[發明專利]一種定子永磁式雙轉子電機的隔磁鼠籠外轉子結構

有效

• 申請號: 201310412763.2
• 申請日: 2013-09-12
• 公開（公告）號: CN103475119A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 莫麗紅;全力;朱孝勇;張濤;李淵;陳云云;邱海兵
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: H02K1/24
• 分類號: H02K1/24
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及一種雙轉子電機，具體是雙轉子電機的外轉子結構，屬于電機設計的領域。

背景技術

??雙轉子電機的結構特點是具有一個定子和內、外兩個轉子。大多數的雙轉子電機的外轉子上均有永磁體，存在固定困難、散熱不易的問題；對于外轉子上有永磁體的統一磁場類型的雙轉子電機，內外磁場容易相互影響，尤其是在弱磁控制時。

??在近年提出的定子永磁式雙轉子電機中，外轉子上無永磁體無繞組，為雙凸極結構，內外電機磁場為非統一磁場類型，內外電機磁場耦合遠小于統一磁場類型雙轉子電機，但是內外磁場耦合仍然存在，因此能否對內外電機磁場執行解耦是關系到能否對內外電機進行獨立精確控制的關鍵。

??傳統的電機中輸出轉矩的轉子軸通過轉子支架與電機疊片轉子連接，轉子支架既可以傳遞轉矩，又可以固定壓緊疊片，而雙轉子電機中外轉子內部有內轉子，筒形的外轉子轉矩的輸出依靠外轉子端面，且由于沒有空間安裝轉子支架和轉軸，無法固定壓緊疊片，故外轉子多采用實心鋼材料，導致損耗較大。

發明內容

?為克服現有技術中外轉子損耗大的問題，減小內外電機磁場耦合，本發明提出一種應用于定子永磁式雙轉子電機的隔磁鼠籠外轉子結構，并同時提供轉矩輸出端面。

??本發明采用的技術方案是：本發明由外轉子本體、非導磁條、固定端環、輸出端環構成，外轉子本體是采用硅鋼疊片疊壓而成的內外側凸極結構，在外轉子本體的外側凸極和內側凸極正對的磁軛中間部分布置多個沿圓周方向均布的封閉槽，在每個封閉槽中嵌有一個非導磁條；非導磁條的兩端均伸出外轉子本體之外，非導磁條的較短伸出端處用固定端環3固定連接外轉子本體，非導磁條的較長伸出端處用輸出端環固定連接外轉子本體。

??本發明提出的外轉子結構由于采用疊片及非導磁條和兩個端環的疊壓固定，可以減小轉子損耗，而且非導磁條還具有一定程度的隔磁作用，使得內外電機可以獨立控制；此外輸出端環提供了輸出外轉子轉矩的端面。?

附圖說明

圖1是本發明提出的隔磁鼠籠外轉子結構的拆分圖；

圖2是本發明提出的隔磁鼠籠外轉子結構的裝配圖；

圖3是圖2中外轉子本體的端面視圖；

圖4是永磁磁通切換雙轉子電機采用普通外轉子結構，且外永磁體工作，內永磁體不工作時的磁場分布圖；?

?圖5是永磁磁通切換雙轉子電機采用鼠籠外轉子結構，且外永磁體工作，內永磁體不工作時的磁場分布圖；

圖中：1.外轉子本體；2.非導磁條；3.固定端環；4.輸出端環；5.封閉槽組；6.硅鋼疊片；7.非導磁條的較短伸出端；8.非導磁條的較長伸出端；9.外側凸極；10.內側凸極；11.磁鏈。

具體實施方式

本發明提出的外轉子結構如圖1和圖2所示，由外轉子本體1、非導磁條2、固定端環3、輸出端環4構成。??

??外轉子本體1采用硅鋼疊片6疊壓而成，如圖3所示，外轉子本體1內外側均為凸極結構，在外側凸極9和內側凸極10正對的磁軛中間部分布置著一組封閉槽組5，封閉槽組5由多個沿圓周方向均布的封閉槽組成。封閉槽組5的軸心與外轉子本體1同軸心，封閉槽組5的徑向兩側壁為同心圓弧，同心圓弧與外轉子本體1同軸心，封閉槽的個數等于外轉子本體1上的轉子極數，內外側轉子極數相等。

在每個封閉槽中嵌有一個非導磁條2，封閉槽與非導磁條2之間的間隙用樹脂填充或用非導磁焊料與外轉子本體1焊接在一起，以消除非導磁條2的振動。

??非導磁條2的兩端均伸出外轉子本體1之外，在非導磁條2的較短伸出端7處用固定端環3焊接固定連接外轉子本體1，在非導磁條2的較長伸出端8處用輸出端環4焊接固定連接外轉子本體1。輸出端環4不僅可以固定非導磁條2，還可作為輸出外轉子轉矩的端面。非導磁條2、固定端環3及輸出端環4均采用非導磁材料。

??本發明的工作原理是：通過在外轉子本體1上的封閉槽組5中放置非導磁條2，一方面采用樹脂填充非導磁條2與封閉槽的間隙，或將非導磁條2與外轉子本體1用非導磁焊料焊接在一起來穩固非導磁條2，以避免其振動，另一方面利用固定端環3和輸出端環4將非導磁條2兩端分別固定，利用這個鼠籠結構實現固定壓緊外轉子本體1的硅鋼疊片6，從而實現減小損耗的目的。本發明可以減小內外電機磁場間的耦合，增加內外電機獨立控制的合理性，圖4及圖5為永磁磁通切換雙轉子電機在外永磁體單獨工作，內永磁體不工作時的磁場分布圖，其中圖4采用了普通雙凸極外轉子結構，外永磁體作用下存在少量磁鏈11流經內電機，圖5采用本發明所述的隔磁鼠籠外轉子結構，外永磁體作用下沒有磁鏈流經內電機，顯示出外導磁條2具有一定的隔磁作用，這是由于非導磁條2采用非導磁材料及其正對著凸極，從而可以截留一定的耦合磁鏈。本發明將輸出端環4作為外轉子轉矩輸出的端面，因為雙轉子電機中外轉子為筒形，且內部還有一個內轉子，所以外轉子不能像傳統電機的轉子那樣利用轉軸輸出轉矩，只能通過端面輸出轉矩。輸出端環4采用非導磁材料，因此不會帶來端部漏磁，此外可在輸出端環4內設有嵌槽，在嵌槽內放置輸出端部的非導磁條2，并將非導磁條2與輸出端環4焊接在一起，提高輸出端面的剛度和強度。