轴向-径向磁场调制型无刷复合结构电机

摘要

轴向-径向磁场调制型无刷复合结构电机，属于电机领域，本发明为解决现有串联式、并联式和混联式驱动装置中发动机和系统其他部件不能简单高效配合，从而使系统体积笨重、结构复杂、成本偏高、性能受限，不能有效将动力输出的问题。本发明将壳体分两部分，分别设置轴向双转子电机和径向转矩调节电机，轴向双转子电机的永磁转子由原动机带动形成2n极磁场，其定子形成2p极磁场，由具有q块导磁块和绝缘块的调制环转子的输出轴输出所需转速，且p＝|hn+kq|，其输出转速不依赖输入转速，实现无级变速；径向转矩调节电机根据实际负载需要，输入驱动转矩或者制动转矩，满足负载的实际转矩需求，使得调制环转子输出轴输入和输出的能量相平衡。

主权项

轴向‑径向磁场调制型无刷复合结构电机，其特征在于，壳体(4)通过分隔件被分成左右两部分，轴向双转子电机和径向转矩调节电机分别设置在壳体(4)的左右两部分内，所述轴向双转子电机包括两个第一定子(5)、调制环转子(6)、第一永磁转子(7)、永磁转子输出轴(1)和调制环转子输出轴(9)，所述径向转矩调节电机包括第二定子(11)和第二永磁转子(12)，调制环转子输出轴(9)同时作为径向转矩调节电机的转子轴，所述径向转矩调节电机的第二定子(11)固定在壳体(4)右部分的内侧壁上，第二永磁转子(12)固定在调制环转子输出轴(9)上，第二定子(11)与第二永磁转子(12)之间沿径向方向有气隙L3；所述轴向双转子电机的两个第一定子(5)中一个第一定子(5)的外圆环端面固定在壳体(4)左部分的左端面内壁上，另一个第一定子(5)的外圆环端面固定在壳体(4)左部分的右端面内壁上，第一永磁转子(7)固定在永磁转子输出轴(1)上，永磁转子输出轴(1)通过第一轴承(2)与壳体(4)的一侧端面转动连接，且通过第二轴承(3)和第四轴承(10)与调制环转子(6)转动连接，调制环转子(6)位于两个第一定子(5)之间、第一永磁转子(7)的外部，调制环转子输出轴(9)的一端固定在调制环转子(6)上，且调制环转子输出轴(9)通过第三轴承(8)与壳体(4)的分隔件转动连接、通过第五轴承(13)与壳体(4)的另一个端面转动连接；调制环转子(6)和第一定子(5)的圆环端面之间有气隙L1；调制环转子(6)与第一永磁转子(7)之间有气隙L2，第一定子(5)由第一定子铁心(5‑2)和m相第一定子绕组(5‑1)构成，第一定子绕组(5‑1)通有m相对称交流电流时，形成2p极数的旋转磁场，m、p为正整数；第一永磁转子(7)由第一永磁转子铁心(7‑2)和多个第一永磁体单元(7‑1)构成，第一永磁转子铁心(7‑2)为圆盘形，第一永磁转子铁心(7‑2)的两侧圆盘端面上对称设置第一永磁体单元(7‑1)，每个圆盘端面上设置的2n个第一永磁体单元(7‑1)以永磁转子输出轴(1)为中心呈放射线状均匀排布，第一永磁体单元(7‑1)沿轴向平行充磁，同一圆盘端面相邻两块第一永磁体单元(7‑1)的充磁方向相反，两侧圆盘端面上位置对称的两块第一永磁体单元(7‑1)充磁方向相同，第一永磁转子(7)旋转时，形成2n极数的永磁转子端面磁场，n为正整数；调制环转子(6)由转子支架(6‑3)、2q块导磁块(6‑1)和2q块绝缘块(6‑2)构成，转子支架(6‑3)是由两个圆端面和一个圆环构成的封闭框架，每个圆端面上交错设置q块导磁块(6‑1)和q块绝缘块(6‑2)，且以永磁转子输出轴(1)为中心呈放射线状均匀排布；且满足p＝|hn+kq|关系式成立，其中，h是正奇数，k是整数。