[發明專利]控制器旋轉的無定子無刷雙轉子外圈永磁體同步電機

有效

• 申請號: 201210581103.2
• 申請日: 2012-12-27
• 公開（公告）號: CN103078458A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 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;H02K11/00
• 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，具體是一種控制器旋轉的無定子無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中存在的上述不足，提供了一種控制器旋轉的無定子無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。

一種控制器旋轉的無定子無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，所述內轉軸的外端設置在外轉子的外部，所述內轉軸的外端端部伸出與機殼第一端相對的第二端外；所述機殼內內轉軸的外端上靠近外轉軸內端端部處設有逆變器，所述機殼內內轉軸的外端上靠近機殼第二端處設有感應器結構，所述逆變器與感應器結構之間設有整流器。

所述感應器結構包括設置在機殼第二端內的感應器殼體以及設置在感應器殼體內的感應線圈和鼠籠式鋁條結構，還包括蓄電池，其中：

-蓄電池，直接與感應線圈相連；

-感應線圈，固定在感應器殼體上，通過蓄電池通入直流電后，上下兩組線圈產生的磁場方向正好相反，且均與內轉軸的外端在空間上保持垂直；

-鼠籠式鋁條結構，其上下兩部分的感應磁力方向一致，固定在內轉軸的外端上并隨內轉軸的外端旋轉，不斷切割感應線圈產生應磁力?；颍?/p>

所述感應器結構包括設置在機殼第二端內的感應器殼體以及設置在感應器殼體內的感應永磁體和鼠籠式鋁條結構，其中：

-感應永磁體，固定在感應器殼體上，產生的磁場方向正好相反，且均與內轉軸的外端在空間上保持垂直；

-鼠籠式鋁條結構，其上下兩部分的感應磁力方向一致，固定在內轉軸的外端上并隨內轉軸的外端旋轉，不斷切割感應永磁體產生感應磁力。

所述整流器固定在內轉軸的外端上并與內轉軸的外端一起旋轉，所述感應器結構的感應磁力經整流器變成直流電，所述直流電通過整流器整流后的電壓方向始終一致。

所述逆變器將經整流器整流過的感應磁力變換成所需的三相交流電，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，用于與外部旋轉體連接并接受驅動，相應地，所述外轉軸為輸出軸。

所述逆變器與內轉軸的外端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。

所述內轉軸的內端端部與外轉軸之間設有微小氣隙。

本發明提供的控制器旋轉的無定子無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，蓄電池與感應器中的感應線圈相連，通過鼠籠式鋁條結構產生感應電動勢，經整流器為逆變器輸入直流電，因此本發明的電機不需要電刷和滑環，不存在了一般三電刷的雙轉子電機在運行穩定性和使用壽命方面存在的問題。