[發明專利]無定子的兩電刷雙轉子外圈永磁體同步電機

有效

• 申請號: 201210580965.3
• 申請日: 2012-12-27
• 公開（公告）號: CN103051124A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 殷承良;張希;沈輝
• 申請（專利權）人: 上海伊節動力科技有限公司
• 主分類號: H02K16/02
• 分類號: H02K16/02;H02K1/26;H02K1/27;H02K5/16
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及電機技術領域，具體是一種無定子的兩電刷雙轉子外圈永磁體同步電機。

背景技術

雙轉子電機具有兩個轉速彼此獨立的轉子及轉軸，可實現雙軸獨立驅動，因此在多種場合具有廣闊的應用前景，例如混合動力汽車的電驅動系統、汽車和風力發電機的電無級變速器以及現代機床數控轉臺等。

目前國內外已經公發的雙轉子永磁電機是由外轉子永磁電機和一臺內轉子永磁電機套在一起并共用一個定子的新型電機。但因其可以看成兩個獨立的普通電機，所以必須要有兩個控制器，使得控制機構比較復雜，并且對于電機本體，因為結構上還存在定子部分，因此體積較大。同時其逆變器在電機外固定，逆變器輸出端與電機輸入端的連接基本都采用三電刷的連接方式，電刷數的增加會導致磨損故障概率的增加。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述問題，提供了一種無定子的兩電刷雙轉子外圈永磁體同步電機。

本發明是通過以下技術方案實現的。

一種無定子的兩電刷雙轉子外圈永磁體同步電機，包括機殼、外轉子和內轉子，所述外轉子包括外轉軸，所述外轉軸的內端設置在機殼內部，外轉軸的內端上沿圓周方向交錯設置永磁體，所述外轉軸的內端端部設有端蓋，所述外轉軸的外端伸出機殼的第一端外；所述內轉子包括內轉軸，所述內轉軸的內端設置在外轉子內部，內轉軸的內端上與永磁體相對應處設有內轉子鐵芯以及嵌入內轉子鐵芯的內轉子繞組，所述內轉軸的外端伸出與機殼第一端相對的第二端外，內轉軸的外端上靠近端部處設有兩個滑環，所述兩個滑環上分別連接電刷；所述機殼內部機殼第二端與內轉子鐵芯之間的內轉軸上設有逆變器。

所述逆變器與內轉軸固定連接并一起旋轉，逆變器輸出端通過三相線纜與內轉子繞組連接。

所述無定子的兩電刷雙轉子外圈永磁體同步電機，還包括蓄電池，所述蓄電池輸出端直接與電刷相連接。

所述逆變器將經電刷和滑環傳遞過來的蓄電池的直流電變成所需的交流控制電壓，用于調節電機的電磁轉矩以及內轉子和外轉子的轉速差。

所述無定子的兩電刷雙轉子外圈永磁體同步電機，包括以下能量雙向流動：

-電動狀態，能量由蓄電池經電刷、滑環和逆變器送到電機，電能轉化為機械能；

-放電狀態，能量由電機經逆變器、滑環和電刷送到蓄電池，機械能轉化為電能。

所述內轉子鐵芯為圓環形，其外圓周表面沿軸向開有若干個槽，所述若干個槽的開口中心線圍繞內轉軸均勻分布，內轉子繞組分別嵌入所述槽內形成三相繞組。

所述內轉軸的外端通過內轉子-機殼間軸承與機殼轉動連接，所述內轉軸的內端通過內轉子-外轉子間軸承與外轉軸轉動連接，形成內轉子獨立轉動；所述外轉子通過外轉子軸承與機殼轉動連接，其端蓋通過端蓋軸承與內轉軸轉動連接，形成外轉子獨立轉動。

所述內轉軸為輸入軸，相應地，所述外轉軸為輸出軸；或

所述內轉軸為輸出軸，相應地，所述外轉軸為輸入軸。

所述內轉軸的內端端部與外轉軸之間設有氣隙。

與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：

本發明提供的無定子的兩電刷雙轉子外圈永磁體同步電機，只設有外轉子和內轉子，取消了固定在機殼上的定子，因此電機制作復雜程度得到很大的降低，電機本體體積能得到減小。

同時，本發明將逆變器置于電機機殼內，與內轉軸固定，隨著內轉軸一起旋轉，蓄電池通過電刷與滑環連接，為逆變器提供直流電，因此本發明的電機只需用到2個電刷和滑環，緩解了一般三電刷雙轉子電機在運行穩定性和使用壽命方面存在的問題。

另外，由于本發明只需一個控制器，控制比較方便。控制器將經電刷和滑環傳遞過來的蓄電池的直流電壓電流進行變換，產生所需的交流控制電壓和電流，直接送給本發明電機的內轉子繞組，以控制磁場的變化來達到控制電機輸出轉速與輸出轉矩的目的。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯：

圖1為本發明整體結構示意圖；

圖中，1為機殼；2為外轉子軸承；3為外轉軸；4為內轉軸；5為內轉子-外轉子間軸承；6為永磁體；7為內轉子鐵芯；8為內轉子繞組；9為端蓋；10為端蓋軸承；11為滑環；12為電刷；13為蓄電池；14為逆變器；15為內轉子-機殼間軸承15。

具體實施方式