專利名稱：無刷饋電爪極復(fù)合電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是永磁電機(jī)的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的燃油消耗和尾氣排放污染是舉世關(guān)注的熱點(diǎn)問題。使用 電動(dòng)，車可實(shí)現(xiàn)低能耗、低排放，但由于作為電動(dòng)汽車的關(guān)鍵部件之一的電池
其能i密度、壽命、價(jià)格等方面的問題，使得電動(dòng)汽車的性價(jià)比無法與傳統(tǒng)的 內(nèi)燃機(jī)汽車相抗衡，在這種情況下，融合內(nèi)燃機(jī)汽車和電動(dòng)汽車優(yōu)點(diǎn)的混合動(dòng) 力電動(dòng)汽車發(fā)展迅速，成為新型汽車開發(fā)的熱點(diǎn)。
現(xiàn)有串聯(lián)式驅(qū)動(dòng)裝置的特點(diǎn)是可使發(fā)動(dòng)機(jī)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(yùn)行，并可選用功率較小的發(fā)動(dòng)機(jī)，但需要功率足夠 大的發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出需全部轉(zhuǎn)化為電能再變?yōu)轵?qū)動(dòng)汽車的機(jī)械 能，由于機(jī)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(dòng)裝置能量利用率相對(duì)較高，但發(fā)動(dòng)機(jī)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(fù)雜的 變速裝置和動(dòng)力復(fù)合裝置以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)?；炻?lián)式驅(qū)動(dòng)裝置采用兩臺(tái)電機(jī)來實(shí)現(xiàn) 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的同時(shí)控制，可實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的高效率和低排放工作，具有較 好的性能，但需要通過行星齒輪實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的分配，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。因此 在上述驅(qū)動(dòng)裝置中，存在發(fā)動(dòng)機(jī)和系統(tǒng)其他部件不能簡單高效配合的問題，從 而使整個(gè)系統(tǒng)存在體積笨重、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本偏高、性能受限等問題，而不能 有效地將動(dòng)力輸出。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式驅(qū)動(dòng)裝置中發(fā)動(dòng)機(jī)和系統(tǒng)其他部件 不能簡單高效配合，從而使整個(gè)系統(tǒng)存在體積笨重、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本偏高、性 能受限，而不能有效地將動(dòng)力輸出的問題，本發(fā)明提供了一種無刷饋電爪極復(fù) 合電機(jī)。
本發(fā)明的無刷饋電爪極復(fù)合電機(jī)由端蓋、殼體、第一定子、爪極轉(zhuǎn)子、第 一永磁轉(zhuǎn)子、第二永磁轉(zhuǎn)子、第二定子、爪極轉(zhuǎn)子輸出軸和永磁轉(zhuǎn)子輸出軸組 成；以第一定子相對(duì)于第二定子側(cè)為左側(cè)，以第二定子相對(duì)于第一定子側(cè)為右側(cè)；
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，爪極轉(zhuǎn)子位于第一定子與第一永磁轉(zhuǎn)子之間，所述爪極轉(zhuǎn)子固定在爪極轉(zhuǎn) 子輸出軸上，并且所述爪極轉(zhuǎn)子通過軸承與永磁轉(zhuǎn)子輸出軸連接；爪極轉(zhuǎn)子和 第一定子之間有氣隙L1;所述爪極轉(zhuǎn)子與第一永磁轉(zhuǎn)子之間有氣隙L2;
第二定子固定在殼體的內(nèi)側(cè)壁上，并且位于第一定子的右側(cè)，第二永磁轉(zhuǎn) 子固定在永磁轉(zhuǎn)子輸出軸上，并且與第二定子相對(duì)應(yīng)；第二定子與第二永磁轉(zhuǎn) 子之間有氣隙L3，第二定子由第二定子繞組和第二定子鐵心組成，第二永磁轉(zhuǎn) 子包括第二轉(zhuǎn)子永磁體，所述第二定子和第二永磁轉(zhuǎn)子組成現(xiàn)有多相永磁電機(jī) 結(jié)構(gòu)；
第一定子由m個(gè)結(jié)構(gòu)相同的相單元沿軸向緊密排列組成；每個(gè)相單元均由 鐵心和繞組構(gòu)成；每個(gè)鐵心的截面為"凹"字形，"凹"字形的開口面向爪極轉(zhuǎn)子， 繞組嵌在所述"凹"字形的開口中；
爪極轉(zhuǎn)子由支撐部分和m個(gè)爪極單元組成，每個(gè)爪極單元由2n個(gè)爪極齒沿 圓周均勻分布排列組成圓環(huán)狀，相鄰兩個(gè)爪極齒之間的爪極距離為A圓周方 向上相間分布的爪極齒的頂端凸出部分連接成一體，所述頂端凸出部分的頂面 形成一個(gè)圓環(huán)面，每個(gè)爪極單元的2n個(gè)爪極齒的頂面共形成兩個(gè)圓環(huán)面，且這 兩個(gè)圓環(huán)面分別與對(duì)應(yīng)第一定子鐵心的"凹"字形開口的兩側(cè)凸出部分對(duì)齊；每 個(gè)爪極齒的底面朝向第一永磁轉(zhuǎn)子，所有爪極齒固定在支撐部分上，在圓周方 向上頂端凸出部分連接在一起的兩個(gè)爪極齒的底面在圓周方向上不相鄰，在每 個(gè)爪極單元內(nèi)圓周方向上底面相鄰的兩個(gè)爪極齒組成一個(gè)爪極對(duì)，m個(gè)爪極單 元沿軸向均勻排列，并且相鄰爪極單元沿圓周方向錯(cuò)開2/m倍的爪極距離d所占 的空間角度；
第一永磁轉(zhuǎn)子外圓周表面有m個(gè)永磁體單元，每個(gè)永磁體單元是由2n個(gè)永 磁體沿圓周均勻分布排列組成，所述永磁體沿徑向充磁，并且相鄰兩塊永磁體 的充磁方向相反，永磁體嵌入轉(zhuǎn)子鐵心的外表面中或固定在轉(zhuǎn)子鐵心的外表面 上，m個(gè)永磁體單元沿軸向均勻分布；
所述m和n均為大于O的整數(shù)。
本發(fā)明中的爪極齒的底面和縱截面可以是多邊形。
本發(fā)明中的爪極齒的底面和頂面可以是軸對(duì)稱多邊形。頁
第一定子上的繞組和第二定子繞組以星形接法或角形接法連接后，分別直 接與外部驅(qū)動(dòng)交流電源或者負(fù)載相連接。
本發(fā)明的無刷饋電爪極復(fù)合電機(jī)通過不同頻率的兩個(gè)電源分別對(duì)第一定
子和第二定子供電；第二定子上的繞組產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場，拖動(dòng)永磁轉(zhuǎn)子同向 同速旋轉(zhuǎn)；整個(gè)第一定子形成m對(duì)極性交替變化的環(huán)形磁極，環(huán)形磁極磁場通 過爪極轉(zhuǎn)子進(jìn)行調(diào)制，在爪極轉(zhuǎn)子內(nèi)表面形成多個(gè)圓周方向分布的極性交替變 化的磁極，根據(jù)同極相斥、異極相吸的原理爪極轉(zhuǎn)子和永磁轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生相對(duì) 旋轉(zhuǎn)，這樣就形成了爪極轉(zhuǎn)子和永磁轉(zhuǎn)子之間的轉(zhuǎn)速差；爪極轉(zhuǎn)子和永磁轉(zhuǎn)子 之間的電磁轉(zhuǎn)矩是大小相等、方向相反的；第二定子通電后會(huì)在永磁轉(zhuǎn)子上附 加一個(gè)電磁轉(zhuǎn)矩(可正可負(fù))，這樣就形成了爪極轉(zhuǎn)子和永磁轉(zhuǎn)子之間的轉(zhuǎn)矩 差。
本發(fā)明所述的無刷饋電爪極復(fù)合電機(jī)是無刷結(jié)構(gòu)，兩個(gè)定子的電樞繞組均 不需要旋轉(zhuǎn)，克服了采用電刷結(jié)構(gòu)所導(dǎo)致的運(yùn)行效率下降、可靠性降低以及經(jīng) 常需要對(duì)電刷等部件進(jìn)行維護(hù)等問題。
本發(fā)明的無刷饋電爪極復(fù)合電機(jī)適用于需要在不同轉(zhuǎn)速的兩個(gè)機(jī)械轉(zhuǎn)軸 同時(shí)工作的工業(yè)技術(shù)中。
例如當(dāng)本發(fā)明所述的無刷饋電爪極復(fù)合電機(jī)應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車中時(shí)， 可將其安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)和主減速器之間，通過調(diào)節(jié)第二定子繞組的電流可以提供 可變的轉(zhuǎn)矩差，同時(shí)通過調(diào)節(jié)第一定子和第二定子繞組的供電頻率，可以提供 可變的轉(zhuǎn)速差。實(shí)際路況需要汽車發(fā)動(dòng)機(jī)提供不斷變化的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，而現(xiàn)有 的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)只能在很小范圍的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速區(qū)實(shí)現(xiàn)高效率和低排放工作，本發(fā)明 能夠提供發(fā)動(dòng)機(jī)與路況實(shí)際需要之間的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的差值，從而不需要頻繁改 變發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工作點(diǎn)，使其始終在高效區(qū)工作，達(dá)到了節(jié)能減排的效果。另 外，還能夠通過電子控制實(shí)現(xiàn)汽車的駕駛控制、寬范圍平滑調(diào)速；同時(shí)還具有 不需要復(fù)雜的冷卻裝置、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。


圖l是具體實(shí)施方式
二所述的無刷饋電爪極復(fù)合電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2 是圖1的A-A剖面圖，圖3是圖1中的爪極轉(zhuǎn)子3的展開圖，圖4是圖1中的第一永 磁轉(zhuǎn)子4的展開圖，圖5是圖1的B-B剖面圖，圖6是具體實(shí)施方式
所述的無刷 饋電爪極復(fù)合電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖7是圖6的C-C剖視圖，圖8是圖6的D-D剖面圖，圖9是具體實(shí)施方式
四所述的無刷饋電爪極復(fù)合電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖10是圖9的E-E剖面圖，圖11是圖9的F-F剖面圖，圖12是具體實(shí)施方式
四所述的第二永磁轉(zhuǎn)子6為空心結(jié)構(gòu)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施方式
一、本實(shí)施方式所述的無刷饋電爪極復(fù)合電機(jī)由端蓋7、殼體l、第一定子2、爪極轉(zhuǎn)子3、第一永磁轉(zhuǎn)子4、第二永磁轉(zhuǎn)子6、第二定子5、爪極轉(zhuǎn)子輸出軸9和永磁轉(zhuǎn)子輸出軸8組成；以第一定子2相對(duì)于第二定子5側(cè)為左側(cè)，以第二定子5相對(duì)于第一定子2側(cè)為右側(cè)；
第一定子2固定在殼體1的內(nèi)側(cè)壁上，第一永磁轉(zhuǎn)子4固定在永磁轉(zhuǎn)子輸出軸8上，爪極轉(zhuǎn)子3位于第一定子2與第一永磁轉(zhuǎn)子4之間，所述爪極轉(zhuǎn)子3固定在爪極轉(zhuǎn)子輸出軸9上，并且所述爪極轉(zhuǎn)子3通過軸承與永磁轉(zhuǎn)子輸出軸8連接；爪極轉(zhuǎn)子3和第一定子2之間有氣隙L1;所述爪極轉(zhuǎn)子3與第一永磁轉(zhuǎn)子4之間有氣隙L2;
第二定子5固定在殼體1的內(nèi)側(cè)壁上，并且位于第一定子2的右側(cè)，第二永磁轉(zhuǎn)子6固定在永磁轉(zhuǎn)子輸出軸8上，并且與第二定子5相對(duì)應(yīng)；第二定子5與第二永磁轉(zhuǎn)子6之間有氣隙L3，第二定子5由第二定子繞組5-2和第二定子鐵心5-l組成，第二永磁轉(zhuǎn)子6包括第二轉(zhuǎn)子永磁體6-l，所述第二定子5和第二永磁轉(zhuǎn)子6組成現(xiàn)有多相永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)；
第一定子2由m個(gè)結(jié)構(gòu)相同的相單元沿軸向緊密排列組成；每個(gè)相單元均由鐵心2-l和繞組2-2構(gòu)成；每個(gè)鐵心2-l的截面為"凹"字形，"凹"字形的開口面向爪極轉(zhuǎn)子3，繞組2-2嵌在所述"凹"字形的開口中；
爪極轉(zhuǎn)子3由支撐部分3-l和m個(gè)爪極單元3-2組成，每個(gè)爪極單元3-2由2n個(gè)爪極齒3-2-l沿圓周均勻分布排列組成圓環(huán)狀，相鄰兩個(gè)爪極齒3-2-l之間的爪極距離為A圓周方向上相間分布的爪極齒3-2-l的頂端凸出部分連接成一體，所述頂端凸出部分的頂面形成一個(gè)圓環(huán)面，每個(gè)爪極單元3-2的2n個(gè)爪極齒3-2-l的頂面共形成兩個(gè)圓環(huán)面，且這兩個(gè)圓環(huán)面分別與對(duì)應(yīng)第一定子鐵心的"凹"字形開口的兩側(cè)凸出部分對(duì)齊;每個(gè)爪極齒3-2-l的底面朝向第一永磁轉(zhuǎn)子4，所有爪極齒3-2-l固定在支撐部分3-l上，在圓周方向上頂端凸出部分連接在一起的兩個(gè)爪極齒3-2-l的底面在圓周方向上不相鄰，在每個(gè)爪極單元3-2內(nèi)圓周方向上底面相鄰的兩個(gè)爪極齒3-2-1組成一個(gè)爪極對(duì)，m個(gè)爪極單元3-2沿軸向均勻排列，并且相鄰爪極單元3-2沿圓周方向錯(cuò)開2/m倍的爪極距離J所占的空間角度；
第一永磁轉(zhuǎn)子4外圓周表面有m個(gè)永磁體單元4-l，每個(gè)永磁體單元4-l是由2n個(gè)永磁體4-l-l沿圓周均勻分布排列組成，所述永磁體4-l-l沿徑向充磁，并且相鄰兩塊永磁體4-l-l的充磁方向相反，永磁體4-l-l嵌入轉(zhuǎn)子鐵心4-2的外表面中或固定在轉(zhuǎn)子鐵心4-2的外表面上，m個(gè)永磁體單元4-l沿軸向均勻分布；
所述m和n均為大于O的整數(shù)。
本實(shí)施方式中的爪極齒3-2-l的底面和縱截面可以是多邊形。本實(shí)施方式中的爪極齒3-2-l的底面和頂面可以是軸對(duì)稱多邊形。第一定子上的繞組2-2和第二定子上的繞組5-2均可采用星形接法或角形接法，在實(shí)際工作時(shí)，分別連接外部驅(qū)動(dòng)交流電源或者負(fù)載。工作原理
本實(shí)施方式中所述的每個(gè)爪極對(duì)通入磁力線后形成一對(duì)磁極，該爪極對(duì)有四個(gè)端面，分別為每個(gè)爪極齒3-2-l的頂面和底面，其中兩個(gè)爪極齒3-2-l的兩個(gè)頂面與第一定子2相對(duì)，所述兩個(gè)爪極齒3-2-l的兩個(gè)底面與第一永磁轉(zhuǎn)子4相對(duì)，在電機(jī)工作時(shí)，磁力線的路徑為所述磁力線從第一永磁轉(zhuǎn)子4中的一個(gè)永磁體4-l-l輸出經(jīng)過爪極轉(zhuǎn)子3與第一永磁轉(zhuǎn)子4之間的氣隙L2進(jìn)入對(duì)應(yīng)的爪極對(duì)中的一個(gè)爪極齒3-2-l的底面，并從該爪極齒3-2-l的頂面輸出經(jīng)過爪極轉(zhuǎn)子3和第一定子2之間的氣隙L1、并途經(jīng)對(duì)應(yīng)的第一定子相單元中的鐵心后，再經(jīng)過爪極轉(zhuǎn)子3和第一定子2之間的氣隙L1回到所述爪極對(duì)中的另一個(gè)爪極齒3-2-l的頂面，然后從該爪極齒3-2-l的底面輸出再次經(jīng)過爪極轉(zhuǎn)子3與第一永磁轉(zhuǎn)子4之間的氣隙L2進(jìn)入與該爪極齒3-2-l對(duì)應(yīng)的第一永磁轉(zhuǎn)子4中的另一個(gè)永磁體，并從該永磁體回到輸出該磁力線的永磁體中形成閉合的磁力線。
根據(jù)上述磁力線的路徑可知本實(shí)施方式中的每對(duì)爪極中的兩個(gè)爪極的兩個(gè)底面形成圓周方向的南北極；而該對(duì)爪極中的兩個(gè)爪極的兩個(gè)頂面沿軸向有距離，并且在圓周方向錯(cuò)開有角度，故其形成了接近軸向方向的南北極，每個(gè)爪極單元3-2中的n個(gè)爪極對(duì)形成一個(gè)爪極圓環(huán)，共形成m個(gè)爪極圓環(huán)，所述m個(gè)爪極圓環(huán)沿軸向排列；相鄰的兩個(gè)爪極圓環(huán)之間錯(cuò)開2/m倍的爪極距離d所占的空間角度。
第一定子2的繞組2-2中的電流產(chǎn)生的磁場通過爪極轉(zhuǎn)子3進(jìn)行調(diào)制，使第一定子2鐵心2-1表面的m對(duì)軸向排布的磁極在m個(gè)爪極單元的底面感應(yīng)出多個(gè)圓周方向分布的磁極。
具體實(shí)施方式
二、本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一所述的無刷饋電爪極復(fù)合電機(jī)的不同點(diǎn)在于，第二定子鐵心5-l為圓環(huán)形，其內(nèi)表面上開有多個(gè)槽，所述多個(gè)槽的開口中心線都圍繞第二定子5的軸心線均勻分布，第二定子繞組5-2嵌在所述槽內(nèi)；第二永磁轉(zhuǎn)子6的外表面固定有多個(gè)第二轉(zhuǎn)子永磁體6-l，所述多個(gè)第二轉(zhuǎn)子永磁體6-l沿圓周方向均勻分布，所述第二轉(zhuǎn)子永磁體6-l沿徑向充磁，并且相鄰兩塊永磁體的充磁方向相反。其它組成及連接關(guān)系同具體實(shí)施方式
一。
第二永磁轉(zhuǎn)子6中的第二轉(zhuǎn)子永磁體6-l可以嵌入第二永磁轉(zhuǎn)子的外表面中，也可以固定在所述第二永磁轉(zhuǎn)子的外表面上。
結(jié)合圖1至圖5是當(dāng)111=3時(shí)，本實(shí)施方式所述的無刷饋電爪極復(fù)合電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
三、本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一所述的無刷饋電爪極復(fù)合電機(jī)的不同點(diǎn)在于，第二定子鐵心5-l為圓環(huán)形，并且固定在殼體l右端面的內(nèi)壁上，所述第二定子5的左側(cè)端面上沿徑向開有多個(gè)齒，所述多個(gè)齒以永磁轉(zhuǎn)子輸出軸8為中心對(duì)稱均勻分布，第二定子繞組5-2纏繞在所述齒上，第二永磁轉(zhuǎn)子6為圓盤形，在所述第二永磁轉(zhuǎn)子6與第二定子5相對(duì)的表面上固定有多個(gè)第二轉(zhuǎn)子永磁體6-l，所述多個(gè)第二轉(zhuǎn)子永磁體6-l以永磁轉(zhuǎn)子輸出軸8為中心呈放射線狀均勻排列，每個(gè)第二轉(zhuǎn)子永磁體6-l的充磁方向與永磁轉(zhuǎn)子輸出軸8的軸心線相平行，并且相鄰兩個(gè)第二轉(zhuǎn)子永磁體6-l的充磁方向相反。其它組成及連接關(guān)系同具體實(shí)施方式
一。
第二永磁轉(zhuǎn)子6中的第二轉(zhuǎn)子永磁體6-l可以嵌入第二永磁轉(zhuǎn)子的外表面中，也可以固定在所述第二永磁轉(zhuǎn)子的外表面上。
圖6、圖7和圖8是當(dāng)m-3時(shí)，本實(shí)施方式所述的無刷饋電爪極復(fù)合電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
四、本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一所述的無刷饋電爪極復(fù)合電機(jī)的不同點(diǎn)在于，第二定子鐵心5-l為為圓環(huán)形，所述鐵心的側(cè)壁上均勻開有多個(gè)環(huán)形凹槽，并且所述多個(gè)環(huán)形凹槽以永磁轉(zhuǎn)子輸出軸8為中心對(duì)稱分布，第二定子繞組5-2嵌入所述環(huán)形凹槽內(nèi)，第二永磁轉(zhuǎn)子6為厚圓盤形，在所述厚圓盤的外圓周側(cè)壁上開有圓環(huán)形凹形槽，在所述圓環(huán)形凹形槽內(nèi)的底面和
兩個(gè)側(cè)面上固定有多個(gè)第二轉(zhuǎn)子永磁體6-l，所述圓環(huán)形凹形槽內(nèi)的底面和兩個(gè)側(cè)面上的多個(gè)第二轉(zhuǎn)子永磁體6-l均勻分布，并且均以永磁轉(zhuǎn)子輸出軸8為中心對(duì)稱，位于圓環(huán)形凹形槽內(nèi)的不同平面上的、相鄰的三個(gè)第二轉(zhuǎn)子永磁體6-l對(duì)齊組成一個(gè)永磁體單元，所述永磁體單元形成指向凹槽內(nèi)或者凹槽外的磁場，相鄰永磁體單元的磁場方向相反，第二定子5與所述圓環(huán)形凹形槽內(nèi)的底面、兩個(gè)側(cè)面上的第二轉(zhuǎn)子永磁體6-l之間留有氣隙L3。其它組成及連接關(guān)系同具體實(shí)施方式
一。
本實(shí)施方式所述的永磁體單元中的三個(gè)第二轉(zhuǎn)子永磁體6-l中，位于圓環(huán)形凹形槽內(nèi)的底面的第二轉(zhuǎn)子永磁體6-l為徑向充磁，而位于圓環(huán)形凹形槽內(nèi)側(cè)面上的兩個(gè)第二轉(zhuǎn)子永磁體6-1為軸向充磁。
當(dāng)所述永磁體單元中的三個(gè)第二轉(zhuǎn)子永磁體6-1形成指向凹槽內(nèi)的磁場時(shí)，位于圓環(huán)形凹形槽內(nèi)的底面的第二轉(zhuǎn)子永磁體6-l的充磁方向從永磁轉(zhuǎn)子輸出軸8指向第二定子5，而位于圓環(huán)形凹形槽內(nèi)左側(cè)面上的第二轉(zhuǎn)子永磁體6-1的充磁方向?yàn)閺淖笾赶蛴?，而位于圓環(huán)形凹形槽內(nèi)右側(cè)面上的第二轉(zhuǎn)子永磁體6-1的充磁方向?yàn)閺挠抑赶蜃蟆?br> 當(dāng)所述永磁體單元中的三個(gè)第二轉(zhuǎn)子永磁體6-1形成指向凹槽外的磁場時(shí)，位于圓環(huán)形凹形槽內(nèi)的底面的第二轉(zhuǎn)子永磁體6-l的充磁方向從第二定子5指向永磁轉(zhuǎn)子輸出軸8，而位于圓環(huán)形凹形槽內(nèi)左側(cè)面上的第二轉(zhuǎn)子永磁體6-1的充磁方向?yàn)閺挠抑赶蜃螅挥趫A環(huán)形凹形槽內(nèi)右側(cè)面上的第二轉(zhuǎn)子永磁體6-l的充磁方向?yàn)閺淖笾赶蛴摇?br> 圖9、圖10和圖11是當(dāng)m=3時(shí)，本實(shí)施方式所述的無刷饋電爪極復(fù)合電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
上述三個(gè)實(shí)施方式僅僅給出本發(fā)明的無刷饋電爪極復(fù)合電機(jī)的三種實(shí)例，而本發(fā)明所述的無刷饋電爪極復(fù)合電機(jī)中的第二定子5和第二永磁轉(zhuǎn)子6可以采用現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)組成多相永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)即可，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于上面三種結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1、無刷饋電爪極復(fù)合電機(jī)，它由端蓋(7)、殼體(1)、第一定子(2)、爪極轉(zhuǎn)子(3)、第一永磁轉(zhuǎn)子(4)、第二永磁轉(zhuǎn)子(6)、第二定子(5)、爪極轉(zhuǎn)子輸出軸(9)和永磁轉(zhuǎn)子輸出軸(8)組成；以第一定子(2)相對(duì)于第二定子(5)側(cè)為左側(cè)，以第二定子(5)相對(duì)于第一定子(2)側(cè)為右側(cè)；第一定子(2)固定在殼體(1)的內(nèi)側(cè)壁上，第一永磁轉(zhuǎn)子(4)固定在永磁轉(zhuǎn)子輸出軸(8)上，爪極轉(zhuǎn)子(3)位于第一定子(2)與第一永磁轉(zhuǎn)子(4)之間，所述爪極轉(zhuǎn)子(3)固定在爪極轉(zhuǎn)子輸出軸(9)上，并且所述爪極轉(zhuǎn)子(3)通過軸承與永磁轉(zhuǎn)子輸出軸(8)連接；爪極轉(zhuǎn)子(3)和第一定子(2)之間有氣隙L1；所述爪極轉(zhuǎn)子(3)與第一永磁轉(zhuǎn)子(4)之間有氣隙L2；第二定子(5)固定在殼體(1)的內(nèi)側(cè)壁上，并且位于第一定子(2)的右側(cè)，第二永磁轉(zhuǎn)子(6)固定在永磁轉(zhuǎn)子輸出軸(8)上，并且與第二定子(5)相對(duì)應(yīng)；第二定子(5)與第二永磁轉(zhuǎn)子(6)之間有氣隙L3，第二定子(5)由第二定子繞組(5-2)和第二定子鐵心(5-1)組成，第二永磁轉(zhuǎn)子(6)包括第二轉(zhuǎn)子永磁體(6-1)，所述第二定子(5)和第二永磁轉(zhuǎn)子(6)組成現(xiàn)有多相永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)；第一定子(2)由m個(gè)結(jié)構(gòu)相同的相單元沿軸向緊密排列組成；每個(gè)相單元均由鐵心(2-1)和繞組(2-2)構(gòu)成；每個(gè)鐵心(2-1)的截面為“凹”字形，“凹”字形的開口面向爪極轉(zhuǎn)子(3)，繞組(2-2)嵌在所述“凹”字形的開口中；爪極轉(zhuǎn)子(3)由支撐部分(3-1)和m個(gè)爪極單元(3-2)組成，每個(gè)爪極單元(3-2)由2n個(gè)爪極齒(3-2-1)沿圓周均勻分布排列組成圓環(huán)狀，相鄰兩個(gè)爪極齒(3-2-1)之間的爪極距離為d，圓周方向上相間分布的爪極齒(3-2-1)的頂端凸出部分連接成一體，所述頂端凸出部分的頂面形成一個(gè)圓環(huán)面，每個(gè)爪極單元(3-2)的2n個(gè)爪極齒(3-2-1)的頂面共形成兩個(gè)圓環(huán)面，且這兩個(gè)圓環(huán)面分別與對(duì)應(yīng)第一定子鐵心的“凹”字形開口的兩側(cè)凸出部分對(duì)齊；每個(gè)爪極齒(3-2-1)的底面朝向第一永磁轉(zhuǎn)子(4)，所有爪極齒(3-2-1)固定在支撐部分(3-1)上，在圓周方向上頂端凸出部分連接在一起的兩個(gè)爪極齒(3-2-1)的底面在圓周方向上不相鄰，在每個(gè)爪極單元(3-2)內(nèi)圓周方向上底面相鄰的兩個(gè)爪極齒(3-2-1)組成一個(gè)爪極對(duì)，m個(gè)爪極單元(3-2)沿軸向均勻排列，并且相鄰爪極單元(3-2)沿圓周方向錯(cuò)開2/m倍的爪極距離d所占的空間角度；第一永磁轉(zhuǎn)子(4)由轉(zhuǎn)子鐵心(4-2)和m個(gè)永磁體單元(4-1)組成，轉(zhuǎn)子鐵心(4-2)的外圓周表面有m個(gè)永磁體單元(4-1)，每個(gè)永磁體單元(4-1)是由2n個(gè)永磁體(4-1-1)沿圓周均勻分布排列組成，所述永磁體(4-1-1)沿徑向充磁，并且相鄰兩塊永磁體(4-1-1)的充磁方向相反，永磁體(4-1-1)嵌入轉(zhuǎn)子鐵心(4-2)的外表面中或固定在轉(zhuǎn)子鐵心(4-2)的外表面上，m個(gè)永磁體單元(4-1)沿軸向均勻分布；所述m和n均為大于0的整數(shù)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的無刷饋電爪極復(fù)合電機(jī)，其特征在于所述第一 定子上的繞組(2-2)和第二定子繞組(5-2)采用星形接法或角形接法。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無刷饋電爪極復(fù)合電機(jī)，其特征在于所述第 二定子鐵心(5-1)為圓環(huán)形，其內(nèi)表面上開有多個(gè)槽，所述多個(gè)槽的開口中 心線都圍繞第二定子(5)的軸心線均勻分布，第二定子繞組(5-2)嵌在所述 槽內(nèi)；第二永磁轉(zhuǎn)子(6)的外表面固定有多個(gè)第二轉(zhuǎn)子永磁體(6-1)，所述 多個(gè)第二轉(zhuǎn)子永磁體(6-1)沿圓周方向均勻分布，所述第二轉(zhuǎn)子永磁體(6-1) 沿徑向充磁，并且相鄰兩塊第二轉(zhuǎn)子永磁體(6-1)的充磁方向相反。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的無刷饋電爪極復(fù)合電機(jī)，其特征在于所述第二 永磁轉(zhuǎn)子(6)中的第二轉(zhuǎn)子永磁體(6-1)嵌入第二永磁轉(zhuǎn)子(6)的外表面 中或者固定在所述第二永磁轉(zhuǎn)子(6)的外表面上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無刷饋電爪極復(fù)合電機(jī)，其特征在于所述 第二定子鐵心(5-1)為圓環(huán)形，并且固定在殼體(1)右端面的內(nèi)壁上，所述 第二定子鐵心(5-1)的左側(cè)端面上沿徑向開有多個(gè)齒，所述多個(gè)齒以永磁轉(zhuǎn) 子輸出軸(8)為中心對(duì)稱均勻分布，第二定子繞組(5-2)纏繞在所述齒上， 第二永磁轉(zhuǎn)子(6)為圓盤形，在所述第二永磁轉(zhuǎn)子(6)與第二定子(5)相 對(duì)的表面上固定有多個(gè)第二轉(zhuǎn)子永磁體(6-l)，所述多個(gè)第二轉(zhuǎn)子永磁體(6-l) 以永磁轉(zhuǎn)子輸出軸(8)為中心呈放射線狀均勻排列，每個(gè)第二轉(zhuǎn)子永磁體(6-l) 的充磁方向與永磁轉(zhuǎn)子輸出軸(8)的軸心線相平行，并且相鄰兩個(gè)第二轉(zhuǎn)子 永磁體(6-1)的充磁方向相反。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的無刷饋電爪極復(fù)合電機(jī)，其特征在于所述第二 永磁轉(zhuǎn)子(6)中的第二轉(zhuǎn)子永磁體(6-1)嵌入第二永磁轉(zhuǎn)子(6)的外表面中或者固定在所述第二永磁轉(zhuǎn)子(6)的外表面上。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無刷饋電爪極復(fù)合電機(jī)，其特征在于所述第 二定子鐵心(5-1)為為圓環(huán)形，所述鐵心的側(cè)壁上均勻開有多個(gè)環(huán)形凹槽， 并且所述多個(gè)環(huán)形凹槽以永磁轉(zhuǎn)子輸出軸(8)為中心對(duì)稱分布，第二定子繞 組(5-2)嵌入所述環(huán)形凹槽內(nèi)，第二永磁轉(zhuǎn)子(6)為厚圓盤形，在所述厚圓 盤的外圓周側(cè)壁上開有圓環(huán)形凹形槽，在所述圓環(huán)形凹形槽內(nèi)的底面和兩個(gè)側(cè) 面上固定有多個(gè)第二轉(zhuǎn)子永磁體(6-1)，所述圓環(huán)形凹形槽內(nèi)的底面和兩個(gè)側(cè) 面上的多個(gè)第二轉(zhuǎn)子永磁體(6-1)均勻分布，并且均以永磁轉(zhuǎn)子輸出軸(8) 為中心對(duì)稱，位于圓環(huán)形凹形槽內(nèi)的不同平面上的、相鄰的三個(gè)第二轉(zhuǎn)子永磁 體(6-1)對(duì)齊組成一個(gè)永磁體單元，所述永磁體單元形成指向凹槽內(nèi)或者凹 槽外的磁場，相鄰永磁體單元的磁場方向相反，第二定子(5)與所述圓環(huán)形 凹形槽內(nèi)的底面、兩個(gè)側(cè)面上的第二轉(zhuǎn)子永磁體(6-1)之間留有氣隙L3。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的無刷饋電爪極復(fù)合電機(jī)，其特征在于所述永磁 體單元中的三個(gè)第二轉(zhuǎn)子永磁體(6-1)中，位于圓環(huán)形凹形槽內(nèi)的底面的第 二轉(zhuǎn)子永磁體(6-1)為徑向充磁，而位于圓環(huán)形凹形槽內(nèi)側(cè)面上的兩個(gè)第二 轉(zhuǎn)子永磁體(6-1)為軸向充磁。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的無刷饋電爪極復(fù)合電機(jī)，其特征在于所述永磁 體單元中的三個(gè)第二轉(zhuǎn)子永磁體(6-1)形成指向凹槽內(nèi)的磁場是指位于圓 環(huán)形凹形槽內(nèi)的底面的第二轉(zhuǎn)子永磁體(6-1)的充磁方向從永磁轉(zhuǎn)子輸出軸(8)指向第二定子(5)，而位于圓環(huán)形凹形槽內(nèi)左側(cè)面上的第二轉(zhuǎn)子永磁體 (6-1)的充磁方向?yàn)閺淖笾赶蛴?，而位于圓環(huán)形凹形槽內(nèi)右側(cè)面上的第二轉(zhuǎn) 子永磁體(6-1)的充磁方向?yàn)閺挠抑赶蜃螅凰鲇来朋w單元中的三個(gè)第二轉(zhuǎn) 子永磁體(6-1)形成指向凹槽外的磁場是指位于圓環(huán)形凹形槽內(nèi)的底面的 第二轉(zhuǎn)子永磁體(6-1)的充磁方向從第二定子(5)指向永磁轉(zhuǎn)子輸出軸(8)， 而位于圓環(huán)形凹形槽內(nèi)左側(cè)面上的第二轉(zhuǎn)子永磁體(6-1)的充磁方向?yàn)閺挠?指向左，而位于圓環(huán)形凹形槽內(nèi)右側(cè)面上的第二轉(zhuǎn)子永磁體(6-1)的充磁方 向?yàn)閺淖笾赶蛴摇?br> 全文摘要
無刷饋電爪極復(fù)合電機(jī)，它涉及永磁電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，它解決了現(xiàn)有串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式驅(qū)動(dòng)裝置中發(fā)動(dòng)機(jī)和系統(tǒng)其它部件不能高效配合，使整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、且不能有效將動(dòng)力輸出的問題。本發(fā)明的第一定子固定在殼體內(nèi)，第一永磁轉(zhuǎn)子固定在永磁轉(zhuǎn)子輸出軸上，爪極轉(zhuǎn)子位于第一定子與第一永磁轉(zhuǎn)子之間，并且固定在爪極轉(zhuǎn)子輸出軸上，還通過軸承與永磁轉(zhuǎn)子輸出軸連接；第二定子固定在殼體的內(nèi)側(cè)壁上，并且位于第一定子的右側(cè)，第二永磁轉(zhuǎn)子固定在永磁轉(zhuǎn)子輸出軸上，并且與第二定子相對(duì)應(yīng)；第二定子和第二永磁轉(zhuǎn)子組成現(xiàn)有多相永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明能夠提供兩個(gè)轉(zhuǎn)軸之間的轉(zhuǎn)矩差值和轉(zhuǎn)速差值，適用于需要在不同轉(zhuǎn)速的兩個(gè)機(jī)械轉(zhuǎn)軸同時(shí)工作的工業(yè)技術(shù)中。
文檔編號(hào)H02K16/00GK101667768SQ20091017928
公開日2010年3月10日 申請(qǐng)日期2009年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月1日
發(fā)明者佟誠德, 芊 吳, 白金剛, 萍 鄭, 義 隋 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)