專利名稱：無(wú)刷雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電機(jī)，尤其是一種無(wú)刷雙轉(zhuǎn)子電機(jī)。
背景技術(shù)：
混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)三種形式。串聯(lián)混合動(dòng)力系統(tǒng)是先由發(fā)電機(jī)將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力全部轉(zhuǎn)換為電能，再經(jīng)電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能驅(qū)動(dòng)車輪，其優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的最優(yōu)控制，缺點(diǎn)是經(jīng)兩次能量全部轉(zhuǎn)換，損失能量過(guò)大。并聯(lián)系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的汽車傳動(dòng)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，另加一路電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，為汽車加速或爬坡時(shí)提供輔助動(dòng)力，其優(yōu)點(diǎn)是能量轉(zhuǎn)換的比例較少，缺點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)與車輪間靠直接的機(jī)械連接，發(fā)動(dòng)機(jī)不能總在高效率點(diǎn)工作。普通的混聯(lián)系統(tǒng)是通過(guò)特制的動(dòng)力分配裝置將來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力分為機(jī)械和電力兩條路徑，可發(fā)揮串聯(lián)式和并聯(lián)式的優(yōu)點(diǎn)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本很高，同時(shí)復(fù)雜的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)會(huì)降低傳動(dòng)效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的主要技術(shù)問(wèn)題在于，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，而提供一種采用一個(gè)徑向式永磁磁路結(jié)構(gòu)的內(nèi)電機(jī)與一個(gè)勵(lì)磁磁路結(jié)構(gòu)的外電機(jī)組成一體化的無(wú)刷雙轉(zhuǎn)子電機(jī)，其輸入軸與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸相連，輸出軸與驅(qū)動(dòng)橋相連，通過(guò)一套逆變器即可控制內(nèi)外兩個(gè)電機(jī)協(xié)調(diào)工作，使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行于最高效率點(diǎn)，從而提高整個(gè)系統(tǒng)的效率，并且低成本、輕量化、結(jié)構(gòu)緊湊；同時(shí)由于沒(méi)有碳刷和集電環(huán)，電機(jī)還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種無(wú)刷雙轉(zhuǎn)子電機(jī)，其特征在于，其由一個(gè)徑向式永磁磁路結(jié)構(gòu)的內(nèi)電機(jī)與一個(gè)勵(lì)磁磁路結(jié)構(gòu)的外電機(jī)組成，該內(nèi)電機(jī)由輸入軸、內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵心、內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁磁鋼、外轉(zhuǎn)子內(nèi)鐵心和外轉(zhuǎn)子內(nèi)繞組組成；該外電機(jī)由定子繞組、定子鐵心、外轉(zhuǎn)子外鐵心和外轉(zhuǎn)子外繞組組成；具體結(jié)構(gòu)位置由里到外依次是輸入軸、內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵心、內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁磁鋼、外轉(zhuǎn)子內(nèi)鐵心、外轉(zhuǎn)子內(nèi)繞組、外轉(zhuǎn)子外鐵心、外轉(zhuǎn)子外繞組、定子鐵心、定子繞組、機(jī)殼，內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵心被固定在輸入軸上并與之一起旋轉(zhuǎn)，定子鐵心被固定在機(jī)殼上，外轉(zhuǎn)子內(nèi)鐵心和外轉(zhuǎn)子外鐵心與輸出軸剛性相連，并與輸出軸一起旋轉(zhuǎn)，其中外轉(zhuǎn)子內(nèi)繞組和外轉(zhuǎn)子外繞組相互連接形成閉合回路，定子繞組與逆變器相連接。
所述內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁磁鋼位于內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵心表面，形成表面式磁鋼內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。
所述內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁磁鋼內(nèi)置于內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵心中，形成內(nèi)置式磁鋼內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的有益效果是1.本發(fā)明系統(tǒng)中，電機(jī)不使用碳刷和集電環(huán)，電機(jī)尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊，成本低，工作可靠，使用壽命長(zhǎng)。2.本發(fā)明系統(tǒng)中，只需要一套逆變器即可控制內(nèi)外兩個(gè)電機(jī)協(xié)調(diào)工作，電機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量輕，成本低。2.由于發(fā)動(dòng)機(jī)與車輪間沒(méi)有直接的機(jī)械連接，可以調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)在高效率點(diǎn)工作，當(dāng)負(fù)載情況變化時(shí)，只需調(diào)整定子磁場(chǎng)所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩即可，這樣發(fā)動(dòng)機(jī)大多數(shù)工況都能夠以最高效率運(yùn)行，與負(fù)載的變化關(guān)系不大。因而該混合動(dòng)力調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)燃料消耗少，排放少，效率高，綠色環(huán)保。3.汽車減速時(shí)，內(nèi)電機(jī)的電磁力可以解除，外電機(jī)可充分回饋制動(dòng)能量，提高了能源利用率，節(jié)省了能源。4.汽車行駛速度和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相互獨(dú)立，電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)至車輪的無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)；5.本發(fā)明系統(tǒng)中，省去了一些機(jī)械傳動(dòng)裝置，不需要安裝離合器，使用小變速箱甚至無(wú)變速箱，因而能量轉(zhuǎn)換較少，傳動(dòng)環(huán)節(jié)少，傳動(dòng)效率高，而且零件少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。


圖1為本發(fā)明的表面式磁鋼無(wú)刷雙轉(zhuǎn)子電機(jī)結(jié)構(gòu)的側(cè)面圖。
圖2為本發(fā)明的表面式磁鋼無(wú)刷雙轉(zhuǎn)子電機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子截面圖。
主要部件附圖標(biāo)記說(shuō)明1.輸入軸，2.內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵心，3.內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁磁鋼，4.外轉(zhuǎn)子內(nèi)繞組，5.外轉(zhuǎn)子外繞組，6.外轉(zhuǎn)子鐵心，7.定子鐵心，8.定子繞組，9.輸出軸，10.機(jī)殼，11.逆變器。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明的雙轉(zhuǎn)子混合動(dòng)力復(fù)合永磁電機(jī)作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明如圖1、2所示，一種無(wú)刷雙轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)，其特征在于由一個(gè)徑向式永磁磁路結(jié)構(gòu)的內(nèi)電機(jī)與一個(gè)勵(lì)磁磁路結(jié)構(gòu)的外電機(jī)組成，包括由輸入軸1、內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵心2、內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁磁鋼3、外轉(zhuǎn)子鐵心6和外轉(zhuǎn)子內(nèi)繞組4組成的內(nèi)電機(jī)；和由定子繞組8、定子鐵心7、外轉(zhuǎn)子鐵心6和外轉(zhuǎn)子外繞組5組成的外電機(jī)；具體結(jié)構(gòu)位置由里到外依次是輸入軸1、內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵心2、內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁磁鋼3、外轉(zhuǎn)子內(nèi)鐵心6、外轉(zhuǎn)子內(nèi)繞組4、外轉(zhuǎn)子外繞組5、定子鐵心7、定子繞組8、機(jī)殼10。內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵心2被固定在輸入軸1上并與之一起旋轉(zhuǎn)，定子鐵心7被固定在機(jī)殼10上，外轉(zhuǎn)子鐵心6與輸出軸9剛性相連，并與輸出軸9一起旋轉(zhuǎn)。其中外轉(zhuǎn)子內(nèi)繞組4和外轉(zhuǎn)子外繞組5相互連接形成閉合回路，定子繞組8與逆變器11相連。
輸入軸1與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸相連。內(nèi)轉(zhuǎn)子表面安有永磁磁鋼并且內(nèi)轉(zhuǎn)子固定于輸入軸1上用來(lái)傳遞來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和能量；外轉(zhuǎn)子有內(nèi)外兩組電樞繞組，并和輸出軸9機(jī)械相連，而輸出軸與負(fù)載相連，來(lái)輸出功率和能量。如上所述的雙轉(zhuǎn)子電機(jī)結(jié)構(gòu)可見(jiàn)，無(wú)刷雙轉(zhuǎn)子混合勵(lì)磁電機(jī)是集成了兩個(gè)電機(jī)，其中，外轉(zhuǎn)子與定子組成一組電機(jī)，外轉(zhuǎn)子又與內(nèi)轉(zhuǎn)子組成一組電機(jī)。
內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中的永磁磁鋼可以固定在內(nèi)轉(zhuǎn)子表面或插入轉(zhuǎn)子內(nèi)部。
根據(jù)永磁磁鋼固定的位置不同，內(nèi)轉(zhuǎn)子可分為表面式內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和內(nèi)置式內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。永磁磁鋼固定在內(nèi)轉(zhuǎn)子表面，為表面式內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是電機(jī)有較大的有效氣隙，電樞反應(yīng)大大降低，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；永磁磁鋼插入轉(zhuǎn)子內(nèi)部，為內(nèi)置式內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是電機(jī)的磁顯性較高，可以產(chǎn)生額外的磁阻矩分量，有利于恒功率運(yùn)行狀態(tài)，并且永磁磁鋼嵌入轉(zhuǎn)子，可以保持高速運(yùn)行時(shí)的機(jī)械完整性。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)刷雙轉(zhuǎn)子電機(jī)，其特征在于，其是由一個(gè)徑向式永磁磁路結(jié)構(gòu)的內(nèi)電機(jī)與一個(gè)勵(lì)磁磁路結(jié)構(gòu)的外電機(jī)組件組成，該內(nèi)電機(jī)由輸入軸(1)、內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵心(2)、內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁磁鋼(3)、外轉(zhuǎn)子鐵心(6)和外轉(zhuǎn)子內(nèi)繞組(4)組成；該外電機(jī)由定子繞組(8)、定子鐵心(7)、外轉(zhuǎn)子鐵心(6)和外轉(zhuǎn)子外繞組(5)組成；具體結(jié)構(gòu)位置由里到外依次是輸入軸(1)、內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵心(2)、內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁磁鋼(3)、外轉(zhuǎn)子鐵心(6)、外轉(zhuǎn)子內(nèi)繞組(4)、外轉(zhuǎn)子外繞組(5)、定子鐵心(7)、定子繞組(8)、機(jī)殼(10)，內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵心(2)被固定在輸入軸(1)上并與之一起旋轉(zhuǎn)，定子鐵心(7)被固定在機(jī)殼(10)上，外轉(zhuǎn)子鐵心(6)與輸出軸(9)剛性相連，并與輸出軸(9)一起旋轉(zhuǎn)，其中外轉(zhuǎn)子內(nèi)繞組(4)和外轉(zhuǎn)子外繞組(5)共用一個(gè)相互連接形成回路，定子繞組(8)與逆變器(11)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)刷雙轉(zhuǎn)子電機(jī)，其特征在于所述內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁磁鋼(3)位于內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵心(2)表面，形成表面式磁鋼內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)刷雙轉(zhuǎn)子電機(jī)，其特征在于所述內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁磁鋼(3)內(nèi)置于內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵心(2)中，形成內(nèi)置式磁鋼內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)刷雙轉(zhuǎn)子電機(jī)，其特征在于只需要一套逆變器即可控制內(nèi)外電機(jī)協(xié)調(diào)工作。
全文摘要
一種無(wú)刷雙轉(zhuǎn)子電機(jī)，由一個(gè)徑向式永磁磁路結(jié)構(gòu)的內(nèi)電機(jī)與一個(gè)勵(lì)磁磁路結(jié)構(gòu)的外電機(jī)組成，內(nèi)電機(jī)由輸入軸、內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵心、內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁磁鋼、外轉(zhuǎn)子鐵心和外轉(zhuǎn)子內(nèi)繞組組成；外電機(jī)由定子繞組、定子鐵心、外轉(zhuǎn)子鐵心和外轉(zhuǎn)子外繞組組成；具體結(jié)構(gòu)位置由里到外依次是輸入軸、內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵心、內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁磁鋼、外轉(zhuǎn)子鐵心、外轉(zhuǎn)子內(nèi)繞組、外轉(zhuǎn)子外繞組、定子鐵心、定子繞組、機(jī)殼，內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵心被固定在輸入軸上并與之一起旋轉(zhuǎn)，定子鐵心被固定在機(jī)殼上，外轉(zhuǎn)子鐵心與輸出軸剛性相連，并與輸出軸一起旋轉(zhuǎn)，外轉(zhuǎn)子內(nèi)繞組和外轉(zhuǎn)子外繞組相互連接形成回路。電機(jī)只需要通過(guò)一套逆變器即可控制內(nèi)外兩個(gè)電機(jī)協(xié)調(diào)工作。本發(fā)明成本低、結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、使用壽命長(zhǎng)。
文檔編號(hào)H02K16/02GK101090221SQ200610014350
公開(kāi)日2007年12月19日 申請(qǐng)日期2006年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月14日
發(fā)明者趙航, 史廣奎, 王華君, 李練兵, 李洧, 萬(wàn)仁君, 馮琦 申請(qǐng)人:中國(guó)汽車技術(shù)研究中心