[發(fā)明專利]徑向-徑向磁場(chǎng)電磁行星齒輪功率分配器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410757491.4
• 申請(qǐng)日: 2014-12-10
• 公開（公告）號(hào): CN104377915A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭萍;白金剛;程路明;王偉男;周承豫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H02K16/00
• 分類號(hào): H02K16/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 張宏威

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種復(fù)合結(jié)構(gòu)電機(jī)構(gòu)成的功率分配器，屬于汽車電機(jī)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的燃油消耗和尾氣排放污染是舉世關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。使用電動(dòng)汽車可實(shí)現(xiàn)低能耗、低排放，但由于作為電動(dòng)汽車的關(guān)鍵部件之一的電池其能量密度、壽命、價(jià)格等方面的問(wèn)題，使得電動(dòng)汽車的性價(jià)比無(wú)法與傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車相抗衡，在這種情況下，融合內(nèi)燃機(jī)汽車和電動(dòng)汽車優(yōu)點(diǎn)的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展迅速，成為新型汽車開發(fā)的熱點(diǎn)。

現(xiàn)有串聯(lián)式驅(qū)動(dòng)裝置的特點(diǎn)是：可使發(fā)動(dòng)機(jī)不受汽車行駛工況的影響，始終在其最佳的工作區(qū)穩(wěn)定運(yùn)行，并可選用功率較小的發(fā)動(dòng)機(jī)，但需要功率足夠大的發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出需全部轉(zhuǎn)化為電能再變?yōu)轵?qū)動(dòng)汽車的機(jī)械能，由于機(jī)電能量轉(zhuǎn)換和電池充放電的效率較低，使得燃油能量的利用率比較低；并聯(lián)式驅(qū)動(dòng)裝置能量利用率相對(duì)較高，但發(fā)動(dòng)機(jī)工況要受汽車行駛工況的影響，因此不適于變化頻繁的行駛工況，相比于串聯(lián)式結(jié)構(gòu)，需要較為復(fù)雜的變速裝置和動(dòng)力復(fù)合裝置以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；混聯(lián)式驅(qū)動(dòng)裝置融合了串聯(lián)式和并聯(lián)式的優(yōu)點(diǎn)，由于整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的能量流動(dòng)更加靈活，因此發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)等部件能夠進(jìn)一步得到優(yōu)化，從而使整個(gè)系統(tǒng)效率更高。但是仍然需要較為復(fù)雜的變速裝置和動(dòng)力復(fù)合裝置以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。

在上述驅(qū)動(dòng)裝置中，存在發(fā)動(dòng)機(jī)和系統(tǒng)其他部件不能協(xié)調(diào)配合的問(wèn)題，使整個(gè)系統(tǒng)存在體積笨重、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、耗能大、尾氣排放量大的問(wèn)題，而不能有效的將動(dòng)力輸出。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式驅(qū)動(dòng)裝置中發(fā)動(dòng)機(jī)和系統(tǒng)其他部件不能簡(jiǎn)單高效配合，從而使整個(gè)系統(tǒng)存在體積笨重、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本偏高、性能受限，而不能有效地將動(dòng)力輸出的問(wèn)題，提供了一種徑向-徑向磁場(chǎng)電磁行星齒輪功率分配器。

本發(fā)明所述徑向-徑向磁場(chǎng)電磁行星齒輪功率分配器，在殼體內(nèi)并列設(shè)置有徑向雙轉(zhuǎn)子電機(jī)和徑向轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)電機(jī)，所述徑向雙轉(zhuǎn)子電機(jī)包括第一定子、第一永磁轉(zhuǎn)子、調(diào)磁轉(zhuǎn)子、調(diào)磁轉(zhuǎn)子輸出軸和永磁轉(zhuǎn)子輸出軸，所述徑向轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)電機(jī)包括第二定子和第二永磁轉(zhuǎn)子，永磁轉(zhuǎn)子輸出軸同時(shí)作為徑向轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸，

徑向轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)電機(jī)的第二定子固定在殼體的內(nèi)圓表面上，第二永磁轉(zhuǎn)子固定在永磁轉(zhuǎn)子輸出軸上，第二定子與第二永磁轉(zhuǎn)子之間存在徑向氣隙L3；

徑向雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的第一定子固定在殼體的內(nèi)圓表面上，第一定子內(nèi)部由外向內(nèi)依次設(shè)置有第一永磁轉(zhuǎn)子和調(diào)磁轉(zhuǎn)子；調(diào)磁轉(zhuǎn)子固定在調(diào)磁轉(zhuǎn)子輸出軸上，調(diào)磁轉(zhuǎn)子輸出軸的一端通過(guò)第二軸承和第四軸承與第一永磁轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)連接，調(diào)磁轉(zhuǎn)子輸出軸的另一端從殼體的一個(gè)端蓋伸出，且通過(guò)第一軸承與殼體轉(zhuǎn)動(dòng)連接；第一永磁轉(zhuǎn)子位于第一定子與調(diào)磁轉(zhuǎn)子之間，永磁轉(zhuǎn)子輸出軸的一端固定在第一永磁轉(zhuǎn)子上，永磁轉(zhuǎn)子輸出軸的另一端從殼體的另一個(gè)端蓋伸出，且通過(guò)第三軸承與殼體轉(zhuǎn)動(dòng)連接；

第一永磁轉(zhuǎn)子和第一定子之間存在徑向氣隙L1；第一永磁轉(zhuǎn)子與調(diào)磁轉(zhuǎn)子之間存在徑向氣隙L2；調(diào)磁轉(zhuǎn)子輸出軸和永磁轉(zhuǎn)子輸出軸的軸線重合；

第一定子由第一定子鐵心和m相第一定子繞組構(gòu)成，第一定子繞組通有m相對(duì)稱交流電流時(shí)，形成2p極數(shù)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，m、p為正整數(shù)；

第一永磁轉(zhuǎn)子為極對(duì)數(shù)為n的轉(zhuǎn)子，n為正整數(shù)；

調(diào)磁轉(zhuǎn)子由調(diào)磁轉(zhuǎn)子鐵心和q個(gè)突起單元構(gòu)成，q個(gè)突起單元沿圓周方向均勻分布排列，q為正整數(shù)；

且滿足p＝|hn+kq|關(guān)系式成立，其中，h是正奇數(shù)，k是整數(shù)。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明所述徑向-徑向磁場(chǎng)電磁行星齒輪功率分配器為復(fù)合結(jié)構(gòu)的電機(jī)，具有兩個(gè)轉(zhuǎn)軸，這兩個(gè)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速彼此獨(dú)立且轉(zhuǎn)速可調(diào)，兩個(gè)轉(zhuǎn)軸輸出的轉(zhuǎn)矩彼此獨(dú)立且轉(zhuǎn)矩可調(diào)，這樣可以使一個(gè)轉(zhuǎn)軸實(shí)現(xiàn)高速小轉(zhuǎn)矩運(yùn)行，另一個(gè)轉(zhuǎn)軸實(shí)現(xiàn)低速大轉(zhuǎn)矩運(yùn)行。

本發(fā)明在與內(nèi)燃機(jī)結(jié)合使用時(shí)，能使內(nèi)燃機(jī)不依賴于路況，始終運(yùn)行在最高效率區(qū)，從而降低了燃油消耗和尾氣排放，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗；它同時(shí)也能取代汽車中變速箱，離合器和飛輪等部件，使汽車結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，成本降低。它能通過(guò)電子器件實(shí)現(xiàn)汽車的速度駕駛控制、寬范圍平穩(wěn)調(diào)速；同時(shí)還具有不需要復(fù)雜的冷卻裝置、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。它還可應(yīng)用在不同轉(zhuǎn)速的兩個(gè)機(jī)械轉(zhuǎn)軸同時(shí)工作的工業(yè)裝置中。

本發(fā)明屬于無(wú)刷結(jié)構(gòu)，克服了有刷復(fù)合結(jié)構(gòu)電機(jī)因采用電刷滑環(huán)饋電結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致的運(yùn)行效率下降、可靠性降低以及經(jīng)常需要對(duì)電刷等部件進(jìn)行維護(hù)等問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1是實(shí)施方式二所述徑向-徑向磁場(chǎng)電磁行星齒輪功率分配器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的A-A剖視圖；