專利名稱：徑向-軸徑向磁場調(diào)制型無刷復合結(jié)構(gòu)電機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及徑向-軸徑向磁場調(diào)制型無刷復合結(jié)構(gòu)電機，屬于電機領域。
背景技術：
傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的燃油消耗和尾氣排放污染是舉世關注的熱點問題。使用電動汽 車可實現(xiàn)低能耗、低排放，但由于作為電動汽車的關鍵部件之一的電池其能量密度、壽命、 價格等方面的問題，使得電動汽車的性價比無法與傳統(tǒng)的內(nèi)燃機汽車相抗衡，在這種情況 下，融合內(nèi)燃機汽車和電動汽車優(yōu)點的混合動力電動汽車發(fā)展迅速，成為新型汽車開發(fā)的執(zhí)占?，F(xiàn)有串聯(lián)式驅(qū)動裝置的特點是可使發(fā)動機不受汽車行駛工況的影響，始終在其 最佳的工作區(qū)穩(wěn)定運行，并可選用功率較小的發(fā)動機，但需要功率足夠大的發(fā)電機和電動 機，發(fā)動機的輸出需全部轉(zhuǎn)化為電能再變?yōu)轵?qū)動汽車的機械能，由于機電能量轉(zhuǎn)換和電池 充放電的效率較低，使得燃油能量的利用率比較低；并聯(lián)式驅(qū)動裝置能量利用率相對較高， 但發(fā)動機工況要受汽車行駛工況的影響，因此不適于變化頻繁的行駛工況，相比于串聯(lián)式 結(jié)構(gòu)，需要較為復雜的變速裝置和動力復合裝置以及傳動機構(gòu)；混聯(lián)式驅(qū)動裝置融合了串 聯(lián)式和并聯(lián)式的優(yōu)點，由于整個驅(qū)動系統(tǒng)的能量流動更加靈活，因此發(fā)動機、發(fā)電機、電動 機等部件能夠進一步得到優(yōu)化，從而使整個系統(tǒng)效率更高。但是仍然需要較為復雜的變速 裝置和動力復合裝置以及傳動機構(gòu)。在上述驅(qū)動裝置中，存在發(fā)動機和系統(tǒng)其他部件不能協(xié)調(diào)配合的問題，使整個系 統(tǒng)存在體積笨重、結(jié)構(gòu)復雜、耗能大、尾氣排放量大的問題，而不能有效的將動力輸出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式驅(qū)動裝置中發(fā)動機和系統(tǒng)其 他部件不能簡單高效配合，從而使整個系統(tǒng)存在體積笨重、結(jié)構(gòu)復雜、成本偏高、性能受限， 而不能有效地將動力輸出的問題，提供了一種徑向-軸徑向磁場調(diào)制型無刷復合結(jié)構(gòu)電 機。本發(fā)明徑向-軸徑向磁場調(diào)制型無刷復合結(jié)構(gòu)電機在殼體內(nèi)并列設置有徑向雙 轉(zhuǎn)子電機和軸徑向轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)電機，所述徑向雙轉(zhuǎn)子電機包括第一定子、調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子、第一永 磁轉(zhuǎn)子、永磁轉(zhuǎn)子輸出軸和調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子輸出軸，所述軸徑向轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)電機包括第二定子和 第二永磁轉(zhuǎn)子，調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子輸出軸同時作為軸徑向轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)子軸，所述軸徑向轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)電機的第二定子固定在殼體的內(nèi)側(cè)壁上，第二永磁轉(zhuǎn)子固定 在調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子輸出軸上，第二定子與第二永磁轉(zhuǎn)子之間沿徑向方向有氣隙L3，沿軸向方向 有氣隙L4 ；所述徑向雙轉(zhuǎn)子電機的第一定子固定在殼體的內(nèi)側(cè)壁上，第一永磁轉(zhuǎn)子固定在永 磁轉(zhuǎn)子輸出軸上，調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子位于第一定子與第一永磁轉(zhuǎn)子之間，永磁轉(zhuǎn)子輸出軸通過第一 軸承與殼體轉(zhuǎn)動連接，且永磁轉(zhuǎn)子輸出軸通過第二軸承和第四軸承與調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動連接，調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子輸出軸的一端固定在調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子上，且調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子輸出軸通過第三軸承與殼體轉(zhuǎn) 動連接；調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子和第一定子之間有氣隙Ll ；調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子與第一永磁轉(zhuǎn)子之間有氣隙L2，第一定子由第一定子鐵心和m相第一定子繞組構(gòu)成，第一定子繞組通有m相對稱 交流電流時，形成2p極數(shù)的旋轉(zhuǎn)磁場，m、ρ為正整數(shù)；第一永磁轉(zhuǎn)子由第一永磁轉(zhuǎn)子鐵心和2η個第一永磁體單元構(gòu)成，2η個第一永磁 體單元沿圓周方向均勻分布排列，2η個第一永磁體單元嵌入第一永磁轉(zhuǎn)子鐵心內(nèi)部或固定 在第一永磁轉(zhuǎn)子鐵心的外圓表面上，相鄰兩塊第一永磁體單元7-1的充磁方向相反，第一 永磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，形成2η極數(shù)的永磁轉(zhuǎn)子表面磁場，η為正整數(shù)；調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子支架、q塊導磁塊和q塊絕緣塊構(gòu)成，轉(zhuǎn)子支架外圓表面沿圓周 方向交錯設置導磁塊和絕緣塊；且滿足ρ = |hn+kq|公式成立，其中，h是正奇數(shù)，k是整數(shù)。本發(fā)明的優(yōu)點本發(fā)明電機為復合結(jié)構(gòu)的電機，具有兩個轉(zhuǎn)軸，這兩個轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速 彼此獨立且轉(zhuǎn)速可調(diào)，兩個轉(zhuǎn)軸輸出的轉(zhuǎn)矩彼此獨立且轉(zhuǎn)矩可調(diào)，這樣可以使一個轉(zhuǎn)軸實 現(xiàn)高速小轉(zhuǎn)矩運行，另一個轉(zhuǎn)軸實現(xiàn)低速大轉(zhuǎn)矩運行。本發(fā)明在與內(nèi)燃機結(jié)合使用時，能使內(nèi)燃機不依賴于路況，始終運行在最高效率 區(qū)，從而降低了燃油消耗和尾氣排放，實現(xiàn)節(jié)能降耗；它同時也能取代汽車中變速箱，離合 器和飛輪等部件，使汽車結(jié)構(gòu)簡化，成本降低。它能通過電子器件實現(xiàn)汽車的速度駕駛控 制、寬范圍平穩(wěn)調(diào)速；同時還具有不需要復雜的冷卻裝置、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、成本低廉的優(yōu) 點。它還可應用在不同轉(zhuǎn)速的兩個機械轉(zhuǎn)軸同時工作的工業(yè)裝置中。本發(fā)明屬于無刷結(jié)構(gòu)，克服了有刷復合結(jié)構(gòu)電機因采用電刷滑環(huán)饋電結(jié)構(gòu)而導致 的運行效率下降、可靠性降低以及經(jīng)常需要對電刷等部件進行維護等問題


圖1是實施方式一和二的結(jié)構(gòu)示意圖2是圖1的A-A剖視圖3是實施方式三的結(jié)構(gòu)示意圖4是圖3的D-D剖視圖5是實施方式四的結(jié)構(gòu)示意圖6是圖5的E-E剖視圖7是實施方式五的結(jié)構(gòu)示意圖8是圖7的F-F剖視圖9是實施方式六的結(jié)構(gòu)示意圖10是圖9的G-G剖視圖11是圖1、圖3、圖5、圖7和圖9的B-B剖視圖
圖12是圖1、圖3、圖5、圖7和圖9的C-C剖視圖
圖13是本發(fā)明的原理圖。
具體實施例方式
具體實施方式
一下面結(jié)合圖1至圖13說明本實施方式，本實施方式的電機在殼體4內(nèi)并列設置有徑向雙轉(zhuǎn)子電機和軸徑向轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)電機，所述徑向雙轉(zhuǎn)子電機包括第一 定子5、調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子6、第一永磁轉(zhuǎn)子7、永磁轉(zhuǎn)子輸出軸1和調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子輸出軸9，所述軸徑 向轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)電機包括第二定子11和第二永磁轉(zhuǎn)子12，調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子輸出軸9同時作為軸徑向 轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)子軸，所述軸徑向轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)電機的第二定子11固定在殼體4的內(nèi)側(cè)壁上，第二永磁轉(zhuǎn)子 12固定在調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子輸出軸9上，第二定子11與第二永磁轉(zhuǎn)子12之間沿徑向方向有氣隙 L3，沿軸向方向有氣隙L4;第二定子11由第二定子鐵心11-1和m'相第二定子繞組11_2構(gòu)成，第二定子鐵 心11-1為圓環(huán)形，第二定子鐵心11-1的外環(huán)表面固定在殼體4的內(nèi)側(cè)壁上，第二定子鐵心 11-1的外側(cè)壁開有多個環(huán)形凹槽，所述多個環(huán)形凹槽以調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子輸出軸9為中心均勻分 布，第二定子繞組11-2分別嵌入所述環(huán)形凹槽內(nèi)形成m'相繞組，m'為正整數(shù)；第二永磁轉(zhuǎn)子由第二永磁轉(zhuǎn)子鐵心12-2和多組永磁體單元構(gòu)成，第二永磁轉(zhuǎn)子 鐵心12-2為厚圓盤形，固定在調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子輸出軸9上，第二永磁轉(zhuǎn)子鐵心12-2的外圓周側(cè) 壁上開有圓環(huán)形凹槽，凹槽的徑向截面為方形，在所述凹槽內(nèi)側(cè)面上設置有多組第二永磁 體單元，每組永磁體單元由底面永磁體12-1和兩塊側(cè)面永磁體12-3構(gòu)成，多組第二永磁體 單元以調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子輸出軸9為中心沿圓周方向均勻分布，永磁體單元設置在第二永磁轉(zhuǎn)子 鐵心12-2表面上或嵌入第二永磁轉(zhuǎn)子鐵心12-2表面內(nèi)，每組永磁體單元形成指向凹槽開 口或者背離凹槽開口的磁場，相鄰兩組永磁體單元的充磁方向相反，底面永磁體12-1沿徑向充磁或沿徑向平行充磁，側(cè)面永磁體12-3軸向充磁，同組 永磁體單元中的兩塊側(cè)面永磁體12-3的充磁方向相反。所述徑向雙轉(zhuǎn)子電機的第一定子5固定在殼體4的內(nèi)側(cè)壁上，第一永磁轉(zhuǎn)子7固 定在永磁轉(zhuǎn)子輸出軸1上，調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子6位于第一定子5與第一永磁轉(zhuǎn)子7之間，永磁轉(zhuǎn)子 輸出軸1通過第一軸承2與殼體4轉(zhuǎn)動連接，且永磁轉(zhuǎn)子輸出軸1通過第二軸承3和第四 軸承10與調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子6轉(zhuǎn)動連接，調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子輸出軸9的一端固定在調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子6上，且 調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子輸出軸9通過第三軸承8與殼體4轉(zhuǎn)動連接；調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子6和第一定子5之間 有氣隙Ll ；調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子6與第一永磁轉(zhuǎn)子7之間有氣隙L2，第一定子5由第一定子鐵心5-2和m相第一定子繞組5-1構(gòu)成，第一定子繞組5-1 通有m相對稱交流電流時，形成2p極數(shù)的旋轉(zhuǎn)磁場，m、ρ為正整數(shù)；第一定子鐵心5-2為圓環(huán)形，其內(nèi)圓表面沿軸向開有多個槽，所述多個槽的開口 中心線圍繞永磁轉(zhuǎn)子輸出軸1均勻分布，第一定子繞組5-1分別嵌入所述槽內(nèi)形成m相繞組。第一永磁轉(zhuǎn)子7由第一永磁轉(zhuǎn)子鐵心7-2和2η個第一永磁體單元7_1構(gòu)成，2η個 第一永磁體單元7-1沿圓周方向均勻分布排列，2η個第一永磁體單元7-1嵌入第一永磁轉(zhuǎn) 子鐵心7-2內(nèi)部或固定在第一永磁轉(zhuǎn)子鐵心7-2的外圓表面上，相鄰兩塊第一永磁體單元 7-1的充磁方向相反，第一永磁轉(zhuǎn)子7旋轉(zhuǎn)時，形成2η極數(shù)的永磁轉(zhuǎn)子表面磁場，η為正整 數(shù)；調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子6由轉(zhuǎn)子支架6-3、q塊導磁塊6_1和q塊絕緣塊6_2構(gòu)成，轉(zhuǎn)子支架 6-3外圓表面沿圓周方向交錯設置導磁塊6-1和絕緣塊6-2 ；導磁塊6-1選用軟磁復合材 料、硅鋼片、實心鐵或軟磁鐵氧體；
且滿足ρ = |hn+kq|公式成立，其中，h是正奇數(shù)，k是整數(shù)。為了說明本發(fā)明的工作原理，本實施方式以圖1所示結(jié)構(gòu)為例進行說明，為了便 于畫出各部分的細節(jié)，將圖1所示的第一永磁轉(zhuǎn)子7和調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子6都做了縮小比例處理， 具體原理圖參見圖21。徑向-軸徑向磁場調(diào)制型無刷復合結(jié)構(gòu)電機從可實現(xiàn)的功能上分為兩部分一部 分是徑向雙轉(zhuǎn)子電機；另一部分是軸徑向轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)電機。徑向雙轉(zhuǎn)子電機主要實現(xiàn)的功能 是使調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子輸出軸9的轉(zhuǎn)速不依賴于永磁轉(zhuǎn)子輸出軸1的轉(zhuǎn)速，并且使調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子輸 出軸9能夠?qū)崿F(xiàn)無級變速，同時調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子輸出軸9根據(jù)永磁轉(zhuǎn)子輸出軸1的輸入的轉(zhuǎn)矩 按照一定的比例輸出相對應的轉(zhuǎn)矩。軸徑向轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)電機的作用是根據(jù)實際負載的需要， 輸入驅(qū)動轉(zhuǎn)矩或者制動轉(zhuǎn)矩，使調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子輸出軸9最終輸出到負載的轉(zhuǎn)矩不依賴于永磁 轉(zhuǎn)子輸出軸1所輸入的轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)了轉(zhuǎn)矩的靈活調(diào)節(jié)。下面詳細分析一下徑向雙轉(zhuǎn)子電機的工作原理首先原動機通過永磁轉(zhuǎn)子輸出軸1以驅(qū)動轉(zhuǎn)矩T驅(qū)動第一永磁轉(zhuǎn)子7逆時針旋 轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)速度為Q1 ；為了使第一永磁轉(zhuǎn)子7所受力矩平衡，此時將第一定子5的第一定子繞組5-1中 通入m相對稱交流電流，在外層氣隙Ll中產(chǎn)生2p極數(shù)的定子旋轉(zhuǎn)磁場，所述定子旋轉(zhuǎn)磁場 的旋轉(zhuǎn)速度為ω2;所述定子旋轉(zhuǎn)磁場通過調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子6的調(diào)制作用，在內(nèi)層氣隙L2中產(chǎn)生與第一永 磁轉(zhuǎn)子7相同極數(shù)的旋轉(zhuǎn)磁場，通過磁場的相互作用，產(chǎn)生的內(nèi)調(diào)制轉(zhuǎn)矩T1作用在第一永 磁轉(zhuǎn)子7上，且轉(zhuǎn)矩T1的方向為順時針方向；由力矩平衡原理可知，T1 = -Τ，二者大小相等，方向相反；又根據(jù)作用力與反作用力的原理，可知在內(nèi)層氣隙L2中存在與內(nèi)調(diào)制轉(zhuǎn)矩T1大 小相等且方向相反的力矩T'工同時作用在調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子6上，T'工的方向為逆時針方向；同時，內(nèi)層以速度Q1旋轉(zhuǎn)的第一永磁轉(zhuǎn)子7產(chǎn)生的永磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場通過調(diào)制 環(huán)轉(zhuǎn)子6的調(diào)制作用，在外層氣隙Ll中產(chǎn)生2p極數(shù)的旋轉(zhuǎn)磁場，與定子旋轉(zhuǎn)磁場相互作 用，可產(chǎn)生外調(diào)制轉(zhuǎn)矩T2,并作用在第一定子5上，且外調(diào)制轉(zhuǎn)矩T2方向為順時針方向；根據(jù)作用力與反作用力的原理，可知在外層氣隙Ll中存在與外調(diào)制轉(zhuǎn)矩T2大小 相等且方向相反的力矩T' 2同時作用在調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子6上，且方向為逆時針方向；因此，調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子6的輸出轉(zhuǎn)矩T3滿足條件T3 = T' !+T' 2 =-(TJT2),調(diào)制環(huán) 轉(zhuǎn)子6的旋轉(zhuǎn)速度為Ω3，且方向為逆時針方向，調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子輸出軸9以轉(zhuǎn)矩T3驅(qū)動負載。由此可以看出，調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子6的輸出轉(zhuǎn)矩T3是內(nèi)調(diào)制轉(zhuǎn)矩T1與外調(diào)制轉(zhuǎn)矩T2的 合成轉(zhuǎn)矩，而第一永磁轉(zhuǎn)子7的輸出轉(zhuǎn)矩是內(nèi)調(diào)制轉(zhuǎn)矩1\。因此，調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子6的輸出轉(zhuǎn)矩 T3將大于第一永磁轉(zhuǎn)子7的輸出轉(zhuǎn)矩T1,并且二者具有一定的變比。本發(fā)明的雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)電機可以通過調(diào)節(jié)通入第一定子繞組5-1的電流的頻率f來 調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，定子旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)速度Ω 2、調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子6的旋轉(zhuǎn)速度Ω 3和第一永磁轉(zhuǎn)子7的 旋轉(zhuǎn)速度
Ω _ hn ^ 丨 kg ^ 2 “ |hn+kq| 1 + |hn+kq| 3⑴
下面具體分析幾種特殊情況及其產(chǎn)生的原理1、在調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子6靜止不動的情況下，即Ω3 = 0，代入公式(1)，則存在以下公式 成立
權利要求
徑向 軸徑向磁場調(diào)制型無刷復合結(jié)構(gòu)電機，其特征在于，在殼體(4)內(nèi)并列設置有徑向雙轉(zhuǎn)子電機和軸徑向轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)電機，所述徑向雙轉(zhuǎn)子電機包括第一定子(5)、調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子(6)、第一永磁轉(zhuǎn)子(7)、永磁轉(zhuǎn)子輸出軸(1)和調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子輸出軸(9)，所述軸徑向轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)電機包括第二定子(11)和第二永磁轉(zhuǎn)子(12)，調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子輸出軸(9)同時作為軸徑向轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)子軸，所述軸徑向轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)電機的第二定子(11)固定在殼體(4)的內(nèi)側(cè)壁上，第二永磁轉(zhuǎn)子(12)固定在調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子輸出軸(9)上，第二定子(11)與第二永磁轉(zhuǎn)子(12)之間沿徑向方向有氣隙L3，沿軸向方向有氣隙L4；所述徑向雙轉(zhuǎn)子電機的第一定子(5)固定在殼體(4)的內(nèi)側(cè)壁上，第一永磁轉(zhuǎn)子(7)固定在永磁轉(zhuǎn)子輸出軸(1)上，調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子(6)位于第一定子(5)與第一永磁轉(zhuǎn)子(7)之間，永磁轉(zhuǎn)子輸出軸(1)通過第一軸承(2)與殼體(4)轉(zhuǎn)動連接，且永磁轉(zhuǎn)子輸出軸(1)通過第二軸承(3)和第四軸承(10)與調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子(6)轉(zhuǎn)動連接，調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子輸出軸(9)的一端固定在調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子(6)上，且調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子輸出軸(9)通過第三軸承(8)與殼體(4)轉(zhuǎn)動連接；調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子(6)和第一定子(5)之間有氣隙L1；調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子(6)與第一永磁轉(zhuǎn)子(7)之間有氣隙L2，第一定子(5)由第一定子鐵心(5 2)和m相第一定子繞組(5 1)構(gòu)成，第一定子繞組(5 1)通有m相對稱交流電流時，形成2p極數(shù)的旋轉(zhuǎn)磁場，m、p為正整數(shù)；第一永磁轉(zhuǎn)子(7)由第一永磁轉(zhuǎn)子鐵心(7 2)和2n個第一永磁體單元(7 1)構(gòu)成，2n個第一永磁體單元(7 1)沿圓周方向均勻分布排列，2n個第一永磁體單元(7 1)嵌入第一永磁轉(zhuǎn)子鐵心(7 2)內(nèi)部或固定在第一永磁轉(zhuǎn)子鐵心(7 2)的外圓表面上，相鄰兩塊第一永磁體單元(7 1)的充磁方向相反，第一永磁轉(zhuǎn)子(7)旋轉(zhuǎn)時，形成2n極數(shù)的永磁轉(zhuǎn)子表面磁場，n為正整數(shù)；調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子(6)由轉(zhuǎn)子支架(6 3)、q塊導磁塊(6 1)和q塊絕緣塊(6 2)構(gòu)成，轉(zhuǎn)子支架(6 3)外圓表面沿圓周方向交錯設置導磁塊(6 1)和絕緣塊(6 2)；且滿足p＝|hn+kq|公式成立，其中，h是正奇數(shù)，k是整數(shù)。
2.根據(jù)權利要求1所述的徑向-軸徑向磁場調(diào)制型無刷復合結(jié)構(gòu)電機，其特征在于，第 一永磁體單元(7-1)設置在第一永磁轉(zhuǎn)子鐵心(7-2)的外圓表面上，第一永磁體單元(7-1) 沿徑向充磁或沿徑向平行充磁。
3.根據(jù)權利要求1所述的徑向-軸徑向磁場調(diào)制型無刷復合結(jié)構(gòu)電機，其特征在于，第 一永磁體單元(7-1)嵌入設置在第一永磁轉(zhuǎn)子鐵心(7-2)的外圓表面內(nèi)，第一永磁體單元 (7-1)沿徑向充磁或沿徑向平行充磁。
4.根據(jù)權利要求1所述的徑向-軸徑向磁場調(diào)制型無刷復合結(jié)構(gòu)電機，其特征在于，第 一永磁體單元(7-1)的橫截面為矩形，2η個第一永磁體單元(7-1)以永磁轉(zhuǎn)子輸出軸(1) 為中心在第一永磁轉(zhuǎn)子鐵心(7-2)的內(nèi)部放射狀分布，第一永磁體單元(7-1)的充磁方向 為沿切向平行充磁。
5.根據(jù)權利要求1所述的徑向-軸徑向磁場調(diào)制型無刷復合結(jié)構(gòu)電機，其特征在于， 第一永磁體單元(7-1)的橫截面為矩形，2η個第一永磁體單元(7-1)在第一永磁轉(zhuǎn)子鐵心 (7-2)的內(nèi)部以永磁轉(zhuǎn)子輸出軸(1)為中心均布，每相鄰兩個第一永磁體單元(7-1)的夾角 為360° /2η，第一永磁體單元(7-1)的充磁方向為沿徑向平行充磁。
6.根據(jù)權利要求1所述的徑向-軸徑向磁場調(diào)制型無刷復合結(jié)構(gòu)電機，其特征在于，每 個第一永磁體單元(7-1)由兩塊橫截面為矩形的永磁體構(gòu)成V字形結(jié)構(gòu)，兩塊永磁體的充 磁方向為分別垂直于V字形的兩條邊，且同時指向V字形的開口方向或同時背離V字形的 開口方向，2η個V字形的第一永磁體單元(7-1)以永磁轉(zhuǎn)子輸出軸(1)為中心均布在第一 永磁轉(zhuǎn)子鐵心(7-2)的內(nèi)部，V字形的開口沿徑向朝外開口。
7.根據(jù)權利要求1所述的徑向-軸徑向磁場調(diào)制型無刷復合結(jié)構(gòu)電機，其特征在于，第 一定子鐵心(5-2)為圓環(huán)形，其內(nèi)圓表面沿軸向開有多個槽，所述多個槽的開口中心線圍 繞永磁轉(zhuǎn)子輸出軸(1)均勻分布，第一定子繞組(5-1)分別嵌入所述槽內(nèi)形成m相繞組。
8.根據(jù)權利要求1所述的徑向-軸徑向磁場調(diào)制型無刷復合結(jié)構(gòu)電機，其特征在于，導 磁塊(6-1)選用軟磁復合材料、硅鋼片、實心鐵或軟磁鐵氧體。
9.根據(jù)權利要求1所述的徑向-軸徑向磁場調(diào)制型無刷復合結(jié)構(gòu)電機，其特征在于， 第二定子(11)由第二定子鐵心(11-1)和m'相第二定子繞組(11-2)構(gòu)成，第二定子鐵心 (11-1)為圓環(huán)形，第二定子鐵心(11-1)的外環(huán)表面固定在殼體(4)的內(nèi)側(cè)壁上，第二定子 鐵心(11-1)的外側(cè)壁開有多個環(huán)形凹槽，所述多個環(huán)形凹槽以調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子輸出軸(9)為 中心均勻分布，第二定子繞組(11-2)分別嵌入所述環(huán)形凹槽內(nèi)形成m'相繞組，m'為正整 數(shù)。
10.根據(jù)權利要求1所述的徑向-軸徑向磁場調(diào)制型無刷復合結(jié)構(gòu)電機，其特征在 于，第二永磁轉(zhuǎn)子由第二永磁轉(zhuǎn)子鐵心(12-2)和多組永磁體單元構(gòu)成，第二永磁轉(zhuǎn)子鐵心 (12-2)為厚圓盤形，固定在調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子輸出軸(9)上，第二永磁轉(zhuǎn)子鐵心(12-2)的外圓周 側(cè)壁上開有圓環(huán)形凹槽，凹槽的徑向截面為方形，在所述凹槽內(nèi)側(cè)面上設置有多組第二永 磁體單元，每組永磁體單元由底面永磁體(12-1)和兩塊側(cè)面永磁體(12-3)構(gòu)成，多組第二 永磁體單元以調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子輸出軸(9)為中心沿圓周方向均勻分布，永磁體單元設置在第二 永磁轉(zhuǎn)子鐵心(12-2)表面上或嵌入第二永磁轉(zhuǎn)子鐵心(12-2)表面內(nèi)，每組永磁體單元形 成指向凹槽開口或者背離凹槽開口的磁場，相鄰兩組永磁體單元的充磁方向相反，底面永磁體(12-1)沿徑向充磁或沿徑向平行充磁，側(cè)面永磁體(12-3)軸向充磁，同組 永磁體單元中的兩塊側(cè)面永磁體(12-3)的充磁方向相反。
全文摘要
徑向-軸徑向磁場調(diào)制型無刷復合結(jié)構(gòu)電機，屬于電機領域，本發(fā)明為解決現(xiàn)有串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式驅(qū)動裝置中發(fā)動機和系統(tǒng)其他部件不能簡單高效配合，使系統(tǒng)體積笨重、結(jié)構(gòu)復雜、成本偏高、性能受限，不能有效將動力輸出的問題。本發(fā)明電機在殼體內(nèi)并列設置有徑向雙轉(zhuǎn)子電機和軸徑向轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)電機，徑向雙轉(zhuǎn)子電機的永磁轉(zhuǎn)子由原動機帶動形成2n極磁場，其定子形成2p極磁場，由具有q塊導磁塊和絕緣塊的調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子的輸出軸輸出所需轉(zhuǎn)速，且p＝|hn+kq|，其輸出轉(zhuǎn)速不依賴輸入轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)無級變速；軸徑向轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)電機根據(jù)實際負載需要，輸入驅(qū)動轉(zhuǎn)矩或者制動轉(zhuǎn)矩，滿足負載實際轉(zhuǎn)矩需求，使得調(diào)制環(huán)轉(zhuǎn)子輸出軸輸入和輸出的能量相平衡。
文檔編號H02K16/00GK101951088SQ20101027415
公開日2011年1月19日 申請日期2010年9月7日 優(yōu)先權日2010年9月7日
發(fā)明者于斌, 佟誠德, 白金剛, 鄭萍, 隋義, 雷雨 申請人:哈爾濱工業(yè)大學