專利名稱：軸徑向－徑向磁通結(jié)構(gòu)復合式永磁電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是永磁電機的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
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(guān)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(guān)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)的熱點。
現(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)。在上述驅(qū)動裝置中，存在發(fā)動機和系統(tǒng)其它部件不能協(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)明是為了克服現(xiàn)有串聯(lián)式驅(qū)動裝置、并聯(lián)式驅(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；進而提出了一種軸徑向-徑向磁通結(jié)構(gòu)復合式永磁電機。本發(fā)明由殼體1、定子2、永磁轉(zhuǎn)子3、鐵芯轉(zhuǎn)子4組成；定子2為圓環(huán)形鐵心，定子2的外圓表面上開有多個槽2-1，槽2-1的開口中心線都圍繞定子2的軸心線均勻排列，所有槽2-1中共同鑲嵌有繞組2-2；鐵芯轉(zhuǎn)子4為圓環(huán)形鐵心，沿鐵芯轉(zhuǎn)子4的環(huán)壁四周開有若干個槽4-1，在所有槽4-1中共同鑲嵌有繞組4-2；永磁轉(zhuǎn)子3的右側(cè)圓筒的內(nèi)圓壁面上連接有多個永磁體3-4-1，永磁轉(zhuǎn)子3的左側(cè)圓筒的內(nèi)圓壁面上連接有多個永磁體3-4-2，永磁轉(zhuǎn)子3的左側(cè)圓筒的內(nèi)側(cè)右端面上連接有多個永磁體3-4-3，永磁轉(zhuǎn)子3的左側(cè)圓筒的內(nèi)側(cè)左端面上連接有多個永磁體3-4-4；鐵芯轉(zhuǎn)子4的左側(cè)軸孔4-3套接在第一轉(zhuǎn)軸4-4的右側(cè)端頭上，第一轉(zhuǎn)軸4-4的左側(cè)中部通過第三軸承4-5與殼體1左側(cè)上的軸孔1-2轉(zhuǎn)動連接，定子2的右側(cè)端面連接在殼體1的內(nèi)部右側(cè)端面上，永磁轉(zhuǎn)子3的轉(zhuǎn)軸3-1的右側(cè)中部通過第一軸承3-2與殼體1右側(cè)上的軸孔1-1轉(zhuǎn)動連接，永磁轉(zhuǎn)子3的轉(zhuǎn)軸3-1的左側(cè)端通過第二軸承3-3與鐵芯轉(zhuǎn)子4右側(cè)軸孔4-7轉(zhuǎn)動連接；永磁轉(zhuǎn)子3設(shè)置在定子2和鐵芯轉(zhuǎn)子4之間，定子2設(shè)置在永磁轉(zhuǎn)子3的右側(cè)圓筒內(nèi)，鐵芯轉(zhuǎn)子4設(shè)置在永磁轉(zhuǎn)子3的左側(cè)圓筒內(nèi)；永磁轉(zhuǎn)子3的右側(cè)圓筒的內(nèi)圓壁面與定子2的外圓壁面之間有間隙L1，永磁轉(zhuǎn)子3的左側(cè)圓筒的內(nèi)圓壁面與鐵芯轉(zhuǎn)子4的外圓壁面之間有間隙L2，永磁轉(zhuǎn)子3的左側(cè)圓筒內(nèi)的右端面和鐵芯轉(zhuǎn)子4的右側(cè)端面之間有間隙L3，永磁轉(zhuǎn)子3的左側(cè)圓筒內(nèi)的左端面和鐵芯轉(zhuǎn)子4的左側(cè)端面之間有間隙L4；定子2的軸心線、永磁轉(zhuǎn)子3的軸心線、鐵芯轉(zhuǎn)子4的軸心線與第一轉(zhuǎn)軸4-4的軸心線相重合。
工作原理定子2上的繞組2-2產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，而拖動永磁轉(zhuǎn)子3同向同速旋轉(zhuǎn)，鐵芯轉(zhuǎn)子4上的繞組4-2產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，旋轉(zhuǎn)磁場拖動永磁轉(zhuǎn)子3同向旋轉(zhuǎn)，而鐵芯轉(zhuǎn)子4和永磁轉(zhuǎn)子3做相對旋轉(zhuǎn)運動?？梢詫⒌谝晦D(zhuǎn)軸4-4的左側(cè)端作為外部旋轉(zhuǎn)動力輸入端，永磁轉(zhuǎn)子3的轉(zhuǎn)軸3-1的右側(cè)端作為旋轉(zhuǎn)動力輸出端；或者將永磁轉(zhuǎn)子3的轉(zhuǎn)軸3-1的右側(cè)端作為旋轉(zhuǎn)動力輸入端，將第一轉(zhuǎn)軸4-4的左側(cè)端作為旋轉(zhuǎn)動力輸出端。
本發(fā)明在與內(nèi)燃機結(jié)合使用時(汽車)，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(yīng)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。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖1中永磁轉(zhuǎn)子3的左側(cè)圓筒的徑向剖的左視圖，圖3是圖1中永磁轉(zhuǎn)子3的右視圖，圖4是圖1中鐵芯轉(zhuǎn)子4的徑向剖視圖，圖5是圖1中定子2的徑向剖視圖，圖6是具體實施方式
三的結(jié)構(gòu)示意圖，圖7是圖6中永磁轉(zhuǎn)子3的左側(cè)圓筒的徑向剖的左視圖，圖8是圖6中永磁轉(zhuǎn)子3的右視圖。
具體實施例方式
具體實施方式
一結(jié)合圖1、圖2、圖3、圖4、圖5說明本實施方式，本實施方式由殼體1、定子2、永磁轉(zhuǎn)子3、鐵芯轉(zhuǎn)子4組成；定子2為圓環(huán)形鐵心，定子2的外圓表面上開有多個槽2-1，槽2-1的開口中心線都圍繞定子2的軸心線均勻排列，所有槽2-1中共同鑲嵌有繞組2-2；鐵芯轉(zhuǎn)子4為圓環(huán)形鐵心，沿鐵芯轉(zhuǎn)子4的環(huán)壁四周開有若干個槽4-1，在所有槽4-1中共同鑲嵌有繞組4-2；永磁轉(zhuǎn)子3的右側(cè)圓筒的內(nèi)圓壁面上連接有多個永磁體3-4-1，永磁轉(zhuǎn)子3的左側(cè)圓筒的內(nèi)圓壁面上連接有多個永磁體3-4-2，永磁轉(zhuǎn)子3的左側(cè)圓筒的內(nèi)側(cè)右端面上連接有多個永磁體3-4-3，永磁轉(zhuǎn)子3的左側(cè)圓筒的內(nèi)側(cè)左端面上連接有多個永磁體3-4-4；鐵芯轉(zhuǎn)子4的左側(cè)軸孔4-3套接在第一轉(zhuǎn)軸4-4的右側(cè)端頭上，第一轉(zhuǎn)軸4-4的左側(cè)中部通過第三軸承4-5與殼體1左側(cè)上的軸孔1-2轉(zhuǎn)動連接，定子2的右側(cè)端面連接在殼體1的內(nèi)部右側(cè)端面上，永磁轉(zhuǎn)子3的轉(zhuǎn)軸3-1的右側(cè)中部通過第一軸承3-2與殼體1右側(cè)上的軸孔1-1轉(zhuǎn)動連接，永磁轉(zhuǎn)子3的轉(zhuǎn)軸3-1的左側(cè)端通過第二軸承3-3與鐵芯轉(zhuǎn)子4右側(cè)軸孔4-7轉(zhuǎn)動連接；永磁轉(zhuǎn)子3設(shè)置在定子2和鐵芯轉(zhuǎn)子4之間，定子2設(shè)置在永磁轉(zhuǎn)子3的右側(cè)圓筒內(nèi)，鐵芯轉(zhuǎn)子4設(shè)置在永磁轉(zhuǎn)子3的左側(cè)圓筒內(nèi)；永磁轉(zhuǎn)子3的右側(cè)圓筒的內(nèi)圓壁面與定子2的外圓壁面之間有間隙L1，永磁轉(zhuǎn)子3的左側(cè)圓筒的內(nèi)圓壁面與鐵芯轉(zhuǎn)子4的外圓壁面之間有間隙L2，永磁轉(zhuǎn)子3的左側(cè)圓筒內(nèi)的右端面和鐵芯轉(zhuǎn)子4的右側(cè)端面之間有間隙L3，永磁轉(zhuǎn)子3的左側(cè)圓筒內(nèi)的左端面和鐵芯轉(zhuǎn)子4的左側(cè)端面之間有間隙L4；定子2的軸心線、永磁轉(zhuǎn)子3的軸心線、鐵芯轉(zhuǎn)子4的軸心線與第一轉(zhuǎn)軸4-4的軸心線相重合。
鐵芯轉(zhuǎn)子4上的繞組4-2以三角形接法或星形接法連接后，通過第一轉(zhuǎn)軸4-4上的三個導電滑環(huán)4-6、殼體1上的三個電刷1-3與外部三相正弦交流電源相連接；定子2上的繞組2-2以三角形接法或星形接法連接后，與外部三相正弦交流電源相連接。
具體實施方式
二結(jié)合圖1、圖2、圖3說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
一的不同點在于所述永磁轉(zhuǎn)子3的右側(cè)圓筒的內(nèi)圓壁面上的每個永磁體3-4-1和左側(cè)圓筒的內(nèi)圓壁面上的每個永磁體3-4-2都圍繞永磁轉(zhuǎn)子3的軸心線均勻排列，永磁轉(zhuǎn)子3的左側(cè)圓筒內(nèi)的右端面上的每個永磁體3-4-3和左側(cè)圓筒內(nèi)的左端面上的每個永磁體3-4-4都圍繞永磁轉(zhuǎn)子3的軸心線扇形均勻排列。
具體實施方式
三結(jié)合圖1、圖2、圖3說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
一的不同點在于永磁轉(zhuǎn)子3的右側(cè)圓筒的內(nèi)圓壁面上的每個永磁體3-4-1和左側(cè)圓筒的內(nèi)圓壁面上的每個永磁體3-4-2的充磁方向都與永磁轉(zhuǎn)子3的軸心線相垂直，永磁轉(zhuǎn)子3的左側(cè)圓筒內(nèi)的右端面上的每個永磁體3-4-3和左側(cè)圓筒內(nèi)的左端面上的每個永磁體3-4-4的充磁方向都與永磁轉(zhuǎn)子3的軸心線相平行。
具體實施方式
四結(jié)合圖1、圖2、圖3說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
一的不同點在于每相鄰的兩個永磁體3-4-1、每相鄰的兩個永磁體3-4-2、每相鄰的兩個永磁體3-4-3及每相鄰的兩個永磁體3-4-4的充磁方向相反。
具體實施方式
五結(jié)合圖6、圖7、圖8說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
二的不同點在于所述永磁轉(zhuǎn)子3的右側(cè)圓筒的內(nèi)圓壁面中鑲嵌有多個永磁體3-4-1、左側(cè)圓筒的內(nèi)圓壁面中鑲嵌有多個永磁體3-4-2、左側(cè)圓筒內(nèi)的右端面中鑲嵌有多個永磁體3-4-3與左側(cè)圓筒內(nèi)的左端面中鑲嵌有多個永磁體3-4-4。
權(quán)利要求
1.軸徑向-徑向磁通結(jié)構(gòu)復合式永磁電機，其特征在于它由殼體(1)、定子(2)、永磁轉(zhuǎn)子(3)、鐵芯轉(zhuǎn)子(4)組成；定子(2)為圓環(huán)形鐵心，定子(2)的外圓表面上開有多個槽(2-1)，槽(2-1)的開口中心線都圍繞定子(2)的軸心線均勻排列，所有槽(2-1)中共同鑲嵌有繞組(2-2)；鐵芯轉(zhuǎn)子(4)為圓環(huán)形鐵心，沿鐵芯轉(zhuǎn)子(4)的環(huán)壁四周開有若干個槽(4-1)，在所有槽(4-1)中共同鑲嵌有繞組(4-2)；永磁轉(zhuǎn)子(3)的右側(cè)圓筒的內(nèi)圓壁面上連接有多個永磁體(3-4-1)，永磁轉(zhuǎn)子(3)的左側(cè)圓筒的內(nèi)圓壁面上連接有多個永磁體(3-4-2)，永磁轉(zhuǎn)子(3)的左側(cè)圓筒的內(nèi)側(cè)右端面上連接有多個永磁體(3-4-3)，永磁轉(zhuǎn)子(3)的左側(cè)圓筒的內(nèi)側(cè)左端面上連接有多個永磁體(3-4-4)；鐵芯轉(zhuǎn)子(4)的左側(cè)軸孔(4-3)套接在第一轉(zhuǎn)軸(4-4)的右側(cè)端頭上，第一轉(zhuǎn)軸(4-4)的左側(cè)中部通過第三軸承(4-5)與殼體(1)左側(cè)上的軸孔(1-2)轉(zhuǎn)動連接，定子(2)的右側(cè)端面連接在殼體(1)的內(nèi)部右側(cè)端面上，永磁轉(zhuǎn)子(3)的轉(zhuǎn)軸(3-1)的右側(cè)中部通過第一軸承(3-2)與殼體(1)右側(cè)上的軸孔(1-1)轉(zhuǎn)動連接，永磁轉(zhuǎn)子(3)的轉(zhuǎn)軸(3-1)的左側(cè)端通過第二軸承(3-3)與鐵芯轉(zhuǎn)子(4)右側(cè)軸孔(4-7)轉(zhuǎn)動連接；永磁轉(zhuǎn)子(3)設(shè)置在定子(2)和鐵芯轉(zhuǎn)子(4)之間，定子(2)設(shè)置在永磁轉(zhuǎn)子(3)的右側(cè)圓筒內(nèi)，鐵芯轉(zhuǎn)子(4)設(shè)置在永磁轉(zhuǎn)子(3)的左側(cè)圓筒內(nèi)；永磁轉(zhuǎn)子(3)的右側(cè)圓筒的內(nèi)圓壁面與定子(2)的外圓壁面之間有間隙(L1)，永磁轉(zhuǎn)子(3)的左側(cè)圓筒的內(nèi)圓壁面與鐵芯轉(zhuǎn)子(4)的外圓壁面之間有間隙(L2)，永磁轉(zhuǎn)子(3)的左側(cè)圓筒內(nèi)的右端面和鐵芯轉(zhuǎn)子(4)的右側(cè)端面之間有間隙(L3)，永磁轉(zhuǎn)子(3)的左側(cè)圓筒內(nèi)的左端面和鐵芯轉(zhuǎn)子(4)的左側(cè)端面之間有間隙(L4)；定子(2)的軸心線、永磁轉(zhuǎn)子(3)的軸心線、鐵芯轉(zhuǎn)子(4)的軸心線與第一轉(zhuǎn)軸(4-4)的軸心線相重合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸徑向-徑向磁通結(jié)構(gòu)復合式永磁電機，其特征在于所述永磁轉(zhuǎn)子(3)的右側(cè)圓筒的內(nèi)圓壁面上的每個永磁體(3-4-1)和左側(cè)圓筒的內(nèi)圓壁面上的每個永磁體(3-4-2)都圍繞永磁轉(zhuǎn)子(3)的軸心線均勻排列，永磁轉(zhuǎn)子(3)的左側(cè)圓筒內(nèi)的右端面上的每個永磁體(3-4-3)和左側(cè)圓筒內(nèi)的左端面上的每個永磁體(3-4-4)都圍繞永磁轉(zhuǎn)子(3)的軸心線扇形均勻排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸徑向-徑向磁通結(jié)構(gòu)復合式永磁電機，其特征在于所述永磁轉(zhuǎn)子(3)的右側(cè)圓筒的內(nèi)圓壁面上的每個永磁體(3-4-1)和左側(cè)圓筒的內(nèi)圓壁面上的每個永磁體(3-4-2)的充磁方向都與永磁轉(zhuǎn)子(3)的軸心線相垂直，永磁轉(zhuǎn)子(3)的左側(cè)圓筒內(nèi)的右端面上的每個永磁體(3-4-3)和左側(cè)圓筒內(nèi)的左端面上的每個永磁體(3-4-4)的充磁方向都與永磁轉(zhuǎn)子(3)的軸心線相平行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸徑向-徑向磁通結(jié)構(gòu)復合式永磁電機，其特征在于每相鄰的兩個永磁體(3-4-1)、每相鄰的兩個永磁體(3-4-2)、每相鄰的兩個永磁體(3-4-3)及每相鄰的兩個永磁體(3-4-4)的充磁方向相反。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的軸徑向-徑向磁通結(jié)構(gòu)復合式永磁電機，其特征在于所述永磁轉(zhuǎn)子(3)的右側(cè)圓筒的內(nèi)圓壁面中鑲嵌有多個永磁體(3-4-1)、左側(cè)圓筒的內(nèi)圓壁面中鑲嵌有多個永磁體(3-4-2)、左側(cè)圓筒內(nèi)的右端面中鑲嵌有多個永磁體(3-4-3)與左側(cè)圓筒內(nèi)的左端面中鑲嵌有多個永磁體(3-4-4)。
全文摘要
軸徑向－徑向磁通結(jié)構(gòu)復合式永磁電機，它涉及的是永磁電機的技術(shù)領(lǐng)域。它是為了克服現(xiàn)有串聯(lián)式驅(qū)動裝置、并聯(lián)式驅(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。鐵芯轉(zhuǎn)子(4)的左側(cè)軸孔(4－3)套接在第一轉(zhuǎn)軸(4－4)的右側(cè)端頭上，第一轉(zhuǎn)軸(4－4)的左側(cè)中部通過第三軸承(4－5)與殼體(1)左側(cè)上的軸孔(1－2)轉(zhuǎn)動連接，定子(2)的右側(cè)端面連接在殼體(1)的內(nèi)部右側(cè)端面上，永磁轉(zhuǎn)子(3)的轉(zhuǎn)軸(3－1)的右側(cè)中部通過第一軸承(3－2)與軸孔(1－1)轉(zhuǎn)動連接，永磁轉(zhuǎn)子(3)的轉(zhuǎn)軸(3－1)的左側(cè)端通過第二軸承(3－3)與軸孔(4－7)轉(zhuǎn)動連接。本發(fā)明能使內(nèi)燃機不依賴于路況，始終運行在最高效率區(qū)。
文檔編號H02K1/12GK1972078SQ20061015097
公開日2007年5月30日 申請日期2006年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月31日
發(fā)明者鄭萍, 劉冉冉, 吳芊, 趙靜 申請人:哈爾濱工業(yè)大學