一種永磁磁阻型雙轉(zhuǎn)子電的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種永磁磁阻型雙轉(zhuǎn)子電機，包括定子、外轉(zhuǎn)子、內(nèi)轉(zhuǎn)子、內(nèi)轉(zhuǎn)軸、外轉(zhuǎn)軸、龍骨、機殼、外轉(zhuǎn)軸、內(nèi)轉(zhuǎn)軸、滑環(huán)、內(nèi)電機功率變換器、外電機功率變換器、儲能裝置及兩個支架。本發(fā)明通過結合永磁電機功率密度高和磁阻電機散熱結構好的優(yōu)點，滿足電無極調(diào)速系統(tǒng)的需求。
【專利說明】一種永磁磁阻型雙轉(zhuǎn)子電機

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于電機【技術領域】，涉及一種雙轉(zhuǎn)子電機，具體涉及一種永磁磁阻型雙轉(zhuǎn)子電機。

【背景技術】
[0002]作為混合動力汽車中最重要的一部分，雙轉(zhuǎn)子電機自然成為研究的熱點。目前，對于雙轉(zhuǎn)子電機，研究已經(jīng)有許多。包括永磁型雙轉(zhuǎn)子電機，磁阻型雙轉(zhuǎn)子電機，異步型雙轉(zhuǎn)子電機。以上結構的雙轉(zhuǎn)子電機，在有其優(yōu)點的同時，還存在著很多弊端。永磁型雙轉(zhuǎn)子電機，雖然功率密度高，但是其價格昂貴；磁阻型雙轉(zhuǎn)子電機，雖然其散熱結構好，但是其轉(zhuǎn)矩波動大，功率密度低；異步型雙轉(zhuǎn)子電機，雖然其價格便宜，但是其效率低。
[0003]專利號CN103219842A和CN1945939A的專利文獻都公開了一種雙機械端口電機，屬于雙轉(zhuǎn)子電機。專利號CN10321984A的專利文獻公開的雙機械端口電機包括定子、外轉(zhuǎn)子、內(nèi)轉(zhuǎn)子。為了解決由于電刷引起的電機可靠性低的問題，其外轉(zhuǎn)子采用多相短接繞組，內(nèi)轉(zhuǎn)子上貼有永磁體。這樣可以省去電刷。但是這種結構存在的問題是由內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子形成的內(nèi)電機在雙機械端口電機工作時不可控，導致雙機械端口電機的效率不高。專利號CN1945939A的專利文獻公開了一種永磁型的雙機械端口電機。這種電機的優(yōu)點是功率密度高，體積小，但是這種結構散熱性不好。專利號CN101106308A的專利公開了一種磁阻式四端口機電能量變換器，實質(zhì)上是一種磁阻型雙轉(zhuǎn)子電機，定子、外轉(zhuǎn)子和內(nèi)轉(zhuǎn)子都是雙凸極結構。這種結構散熱好，但是這種結構體積大，轉(zhuǎn)矩波動大，尤其是不能滿足混合動力汽車在內(nèi)的電無極調(diào)速系統(tǒng)的需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的缺點，提供了一種永磁磁阻型雙轉(zhuǎn)子電機，該電機通過結合永磁電機功率密度高和磁阻電機散熱結構好的優(yōu)點，滿足電無極調(diào)速系統(tǒng)的需求。
[0005]為達到上述目的，本發(fā)明所述的永磁磁阻型雙轉(zhuǎn)子電機包括定子、外轉(zhuǎn)子、內(nèi)轉(zhuǎn)子、內(nèi)轉(zhuǎn)軸、外轉(zhuǎn)軸、龍骨、機殼、外轉(zhuǎn)軸、內(nèi)轉(zhuǎn)軸、滑環(huán)、內(nèi)電機功率變換器、外電機功率變換器、儲能裝置及兩個支架；
[0006]所述支架、定子、外轉(zhuǎn)子、內(nèi)轉(zhuǎn)軸及外轉(zhuǎn)軸均設置于殼體內(nèi)，定子的兩端、外轉(zhuǎn)子的兩端及內(nèi)轉(zhuǎn)子的兩端均分別與兩個支架活動連接，定子、外轉(zhuǎn)子及內(nèi)轉(zhuǎn)子由外到內(nèi)同軸設置，定子固定于機殼的內(nèi)側(cè)，外轉(zhuǎn)子與定子之間存在外氣隙，外轉(zhuǎn)子與內(nèi)轉(zhuǎn)子之間存在內(nèi)氣隙，外轉(zhuǎn)軸的一端穿過機殼的后端蓋并通過龍骨與外轉(zhuǎn)子相連接，內(nèi)轉(zhuǎn)軸的一端穿過機殼的前端蓋及一個支架與內(nèi)轉(zhuǎn)軸相連接，龍骨穿過另一個支架；
[0007]所述定子的鐵心與內(nèi)轉(zhuǎn)子的鐵心分別纏繞有定子繞組及內(nèi)轉(zhuǎn)子繞組，滑環(huán)套接于內(nèi)轉(zhuǎn)軸上，內(nèi)轉(zhuǎn)子繞組的引出通過滑環(huán)與內(nèi)電機功率變換器相連接，定子繞組的引出與外電機功率變換器相連接，內(nèi)電機功率變換器與外電機功率變換器均與儲能裝置相連接。
[0008]所述定子的鐵心及外轉(zhuǎn)子的鐵心均為雙凸極結構；
[0009]所述內(nèi)轉(zhuǎn)子的鐵心為圓筒形結構。
[0010]所述外轉(zhuǎn)子開設有若干卡槽,各卡槽內(nèi)均內(nèi)嵌有永磁體,各永磁體的極性沿外轉(zhuǎn)子的鐵心圓周方向交替排列且沿切向充磁。
[0011 ] 所述永磁體為立方體永磁體。
[0012]所述永磁體的極對數(shù)為2，定子及外轉(zhuǎn)子均為12/8雙凸極結構。
[0013]所述定子繞組為三相集中繞組，所述三相集中繞組中三相以60°電角度依次排列。
[0014]所述內(nèi)轉(zhuǎn)子繞組為三相對稱繞組，所述三相對稱繞組中三相以120°電角度依次排列。
[0015]還包括用于檢測外轉(zhuǎn)子及內(nèi)轉(zhuǎn)子的位置信息及速度信息的旋轉(zhuǎn)變壓器。
[0016]所述外轉(zhuǎn)子上設有通孔，外轉(zhuǎn)子通過所述通孔與龍骨相連接。
[0017]所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸通過第一軸承與機殼的前端蓋相連接；
[0018]所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸通過第二軸承與支架相連接；
[0019]所述外轉(zhuǎn)軸通過第三軸承與機殼的后端蓋相連接。
[0020]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0021]本發(fā)明所述的永磁磁阻型雙轉(zhuǎn)子電機包括定子、外轉(zhuǎn)子、內(nèi)轉(zhuǎn)子，其中定子與外轉(zhuǎn)子形成永磁電機，外轉(zhuǎn)子與內(nèi)轉(zhuǎn)子形成永磁電機，定子、外轉(zhuǎn)子及內(nèi)轉(zhuǎn)子由外到內(nèi)同軸設置，體積小，并且便于散熱，定子的鐵心與內(nèi)轉(zhuǎn)子的鐵心上分別纏繞有定子繞組及內(nèi)轉(zhuǎn)子繞組，內(nèi)轉(zhuǎn)子繞組的引出與內(nèi)電機功率變換器相連接，定子繞組的溢出與外電機功率變換器相連接，在工作時，發(fā)動機通過本發(fā)明向汽車輸出能量，當發(fā)動機輸出的能量剩余時，則將多余的能量存儲在儲能裝置中，當發(fā)電機輸出的能量不足時，儲能裝置可以補充發(fā)動機不足的剩余能量，同時通過內(nèi)轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子之間的耦合作用，達到能量的傳輸和分配，滿足電無極調(diào)速系統(tǒng)的需求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明的結構示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明本體沿徑向方向的截面圖；
[0024]圖3為本發(fā)明本體沿軸向方向的截面圖；
[0025]圖4為本發(fā)明中內(nèi)轉(zhuǎn)子3沿軸向方向的截面圖；
[0026]圖5為本發(fā)明中內(nèi)轉(zhuǎn)子3沿徑向方向的截面圖；
[0027]圖6為本發(fā)明中定子I沿軸向方向的截面圖；
[0028]圖7為本發(fā)明中定子I沿徑向方向的截面圖。
[0029]其中，I為定子、2為外轉(zhuǎn)子、3為內(nèi)轉(zhuǎn)子、4為內(nèi)氣隙、5為外氣隙、6為內(nèi)轉(zhuǎn)軸、7為外轉(zhuǎn)軸、8為機殼、9為前端蓋9、10為后端蓋、11為支架、12為龍骨、131為第一軸承、132為第二軸承、133為第三軸承、14為滑環(huán)、15為內(nèi)電機功率變換器、16為外電機功率變換器、17為儲能裝置、18為通孔、19為定子繞組、20為永磁體、21為內(nèi)轉(zhuǎn)子繞組。

【具體實施方式】
[0030]下面結合附圖對本發(fā)明做進一步詳細描述:
[0031]參考圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6及圖7，本發(fā)明所述的永磁磁阻型雙轉(zhuǎn)子電機包括定子1、外轉(zhuǎn)子2、內(nèi)轉(zhuǎn)子3、內(nèi)轉(zhuǎn)軸6、外轉(zhuǎn)軸7、龍骨12、機殼8、外轉(zhuǎn)軸7、內(nèi)轉(zhuǎn)軸6、滑環(huán)14、內(nèi)電機功率變換器15、外電機功率變換器16、儲能裝置17及兩個支架11 ;所述支架U、定子1、外轉(zhuǎn)子2、內(nèi)轉(zhuǎn)軸6及外轉(zhuǎn)軸7均設置于殼體內(nèi)，定子I的兩端、外轉(zhuǎn)子2的兩端及內(nèi)轉(zhuǎn)子3的兩端均分別與兩個支架11活動連接，定子1、外轉(zhuǎn)子2及內(nèi)轉(zhuǎn)子3由外到內(nèi)同軸設置，定子I固定于機殼8的內(nèi)側(cè),夕卜轉(zhuǎn)子2與定子I之間存在外氣隙5,外轉(zhuǎn)子2與內(nèi)轉(zhuǎn)子3之間存在內(nèi)氣隙4，外轉(zhuǎn)軸7的一端穿過機殼8的后端蓋10并通過龍骨12與外轉(zhuǎn)子2相連接，內(nèi)轉(zhuǎn)軸6的一端穿過機殼8的前端蓋9及一個支架11與內(nèi)轉(zhuǎn)軸6相連接，龍骨12穿過另一個支架11 ;所述定子I的鐵心與內(nèi)轉(zhuǎn)子3的鐵心分別纏繞有定子繞組19及內(nèi)轉(zhuǎn)子繞組21，滑環(huán)14套接于內(nèi)轉(zhuǎn)軸6上，內(nèi)轉(zhuǎn)子繞組21的引出通過滑環(huán)14與內(nèi)電機功率變換器15相連接，定子繞組19的引出與外電機功率變換器16相連接，內(nèi)電機功率變換器15與外電機功率變換器16均與儲能裝置17相連接。
[0032]需要說明的是，所述定子I的鐵心及外轉(zhuǎn)子2的鐵心均為雙凸極結構，內(nèi)轉(zhuǎn)子3的鐵心為圓筒形結構，外轉(zhuǎn)子2開設有若干卡槽，各卡槽內(nèi)均內(nèi)嵌有永磁體20,各永磁體20的極性沿外轉(zhuǎn)子2的鐵心圓周方向交替排列且沿切向充磁，永磁體20為立方體永磁體，永磁體20的極對數(shù)為2，定子I和外轉(zhuǎn)子2為12/8雙凸極結構，定子繞組19為三相集中繞組，所述三相集中繞組中三相以60°電角度依次排列，內(nèi)轉(zhuǎn)子繞組21為三相對稱繞組，所述三相對稱繞組中三相以120°電角度依次排列。本發(fā)明還包括用于檢測外轉(zhuǎn)子2及內(nèi)轉(zhuǎn)子3的位置信息及速度信息的旋轉(zhuǎn)變壓器，外轉(zhuǎn)子2上設有通孔18，外轉(zhuǎn)子2通過所述通孔18與龍骨12相連接，內(nèi)轉(zhuǎn)軸6通過第一軸承131與機殼8的前端蓋9相連接，內(nèi)轉(zhuǎn)軸6通過第二軸承132與支架11相連接，外轉(zhuǎn)軸7通過第三軸承133與機殼8的后端蓋10相連接。
[0033]當本發(fā)明所述的永磁磁阻型雙轉(zhuǎn)子電機應用于混合動力汽車時，外轉(zhuǎn)軸7為輸出軸，與傳動軸直接相連，內(nèi)轉(zhuǎn)軸6為輸入軸，與發(fā)動機的輸出端直接相連，內(nèi)電機功率變換器15和外電機功率變換器16通過儲能裝置17相連，當混合動力汽車工作時，發(fā)動機通過本發(fā)明向汽車輸出能量，當發(fā)動機輸出的能量剩余時，多余的能量可以存儲在儲能裝置17中，當發(fā)動機輸出的能量不足時，儲能裝置17可以為本發(fā)明提供剩余不足的能量。
[0034]在實際的實施方式中，永磁體20的極對數(shù)不限于兩對極，只要做到極對數(shù)的匹配即可，同時，永磁體20的形狀也不限于立方體，其它形狀的永磁體20也可以嘗試。
【權利要求】
1.一種永磁磁阻型雙轉(zhuǎn)子電機，其特征在于，包括定子(I)、外轉(zhuǎn)子(2)、內(nèi)轉(zhuǎn)子(3)、內(nèi)轉(zhuǎn)軸(6)、外轉(zhuǎn)軸(7)、龍骨(12)、機殼⑶、滑環(huán)(14)、內(nèi)電機功率變換器(15)、外電機功率變換器(16)、儲能裝置(17)及兩個支架(11)； 所述支架(11)、定子(I)、外轉(zhuǎn)子(2)、內(nèi)轉(zhuǎn)軸(6)及外轉(zhuǎn)軸(7)均設置于機殼(8)內(nèi)，定子(I)的兩端、外轉(zhuǎn)子(2)的兩端及內(nèi)轉(zhuǎn)子(3)的兩端均分別與兩個支架(11)活動連接，定子(I)、外轉(zhuǎn)子(2)及內(nèi)轉(zhuǎn)子(3)由外到內(nèi)同軸設置，定子(I)固定于機殼(8)的內(nèi)側(cè)，夕卜轉(zhuǎn)子⑵與定子⑴之間存在外氣隙(5)，外轉(zhuǎn)子⑵與內(nèi)轉(zhuǎn)子(3)之間存在內(nèi)氣隙(4)，外轉(zhuǎn)軸⑵的一端穿過機殼⑶的后端蓋(10)并通過龍骨(12)與外轉(zhuǎn)子(2)相連接，內(nèi)轉(zhuǎn)軸(6)的一端穿過機殼(8)的前端蓋(9)及一個支架(11)與內(nèi)轉(zhuǎn)軸(6)相連接，龍骨(12)穿過另一個支架(11); 所述定子(I)的鐵心與內(nèi)轉(zhuǎn)子(3)的鐵心分別纏繞有定子繞組(19)及內(nèi)轉(zhuǎn)子繞組(21)，滑環(huán)(14)套接于內(nèi)轉(zhuǎn)軸(6)上，內(nèi)轉(zhuǎn)子繞組(21)的引出通過滑環(huán)(14)與內(nèi)電機功率變換器(15)相連接，定子繞組(19)的引出與外電機功率變換器(16)相連接，內(nèi)電機功率變換器(15)與外電機功率變換器(16)均與儲能裝置(17)相連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的永磁磁阻型雙轉(zhuǎn)子電機，其特征在于， 所述定子(I)的鐵心及外轉(zhuǎn)子(2)的鐵心均為雙凸極結構； 所述內(nèi)轉(zhuǎn)子(3)的鐵心為圓筒形結構。
3.根據(jù)權利要求1所述的永磁磁阻型雙轉(zhuǎn)子電機，其特征在于，所述外轉(zhuǎn)子(2)開設有若干卡槽，各卡槽內(nèi)均內(nèi)嵌有永磁體(20),各永磁體(20)的極性沿外轉(zhuǎn)子(2)的鐵心圓周方向交替排列且沿切向充磁。
4.根據(jù)權利要求3所述的永磁磁阻型雙轉(zhuǎn)子電機，其特征在于，所述永磁體(20)為立方體永磁體。
5.根據(jù)權利要求3所述的永磁磁阻型雙轉(zhuǎn)子電機，其特征在于，所述永磁體(20)的極對數(shù)為2，定子(I)及外轉(zhuǎn)子(2)為12/8雙凸極結構。
6.根據(jù)權利要求1所述的永磁磁阻型雙轉(zhuǎn)子電機，其特征在于，所述定子繞組(19)為三相集中繞組，所述三相集中繞組中三相以60°電角度依次排列。
7.根據(jù)權利要求1所述的永磁磁阻型雙轉(zhuǎn)子電機，其特征在于，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子繞組(21)為三相對稱繞組，所述三相對稱繞組中三相以120°電角度依次排列。
8.根據(jù)權利要求1所述的永磁磁阻型雙轉(zhuǎn)子電機，其特征在于，還包括用于檢測外轉(zhuǎn)子(2)及內(nèi)轉(zhuǎn)子(3)的位置信息及速度信息的旋轉(zhuǎn)變壓器。
9.根據(jù)權利要求1所述的永磁磁阻型雙轉(zhuǎn)子電機，其特征在于，所述外轉(zhuǎn)子(2)上設有通孔(18)，外轉(zhuǎn)子(2)通過所述通孔(18)與龍骨(12)相連接。
10.根據(jù)權利要求1所述的永磁磁阻型雙轉(zhuǎn)子電機，其特征在于， 所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸(6)通過第一軸承(131)與機殼⑶的前端蓋(9)相連接； 所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸(6)通過第二軸承(132)與支架(11)相連接； 所述外轉(zhuǎn)軸(7)通過第三軸承(133)與機殼(8)的后端蓋(10)相連接。
【文檔編號】H02K16/02GK104377921SQ201410641669
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月13日 優(yōu)先權日:2014年11月13日
【發(fā)明者】杜錦華, 劉少坤, 梁得亮 申請人:西安交通大學