一放大图；图15是图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
中间调磁型轴向集成式电气无级变速器，其特征在于，包括机壳(4)、两个双绕组定子(5)、永磁转子(7)、调制环转子(6)、永磁转子输出轴(1)和调制环转子输出轴(9)；两个双绕组定子(5)的各一个外圆环端面分别固定在机壳(4)的左右端面内壁上，双绕组定子(5)之间区域由外向内依次设置有调制环转子(6)和永磁转子(7)；永磁转子(7)固定在永磁转子输出轴(1)上，永磁转子输出轴(1)的一端通过第二轴承(3)和第四轴承(10)与调制环转子(6)转动连接，永磁转子输出轴(1)的另一端从机壳(4)的一个端盖伸出，且通过第一轴承(2)与机壳(4)转动连接；调制环转子(6)位于双绕组定子(5)与永磁转子(7)之间，调制环转子输出轴(9)的一端固定在调制环转子(6)上，调制环转子输出轴(9)的另一端从机壳(4)的另一个端盖伸出，且通过第三轴承(8)与机壳(4)转动连接；调制环转子(6)和双绕组定子(5)之间存在轴向气隙L1；调制环转子(6)与永磁转子(7)之间存在轴向气隙L2；调制环转子输出轴(9)和永磁转子输出轴(1)的轴线重合；双绕组定子(5)由定子铁心(5‑3)、第一定子绕组(5‑1)和第二定子绕组(5‑2)构成；第一定子绕组(5‑1)是一个m...

【技术特征摘要】
1.中间调磁型轴向集成式电气无级变速器，其特征在于，包括机壳(4)、两个双绕组定子(5)、永磁转子(7)、调制环转子(6)、永磁转子输出轴(1)和调制环转子输出轴(9)；两个双绕组定子(5)的各一个外圆环端面分别固定在机壳(4)的左右端面内壁上，双绕组定子(5)之间区域由外向内依次设置有调制环转子(6)和永磁转子(7)；永磁转子(7)固定在永磁转子输出轴(1)上，永磁转子输出轴(1)的一端通过第二轴承(3)和第四轴承(10)与调制环转子(6)转动连接，永磁转子输出轴(1)的另一端从机壳(4)的一个端盖伸出，且通过第一轴承(2)与机壳(4)转动连接；调制环转子(6)位于双绕组定子(5)与永磁转子(7)之间，调制环转子输出轴(9)的一端固定在调制环转子(6)上，调制环转子输出轴(9)的另一端从机壳(4)的另一个端盖伸出，且通过第三轴承(8)与机壳(4)转动连接；调制环转子(6)和双绕组定子(5)之间存在轴向气隙L1；调制环转子(6)与永磁转子(7)之间存在轴向气隙L2；调制环转子输出轴(9)和永磁转子输出轴(1)的轴线重合；双绕组定子(5)由定子铁心(5-3)、第一定子绕组(5-1)和第二定子绕组(5-2)构成；第一定子绕组(5-1)是一个m1相定子绕组，当第一定子绕组(5-1)通有m1相交流电流时，会形成ps1极对数的旋转电枢磁场，m1、ps1为正整数；第二定子绕组(5-2)是一个m2相定子绕组，当第二定子绕组(5-2)通有m2相交流电流时，会形成ps2极对数的旋转电枢磁场，m2、ps2为正整数；永磁转子(7)由永磁转子铁心(7-2)和多个永磁体单元(7-1)构成，永磁转子铁心(7-2)为圆盘形，永磁转子铁心(7-2)的两侧圆盘端面上对称设置永磁体单元(7-1)，每个圆端面所形成的磁场极对数为pPM，pPM为正整数；调制环转子(6)由pm个导磁块(6-1)、pm个非导磁块(6-2)和转子支架(6-3)构成，pm为正整数；转子支架(6-3)是由两个圆端面和一个圆环构成的封闭框架，每个圆端面上交错设置pm个导磁块(6-1)和pm个非导磁块(6-2)，且以永磁转子输出轴(1)为中心呈放射线状均匀排布；且上述参数满足ps1＝|kpPM+jpm|和ps2＝kpPM，其中k是正整数，j是整数。2.根据权利要求1所述中间调磁型轴向集成式电气无级变速器，其特征在于，永磁转子铁心(7-2)的每个圆盘端面上表贴设置或嵌入设置的2pPM个永磁体单元(7-1)以永磁转子输出轴(1)为中心呈放射线状均匀排布，永磁体单元(7-1)沿轴向充磁，同一圆盘端面相邻两块永磁体单元(7-1)的充磁方向相反，两侧圆盘端面上位置对称的两块永磁体单元(7-1)充磁方向相同。3.根据权利要求1所述中间调磁型轴向集成式电气无级变速器，其特征在于，永磁转子铁心(7-2)的每个圆盘端面上交错设置pPM个永磁体单元(7-1)和pPM个铁心凸起单元(7-3)，同时它们以永磁转子输出轴(1)为中心呈放射线状均匀排布，永磁体单元(7-1)沿轴向充磁，同一圆盘端面所有永磁体单元(7-1)的充磁方向相同...

【专利技术属性】
技术研发人员：白金刚，刘勇，王明峤，刘家琦，尹佐生，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23