【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电机，尤其涉及一种复合结构电机。
技术介绍
1、混合动力汽车、混合动力农药喷洒机器人等作为目前比较受到关注的节能降耗设备，极大的便利了人们的生产和生活。但由于其采用汽油或柴油这一不可再生资源作为混合能量来源，因此不断降低油耗并增加续航能力一直是进行技术持续改进的方向。
2、由一套行星齿轮和两台电机组成的电控无极变速器，其优点在于减少了燃油的消耗，使内燃机始终工作于最佳燃油曲线上。采用行星齿轮结构的缺点就是会产生振动、噪声、磨损等一系列问题。为解决这一问题，多种结构的复合电机应运而生，虽然省去了行星齿轮，减少了油耗，但由于其采用有刷结构或者磁齿轮结构，因此不可避免的会造成电刷和滑环的磨损，并且内转子电流较大、功率因数不高、转子发热严重等一系列问题，所以复合结构电机混合驱动领域运行方面的技术还有很大的改进空间。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种复合结构电机，用以减少对电刷和滑环的磨损，并且减少绕线内转子电流的大小，提高内感应电机功率因数和效率，有效解决绕线内转子的发热问题。
2、第一方面，本专利技术提供了一种复合结构电机，包括原动机和复合结构，该复合结构由内向外依次是第一转轴、永磁内转子、绕线内转子、外转子，定子和机壳，在所述机壳内壁设有定子，所述定子由定子铁芯及定子绕组构成；所述外转子设置在定子和绕线内转子之间，所述外转子包括外转子铁芯、内层鼠笼绕组、外层鼠笼绕组和外转子支架组成，所述绕线内转子包括绕线内转子铁芯及绕线内转子绕组；
3、可选地，所述内层鼠笼绕组安装于所述外转子铁芯靠近第二气隙一侧，所述外层鼠笼绕组安装于所述外转子铁芯靠近第三气隙一侧，所述内层鼠笼绕组和所述外层鼠笼绕组分别安装于所述外转子支架的内外两侧，所述内层鼠笼绕组和外层鼠笼绕组之间彼此独立。
4、可选地，所述外转子支架的材料为环氧树脂浇注构成，所述外转子支架能够将磁路分隔，使所述永磁内转子、所述绕线内转子和所述内层鼠笼绕组构成内感应电机，使所述外层鼠笼绕组和所述定子构成外感应电机。
5、可选地，所述绕线内转子由原动机拖动运行，原动机的输出轴为第一转轴，所述外转子与减速装置连接来拖动负载运转。
6、可选地，所述永磁内转子上的永磁体为表贴式结构，并沿径向充磁，相邻的所述永磁体充磁方向相反，并且永磁内转子可以通过永磁内转子轴承绕第一转轴自由旋转，在所述永磁内转子一侧安装轴向通风装置，用于为绕线内转子散热。
7、可选地，所述定子绕组为三相对称交流绕组，所述永磁内转子的极数和绕线内转子的极数相同。
8、可选地，所述定子、外转子、绕线内转子以及永磁内转子四者中心线在同一条直线上。
9、可选地，所述绕线内转子绕组依次连接电刷和滑环，并通过电刷和滑环连接电源，电源由整流逆变装置和蓄电池组成，电源可以和定子绕组、绕线内转子绕组之间实现电能的双向流动。
10、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
11、1、内感应电机本质上是感应电机，感应电机功率因数滞后，内感应电机在发电和电动两种工况情况下，在永磁内转子的励磁下，改变绕线内转子电流，可以灵活改变电机的功率因数，使电机工作在功率因数超前、功率因数滞后和单位功率因数三种情况下，提高了内感应电机功率因数，在相同绕线内转子励磁电流的情况下，内感应电机能够输出更大的驱动转矩。电机的控制更加灵活高效，特别是轻载低速情况下，功率因数和效率提高特别明显，实现了节能的目的。
12、2、在纯电动低速、纯电动高速、电动和原动机混合动力、制动能量回收这些工况时，永磁内转子都可以参与内感应电机的励磁，从而显著减少了内转子从蓄电池获得的电流，提高电机效率的同时也降低了电火花的产生，减少了滑环和电刷的电磨损，延长了滑环和电刷的使用寿命。
13、3、永磁内转子一侧有轴向通风装置作为散热装置，在各种工况运行模式下，永磁内转子都可以处于旋转状态，进行强制性的内感应电机轴向通风，由于永磁内转子本身就是不带任何负载空转，所以不需要额外消耗电功率，就可以基本解决复合结构电机内转子发热的技术难题。
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1.一种复合结构电机，包括原动机(1)和复合结构，其特征在于，该复合结构由内向外依次是第一转轴(2)、永磁内转子(7)、绕线内转子(6)、外转子(5)，定子(3)和机壳(19)，在所述机壳(19)内壁设有定子(3)，所述定子(3)由定子铁芯及定子绕组(14)构成；所述外转子(5)设置在定子(3)和绕线内转子(6)之间，所述外转子(5)包括外转子铁芯、内层鼠笼绕组(13-2)、外层鼠笼绕组(13-1)和外转子支架(15)组成，所述绕线内转子(6)包括绕线内转子铁芯及绕线内转子绕组(12)；所述绕线内转子(6)内设有永磁内转子(7)，所述永磁内转子(7)由永磁内转子铁芯和永磁体(11)构成；所述永磁内转子(7)与绕线内转子(6)之间为第一气隙(16)，所述绕线内转子(6)与所述外转子(5)之间为第二气隙(20)，所述外转子(5)与所述定子(3)之间为第三气隙(21)；所述机壳(19)与所述第一转轴(2)和第二转轴(25)之间安装主轴承(22)，使机壳(19)可以绕第一转轴(2)和第二转轴(25)旋转；外转子支架(15)与第一转轴(2)之间安装有副轴承(23)，使外转子支架(15)可以
2.根据权利要求1所述的复合结构电机，其特征在于，所述内层鼠笼绕组(13-2)安装于所述外转子铁芯靠近第二气隙(20)一侧，所述外层鼠笼绕组(13-1)安装于所述外转子铁芯靠近第三气隙(21)一侧，所述内层鼠笼绕组(13-2)和所述外层鼠笼绕组(13-1)分别安装于所述外转子支架(15)的内外两侧，所述内层鼠笼绕组(13-2)和外层鼠笼绕组(13-1)之间彼此独立。
3.根据权利要求1所述的复合结构电机，其特征在于，所述外转子支架(15)的材料为环氧树脂浇注构成，所述外转子支架(15)能够将磁路分隔，使所述永磁内转子(7)、所述绕线内转子(6)和所述内层鼠笼绕组(13-2)构成内感应电机，使所述外层鼠笼绕组(13-1)和所述定子(3)构成外感应电机。
4.根据权利要求1所述的复合结构电机，其特征在于，所述绕线内转子(6)由原动机(1)拖动运行，原动机的输出轴为第一转轴(2)，所述外转子(5)与减速装置(8)连接来拖动负载(4)运转。
5.根据权利要求1所述的复合结构电机，其特征在于，所述永磁内转子(7)上的永磁体(11)为表贴式结构，并沿径向充磁，相邻的所述永磁体(11)充磁方向相反，并且永磁内转子(7)可以通过永磁内转子轴承(24)绕第一转轴(2)旋转，在所述永磁内转子(7)一侧安装轴向通风装置(10)，用于为绕线内转子(6)散热。
6.根据权利要求1或2任一所述的复合结构电机，其特征在于，所述定子绕组(14)为三相对称交流绕组，所述永磁内转子(7)的极数和绕线内转子(6)的极数相同。
7.根据权利要求1或2任一所述的复合结构电机，其特征在于，所述定子(3)、外转子(5)、绕线内转子(6)以及永磁内转子(7)四者中心线在同一条直线上。
8.根据权利要求1或2任一所述的复合结构电机，其特征在于，所述绕线内转子绕组(12)依次连接电刷(18)和滑环(17)，并通过电刷(18)和滑环(17)连接电源(9)，电源(9)由整流逆变装置和蓄电池组成，电源(9)可以和定子绕组(14)、绕线内转子绕组(12)之间实现电能的双向流动。
...【技术特征摘要】
1.一种复合结构电机，包括原动机(1)和复合结构，其特征在于，该复合结构由内向外依次是第一转轴(2)、永磁内转子(7)、绕线内转子(6)、外转子(5)，定子(3)和机壳(19)，在所述机壳(19)内壁设有定子(3)，所述定子(3)由定子铁芯及定子绕组(14)构成；所述外转子(5)设置在定子(3)和绕线内转子(6)之间，所述外转子(5)包括外转子铁芯、内层鼠笼绕组(13-2)、外层鼠笼绕组(13-1)和外转子支架(15)组成，所述绕线内转子(6)包括绕线内转子铁芯及绕线内转子绕组(12)；所述绕线内转子(6)内设有永磁内转子(7)，所述永磁内转子(7)由永磁内转子铁芯和永磁体(11)构成；所述永磁内转子(7)与绕线内转子(6)之间为第一气隙(16)，所述绕线内转子(6)与所述外转子(5)之间为第二气隙(20)，所述外转子(5)与所述定子(3)之间为第三气隙(21)；所述机壳(19)与所述第一转轴(2)和第二转轴(25)之间安装主轴承(22)，使机壳(19)可以绕第一转轴(2)和第二转轴(25)旋转；外转子支架(15)与第一转轴(2)之间安装有副轴承(23)，使外转子支架(15)可以旋转；永磁内转子(7)与第一转轴(2)之间安装有永磁内转子轴承(24)，使永磁内转子(7)可以绕第一转轴(2)旋转。
2.根据权利要求1所述的复合结构电机，其特征在于，所述内层鼠笼绕组(13-2)安装于所述外转子铁芯靠近第二气隙(20)一侧，所述外层鼠笼绕组(13-1)安装于所述外转子铁芯靠近第三气隙(21)一侧，所述内层鼠笼绕组(13-2)和所述外层鼠笼绕组(13-1)分别安装于所述外转子支架(15)的内外两侧，所述内层鼠笼绕组(13-2)和外层鼠笼绕组(13...
【专利技术属性】
技术研发人员：刁统山，曹茂永，马凤英，伊庆轩，岳彩江，纪鹏，张慧，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学山东省科学院，
类型：发明
国别省市：
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