直驱式磁性传动与双定子结构的复合永磁电机

摘要

直驱式磁性传动与双定子结构的复合永磁电机，是将双定子空心转子结构的新型永磁电机与磁性齿轮传动技术融为一体，以直接实现电能和低转速大力矩机械能相互转换的新型直驱式复合永磁电机，可广泛应用于风力发电、水力发电、电动汽车、船舰驱动及其它需要直接驱动的工业传动领域。其特征是：由圆盘形状的磁性传动齿轮副I、双定子结构永磁电机II复合组成一体化结构，利用横向磁场的磁性传动齿轮副I来实现高速和低速机械动能的变速传动；并利用径向磁场的双定子结构永磁电机II来实现机电能量转换，其磁路结构为空心永磁转子的两异极性永磁极间直接串联内、外两台定子而构成闭合磁路，三者之间呈径向同心式结构且存在两个气隙。

主权项

直驱式磁性传动与双定子结构的复合永磁电机，其特征是：一、直驱式磁性传动与双定子结构的复合永磁电机由圆盘形状的磁性传动齿轮副(I)、双定子结构永磁电机(II)复合组成，并与前端盖(1)、后端盖(16)、机壳(13)、轴承一(4)、轴承二(7)、轴承三(14)等结构零件装配集成为一整体；二、直驱式磁性传动与双定子结构的复合永磁电机的磁性传动齿轮副(I)的低速轮、高速轮呈扁平的圆盘形状，低速轮盘(8)上装配2ps个低速永磁体磁极(6)，空心转子前盖(10)上装配2pr个高速永磁体磁极(9)构成磁性传动齿轮副(I)的高速轮，低速轮与高速轮之间装配有起调制气隙磁场作用的调磁栅支架(2)和Zg个铁磁导磁极(3)且彼此间均有气隙，三者之间通过气隙平面的横向磁场耦合，彼此间无机械接触和摩擦且成同轴线分布；低速轮转轴(5)的转速ns和力矩Ts、高速轮的空心转子前盖(10)的转速nr和力矩Tr、磁性传动齿轮副(I)的传动效率η、铁磁导磁极(3)的导磁极数Zg、低速轮永磁体磁极(6)的极对数ps、高速轮永磁体磁极(9)的极对数pr满足以下关系约束：1≤pr＜ps，Zg＝ps+pr， n s n r = p r p s = p r | Z g - p r | , 对电动机工况有 T s T r = p s p r × η = | Z g - p r | p r × η , 对发电机工况有 T r T s = p r p s × η = | Z g - p s | p s × η  其中，极对数ps和pr是相互为一奇数、一偶数的正整数对，传动效率η为大于90％和小于100％之间的正百分数；三、直驱式磁性传动与双定子结构的复合永磁电机的双定子结构永磁电机(II)的定子采用内外双定子结构，内定子铁芯(23)的均布槽中嵌装有三相对称的内定子绕组(24)，外定子铁芯(20)的均布槽中也嵌装有三相对称的外定子绕组(19)；转子为无磁轭铁芯的永磁式空心圆桶形结构，安装于内外两定子之间，与双定子间均有气隙，多片平板式结构的同极性电机永磁体(22)组成一磁极并内嵌入由铁磁材料制成的磁极圆环铁芯(21)的磁钢槽内，电机磁路结构为2pm个磁极的电机永磁体(22)的两异极性面直接串联两台定子而构成闭合磁路。