无定子的三电刷双转子外圈永磁体同步电机

摘要

本发明公开了一种无定子的三电刷双转子外圈永磁体同步电机，包括机壳、外转子和内转子，外转子包括外转轴，外转轴的内端设置在机壳内部，外转轴的内端上沿圆周方向交错设置永磁体，外转轴的内端端部设有端盖，外转轴的外端伸出机壳的第一端外；内转子包括内转轴，内转轴的内端设置在外转子内部，内转轴的内端上设有内转子铁芯以及嵌入内转子铁芯的内转子绕组，内转轴的外端伸出与机壳第一端相对的第二端外，内转轴的外端上靠近端部处设有三个滑环，三个滑环上分别连接有电刷，电刷上连接有逆变器。本发明结构简单，突破了一般电机只有一个旋转轴的限制，并省去了定子部分，可应用于多种场合。

主权项

一种无定子的三电刷双转子外圈永磁体同步电机，包括机壳、外转子和内转子，其特征在于，所述外转子包括外转轴，所述外转轴的内端设置在机壳内部，所述外转轴的内端上沿圆周方向交错设置永磁体，所述外转轴的内端端部设有端盖，所述外转轴的外端伸出机壳的第一端外；所述内转子包括内转轴，所述内转轴的内端设置在外转子内部，内转轴的内端上与永磁体相对应处设有内转子铁芯以及嵌入内转子铁芯的内转子绕组，所述内转轴的外端伸出与机壳第一端相对的第二端外，内转轴的外端上靠近端部处设有三个滑环，所述三个滑环上分别连接有电刷，所述电刷上连接有逆变器；还包括蓄电池，所述蓄电池输出端与逆变器的输入端相连接；所述逆变器输出端通过三个电刷分别与固定在内转轴上的三个滑环相连，用于向内转子绕组提供可控的三相交流电；所述内转轴为输入轴，相应地，所述外转轴为输出轴；或所述内转轴为输出轴，相应地，所述外转轴为输入轴；当要求输出轴转速与输入轴转速相等时，通过控制逆变器，将蓄电池的直流电变成三相电，使三相电的电频率为0，即控制内转子电流为直流，调节内转子电流大小使气隙磁场作用下所产生的电磁转矩和输出轴转矩平衡；当要求输出轴转速大于输入轴转速时，逆变器施加给内转子绕组一个与输入轴同方向旋转的电流矢量，控制电流矢量的大小，使气隙磁场的作用下产生的电磁转矩和输出轴转矩平衡，控制电流矢量对应的机械转速等于输入输出轴的转速差，即控制励磁电流矢量对应的转速与输入轴转速之和与输出轴转速相等；当要求输出轴转速小于输入轴转速时，逆变器施加给内转子绕组一个与输入轴反方向旋转的电流矢量，控制电流矢量的大小，使气隙磁场的作用下产生的电磁转矩和输出轴转矩平衡，控制电流矢量对应的机械转速等于输入输出轴的转速差，即控制励磁电流矢量对应的转速与输出轴转速之和与输入轴转速相等；所述逆变器将蓄电池的直流电变成所需的交流控制电压，通过电刷和滑环传递给内转子绕组，用于调节电机的电磁转矩以及内转子和外转子的转速差；包括以下能量双向流动：‑电动状态，能量由蓄电池经逆变器、电刷和滑环送到电机，电能转化为机械能；‑放电状态，能量由电机经滑环、电刷和逆变器送到蓄电池，机械能转化为电能。