[實用新型]一種電動自行車用小功率盤式雙轉子電機

無效

• 申請號: 200820193572.6
• 申請日: 2008-12-09
• 公開（公告）號: CN201323513Y
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發明（設計）人: 龐珽;黃聲華;萬山明;陳驍;王雙紅
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H02K16/02
• 分類號: H02K16/02;H02K1/27;H02K7/116;H02K13/00;H02K11/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心
• 代理人: 曹葆青

技術領域

本實用新型屬于交流電機及其控制技術領域，具體涉及一種用于電動自行車的小功率盤式雙轉子電機。

背景技術

隨著石油資源的日益匱乏，燃油價格不斷攀升，燃油的使用給生態帶來了嚴重的污染問題，這都迫使人們努力尋找廉價的新型車用能源。在這個環境下，電動汽車被人們提上議事日程。然而在電動汽車技術很不成熟的今天，混合動力電動汽車成為了過渡產品的首選。混合動力電動汽車主要分為串聯式混合動力、并聯式混合動力以及將兩者結合的混聯式混合動力，各種方式各有優缺點。目前成功開發出的混合動力汽車產品有豐田(Toyota)公司的普雷斯(Pruise)和本田(Honda)公司的思裕(Civic)。Pruise采用了經典的行星齒輪結構，成為人們研究混合動力電動汽車的典范。

20世紀90年代，瑞典皇家工學院(Royal?Institute?of?Technology，Sweden)研究出一種雙轉子的新型電機，這種電機主要用在混合動力汽車中，綜合了三種混合動力方式的優點，詳見E.Nordlund，TheFour-Quadrant?Transducer?System?for?Hybrid?Electric?Vehicles.Doctor’sthesis，Royal?Institute?of?Technology，Stockholm，May，2005，ISBN91-7178-057-2，ISSN?1650-674X。

我國是自行車、摩托車大國，將雙轉子電機應用于電動自行車，混合動力摩托車有著相當廣闊的前景。但是目前有關雙轉子電機的研究還停留在汽車領域，未有有關電動自行車用雙轉子電機的技術方案被公布。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種電動自行車用小功率盤式雙轉子電機，提供人力、電力以及燃油的混合動力，通過簡單的電能變換，實現電力和人力驅動時車輛的無級變速。

一種電動自行車用小功率盤式雙轉子電機，由機械部分和電氣部分組成，機械部分從左向右依次包括定子1、從動轉子2和原動轉子3，從動轉子2通過軸承轉動連接分別與定子1和原動轉子3相接，其特征在于：定子1、從動轉子2以及原動轉子3為盤式結構，從動轉子2的左右表面分別貼裝梯形波磁場永磁體6和正弦波磁場永磁體7，原動轉子3的外表面繞其軸心裝有齒輪11；電氣部分包括定子繞組4、原動轉子繞組5、滑環12，電刷13，直流電源17和電能變換器，定子繞組4與梯形波磁場永磁體6之間產生梯形波磁場，原動轉子繞組5與正弦波磁場永磁體7之間產生正弦波磁場；滑環12安裝于原動轉子3表面，并與原動轉子繞組5的端部相接觸；電刷13的一端連接滑環12，另一端通過電能變換器連接定子繞組4。

所述電能變換器包括相控整流器14和電子換向器15，相控整流器14的交流側與電刷13相接，電子換向器15的交流側與定子繞組4相接，相控整流器14和電子換向器15的直流側相接。

在所述相控整流器14和電子換向器15之間并聯有直流-直流變換器16，直流-直流變換器與直流電源相連接。

所述直流電源是蓄電池或者超級電容器。

所述滑環12安裝于原動轉子3表面靠近軸心位置處。

本實用新型的技術效果體現為：

當人力通過鏈條驅動原動轉子旋轉的時候，原動轉子中的繞組與從動轉子的永磁體發生感應，在原動轉子繞組中感應出電勢，通過對相控整流器的控制，就可以從原動轉子繞組中輸出功率，而且通過對整流角的控制可以控制電功率的大小。這部分功率被整流為直流后通過電子換向器送給定子繞組，定子繞組與從動轉子另外一套永磁體發生感應，將這部分電功率轉化為機械功率送給車輛。原動轉子與從動轉子感應的過程中，也會帶著從動轉子以某一個轉差的速度旋轉，也就是說，從外界輸入到原動轉子的功率一部分轉化為電能，通過整流器輸出，另外一部分直接以機械能的形式傳遞到從動轉子上，供給車輛運行需要。由功率和力矩平衡關系也可以很容易的得出原動轉子上感應電功率的大小決定了原動轉子與從動轉子之間的轉差速度，所以其實也就決定了車輛的運行速度，定子與從動轉子之間的感應作用只用于增加從動轉子上的轉矩而不影響其轉速。當人以一定速度騎車時，通過控制原動轉子上感應電功率大小，車輛就可以實現連續可調的無級變速。同時，直流電源的參與還可以調節期間功率的關系，使車輛運行于人力，電力混合驅動狀態或者人力驅動，同時給電源充電的狀態。

本實用新型采用雙轉子電機，將發電機和電動機集成，使得結構緊湊，而且可以實現無級變速，并且將傳統雙機械端口電機的正弦波磁場改為梯形波磁場，簡化了控制。

附圖說明