一种双边永磁双机电端口电机制造技术

本发明专利技术公开了一种双边永磁双机电端口电机，包括定子、中间转子和内转子，三者同轴从外到内依次嵌套，所述定子包括第一导磁铁心、两套绕组和若干第一磁钢；中间转子包括第二导磁铁心和若干第二磁钢；所述第一导磁铁心为齿槽结构，一个主齿上连接有一个或多个辅助齿；所述两套绕组位于第一导磁铁心的槽内；所述第一磁钢位于第一导磁铁心的槽口；所述第二磁钢均匀嵌套在所述第二导磁铁心的内部；所述第一导磁铁心和第二导磁铁心同轴嵌套。本发明专利技术的定子与内转子均设置有磁钢，便于提高电机的工作磁密，进而提高了电机的转矩输出能力，同时将两个磁场调制电机在一个电机结构中实现，结构更为紧凑。

【技术实现步骤摘要】
一种双边永磁双机电端口电机
本专利技术属于永磁电机
，更具体地，涉及一种双边永磁双机电端口电机。
技术介绍
在诸多工业应用领域，特别是混合动力汽车中，转速与转矩传动比可变的无级变速器备受关注。现有的混合动力汽车动力系统，以丰田普锐斯为代表，大多采用行星齿轮来完成内燃机和车轮负载之间的转速解耦；通过额外电动机/发电机的转矩完成内燃机和车轮之间的转矩解耦；在内燃机和负载的转速、转矩解耦后，内燃机可以始终工作在最大效率点上且不影响车轮负载运行。该系统大大提高了内燃机的工作效率，降低了车辆油耗与尾气的排放量。但这种纯机械传动装置，不可避免的会有机械结构的振动、噪声以及机械磨损等问题。为了弥补上述缺陷，有专利技术提出了基于双机械端口的电气传动方案。专利文献CN105375714A公开了一种双机械端口、双电端口永磁电机，将磁场调制电机与普通永磁电机同轴嵌套到同一台电机内，外部定子与永磁体构成一台普通永磁电机，内部定子、调制环与永磁体构成一台磁场调制电机。该结构通过内、外定子绕组的电流频率独立控制中间转子和内转子的转速，通过普通永磁电机在永磁转子上施加额外转矩实现中间转子和内转子的转矩解耦，从而利用无刷结构实现双机械端口电机的功能。但由于该电机结构永磁体产生的励磁磁场需要穿过三层气隙，其磁路磁阻较大，造成磁场较弱，削弱了电机的转矩输出能力。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种双边永磁双机电端口电机，旨在解决现有双机械端口的电机因磁路磁阻较大导致电机的转矩输出能力差的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了一种双边永磁双机电端口电机，包括定子、中间转子和内转子，三者同轴从外到内依次嵌套，所述定子包括第一导磁铁心、两套绕组和第一磁钢；中间转子包括第二导磁铁心和第二磁钢；内转子包括第三导磁铁心；所述第一导磁铁心为齿槽结构，一个主齿上连接一个或多个辅齿；所述两套绕组位于第一导磁铁心的槽内，用于电机的两个电端口；所述第一磁钢位于第一导磁铁心的槽口，且为海尔贝克阵列，用于产生磁场；所述第二磁钢均匀嵌套在所述第二导磁铁心的内部，构成电机的机械端口；所述第三导磁铁心为凸极结构，构成电机的另一机械端口；所述定子的第一导磁铁心、中间转子的第二导磁铁心及第三导磁铁心同轴套设。优选地，所述两套绕组可均为单层绕组，或双层绕组；或者所述一套绕组为双层绕组，另外一套为单层绕组。优选地，所述两套绕组为三相绕组或n相绕组，其中，n>3。优选地，所述定子的两套绕组的极对数为：p1＝|Z±Q|p2＝|Q/2±S|其中，p1、p2分别为所述定子的两套绕组的极对数，Z为定子导磁铁心的辅助槽槽数，Q为中间转子导磁铁心块数，S为凸极内转子齿数；优选地，所述电机中定子的第一磁钢、中间转子的第二导磁铁心和一套绕组构成第一电机单元；所述电机中中间转子的第二磁钢、内转子和另一套绕组构成第二电机单元；所述第一电机单元与第二电机单元用于中间转子与内转子的转速及转矩的解耦控制。优选地，所述双边永磁双机电端口电机为旋转电机或直线电机。通过本专利技术所构思的以上技术方案，与现有技术相比，能够取得以下有益效果：(1)针对现有技术磁路磁阻大，转矩输出能力低的问题，本专利技术提供的双机电端口电机将具有高转矩密度的两台磁场调制电机嵌入到一台电机中，定子、转子上均设置有磁钢，中间转子磁钢采用聚磁式结构，能够增大电机磁负荷，提高电机的转矩输出能力。(2)本专利技术提供的双机电端口电机，通过定子磁钢与中间转子导磁铁心的调制作用以及中间转子磁钢与内转子导磁铁心的调制作用分别产生与定子绕组相匹配的气隙磁场，实现机电能量转换，能够实现两个机械端口的转速与转矩解耦，完成双机电端口的功能。附图说明图1是实施例提供的一种双边永磁双机电端口电机结构示意图；图2是图1对应电机的定子结构示意图；图3是图1对应电机的中间转子结构示意图；图4是图1对应电机的内转子结构示意图；图5是图1对应电机的第一电机单元结构示意图；图6是图1对应电机的第二电机单元结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，本专利技术提供了一种双边永磁双机电端口电机包括定子1、中间转子2和内转子3，三者同轴从外到内依次嵌套；其中，中间转子2和内转子3用于电机的双机械端口；定子1用于提供电机的两个电端口；如图2所示，定子1包括第一导磁铁心11、第一磁钢12和绕组13；其中绕组13包括第一绕组和第二绕组；所述第一导磁铁心11为齿槽结构，一个主齿上连接有一个或多个辅助齿；所述两套绕组13设置于第一导磁铁心11的槽内，用于电机的两个电端口；所述第一磁钢12位于第一导磁铁心11的辅助槽槽口，且为海尔贝克阵列，用于产生磁场；如图3所示，所述中间转子2包括Q个等距离分布的第二导磁铁心，其间嵌入均匀分布的第二磁钢，用于电机的机械端口；如图4所示，所述内转子3由导磁铁心构成，为凸极结构；所述定子的第一导磁铁心、内转子的第二导磁铁心及第三导磁铁心同轴套设，提高转矩输出能力。优选地，所述第一磁钢和第二磁钢用于增加电机磁负荷。本专利技术提供的双边永磁双机电端口电机具有双层气隙，磁路磁阻小。优选地，所述两套绕组可均为单层绕组，或双层绕组，或者所述一套绕组为双层绕组，另外一套为单层绕组；优选地，所述两套绕组为三相绕组或n相绕组，其中，n>3。所述定子的两套绕组的极对数分别为：p1＝|Z±Q|p2＝|Q/2±S|其中，p1、p2分别为所述定子的两套绕组的极对数，Z为定子导磁铁心的辅助槽槽数，Q为中间转子导磁铁心块数，S为凸极内转子齿数；优选地，所述电机中定子的第一磁钢、中间转子的第二导磁铁心和一套绕组构成第一电机单元，如图5所示；所述电机中中间转子的第二磁钢、凸极内转子和另一套绕组构成第二电机单元，如图6所示；所述第一电机单元与第二电机单元用于中间转子与内转子的转速及转矩的解耦控制。所述双边永磁双机电端口电机可为旋转电机或直线电机。如图1所示的电机，定子的第一导磁铁心11的主槽数K＝6，辅助槽槽数Z＝24；中间转子导磁铁心块数和第二磁钢块数Q＝22；凸极内转子齿数S＝10；其中，所述定子的第一磁钢12、中间转子导磁铁心21、第一绕组构成第一电机单元；定子的第一磁钢12与中间转子导磁铁心21作用产生两对极主波磁场，与第一绕组产生的两对极磁场相互作用，实现电机的电能量转换；中间转子的转速通过第一绕组的通电频率控制；中间转子的第二磁钢22、凸极内转子3和第二绕组构成第二电机单元；所述中间转子的第二磁钢22与凸极内转子3由磁场调制产生一对极主波磁场，与第二绕组产生的一对极磁场相互作用，实现机电能量转换；所述内转子3的转矩通过第二绕组的输入电流控制。本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双边永磁双机电端口电机，包括定子、中间转子和内转子，三者同轴从外到内依次嵌套，其特征在于，所述定子包括第一导磁铁心、两套绕组和若干第一磁钢；中间转子包括第二导磁铁心和若干第二磁钢；所述第一导磁铁心为齿槽结构，一个主齿上连接有一个或多个辅助齿；所述两套绕组位于第一导磁铁心的槽内；所述第一磁钢位于第一导磁铁心的槽口；所述第二磁钢均匀嵌套在所述第二导磁铁心的内部；所述第一导磁铁心和第二导磁铁心同轴嵌套。

【技术特征摘要】
1.一种双边永磁双机电端口电机，包括定子、中间转子和内转子，三者同轴从外到内依次嵌套，其特征在于，所述定子包括第一导磁铁心、两套绕组和若干第一磁钢；中间转子包括第二导磁铁心和若干第二磁钢；所述第一导磁铁心为齿槽结构，一个主齿上连接有一个或多个辅助齿；所述两套绕组位于第一导磁铁心的槽内；所述第一磁钢位于第一导磁铁心的槽口；所述第二磁钢均匀嵌套在所述第二导磁铁心的内部；所述第一导磁铁心和第二导磁铁心同轴嵌套。2.如权利要求1所述的双边永磁双机电端口电机，其特征在于，所述内转子为凸极结构的第三导磁铁心，所述第三导磁铁心与第一导磁铁心、第二导磁铁心同轴嵌套。3.如权利要求1所述的双边永磁双机电端口电机，其特征在于，所述两套绕组均为单层绕组。4.如权利要求1所述的双边永磁双机电端口电机，其特征在于，所述两套绕组均为双层绕组。5.如权利要求1所述的双边永磁双机电端口电机，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢康福，李大伟，曲荣海，任翔，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42