[發(fā)明專利]軸向磁場(chǎng)電磁行星齒輪功率變速器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410757494.8
• 申請(qǐng)日: 2014-12-10
• 公開（公告）號(hào): CN104393725A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭萍;白金剛;于斌;范雨卉;劉家琦
• 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)明涉及一種雙轉(zhuǎn)子電機(jī)構(gòu)成的變速器，屬于汽車電機(jī)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

雙轉(zhuǎn)子電機(jī)具有兩個(gè)轉(zhuǎn)速彼此獨(dú)立的轉(zhuǎn)子以及轉(zhuǎn)軸，可實(shí)現(xiàn)雙軸獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，因此在電動(dòng)汽車、風(fēng)力發(fā)電、魚雷推進(jìn)等場(chǎng)合具有廣闊的應(yīng)用前景。

目前已有的雙轉(zhuǎn)子電機(jī)實(shí)現(xiàn)雙軸驅(qū)動(dòng)的普遍方法是將傳統(tǒng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子仍作為一個(gè)轉(zhuǎn)子，并連接一個(gè)轉(zhuǎn)軸，將傳統(tǒng)電機(jī)的定子旋轉(zhuǎn)起來作為另一個(gè)轉(zhuǎn)子，并連接另一個(gè)轉(zhuǎn)軸。其中，一個(gè)轉(zhuǎn)軸與原動(dòng)機(jī)相連作為能量的輸入端，另一個(gè)轉(zhuǎn)軸與負(fù)載相連作為能量的輸出端，通過調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)的定子繞組中電流的頻率，使輸入軸和輸出軸運(yùn)行在不同轉(zhuǎn)速下，從而實(shí)現(xiàn)原動(dòng)機(jī)與負(fù)載之間的能量流動(dòng)。但這種電機(jī)中旋轉(zhuǎn)的繞組需要通過電刷和滑環(huán)引入電流，這樣會(huì)導(dǎo)致運(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)等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是為了解決已有雙轉(zhuǎn)子電機(jī)中旋轉(zhuǎn)的繞組需要通過電刷和滑環(huán)引入電流，導(dǎo)致運(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)的問題，提供了一種軸向磁場(chǎng)電磁行星齒輪功率變速器。

本發(fā)明軸向磁場(chǎng)電磁行星齒輪功率變速器的第一種結(jié)構(gòu)：

發(fā)明所述軸向磁場(chǎng)電磁行星齒輪功率變速器包括殼體、兩個(gè)定子、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，

兩個(gè)定子的各有一個(gè)外圓環(huán)端面分別固定在殼體的左右端蓋內(nèi)壁上，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第二軸承和第四軸承與永磁轉(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左端蓋伸出，并通過第一軸承與殼體的左端蓋轉(zhuǎn)動(dòng)連接；永磁轉(zhuǎn)子位于兩個(gè)定子之間、調(diào)磁轉(zhuǎn)子的外部，永磁轉(zhuǎn)子輸出軸的一端固定在永磁轉(zhuǎn)子上，永磁轉(zhuǎn)子輸出軸的另一端從殼體的右端蓋伸出，并通過第三軸承與殼體的右端蓋轉(zhuǎn)動(dòng)連接；永磁轉(zhuǎn)子和兩個(gè)定子的圓環(huán)端面之間均存在軸向氣隙L1；永磁轉(zhuǎn)子與內(nèi)部的調(diào)磁轉(zhuǎn)子之間存在兩個(gè)軸向氣隙L2，調(diào)磁轉(zhuǎn)子輸出軸和永磁轉(zhuǎn)子輸出軸的軸線重合；

定子由定子鐵心和m相定子繞組構(gòu)成，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)；

永磁轉(zhuǎn)子為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，兩側(cè)均為極對(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2q個(gè)突起單元構(gòu)成，調(diào)磁轉(zhuǎn)子鐵心為圓盤形，該圓盤的兩側(cè)端面均設(shè)置q個(gè)突起單元，該q個(gè)突起單元沿圓周方向均勻排布，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)明軸向磁場(chǎng)電磁行星齒輪功率變速器的第二種結(jié)構(gòu)：

本發(fā)明軸向磁場(chǎng)電磁行星齒輪功率變速器包括殼體、定子、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，

定子的外圓環(huán)端面固定在殼體的左端蓋內(nèi)壁上，調(diào)磁轉(zhuǎn)子固定在調(diào)磁轉(zhuǎn)子輸出軸上，調(diào)磁轉(zhuǎn)子輸出軸的力矩輸出端從殼體的右端蓋伸出，并通過第三軸承與殼體的右端蓋轉(zhuǎn)動(dòng)連接；

永磁轉(zhuǎn)子位于定子與調(diào)磁轉(zhuǎn)子之間，永磁轉(zhuǎn)子固定在永磁轉(zhuǎn)子輸出軸上，永磁轉(zhuǎn)子輸出軸的一端通過第二軸承與調(diào)磁轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)連接，永磁轉(zhuǎn)子輸出軸的另一端從殼體的左端蓋伸出，并通過第一軸承與殼體的左端蓋轉(zhuǎn)動(dòng)連接；永磁轉(zhuǎn)子和定子之間存在軸向氣隙L1；永磁轉(zhuǎn)子與調(diào)磁轉(zhuǎn)子之間存在軸向氣隙L2，調(diào)磁轉(zhuǎn)子輸出軸和永磁轉(zhuǎn)子輸出軸的軸線重合；

定子由定子鐵心和m相定子繞組構(gòu)成，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)；

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，調(diào)磁轉(zhuǎn)子鐵心為圓盤形，q個(gè)突起單元設(shè)置在調(diào)磁轉(zhuǎn)子鐵心面向永磁轉(zhuǎn)子的端面上，該q個(gè)突起單元沿圓周方向均勻排布，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)明所述軸向磁場(chǎng)電磁行星齒輪功率變速器具有兩個(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。因此，本發(fā)明特別適合應(yīng)用在電動(dòng)汽車、風(fēng)力發(fā)電、魚雷推進(jìn)等場(chǎng)合，而且在這些場(chǎng)合中應(yīng)用，可以省去齒輪箱，從而使整個(gè)系統(tǒng)的體積減小、成本降低、可靠性增加。

本發(fā)明屬于無刷結(jié)構(gòu)，定子的電樞繞組不需要旋轉(zhuǎn)，克服了采用電刷滑環(huán)饋電結(jié)構(gòu)所導(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)等問題。

本發(fā)明電機(jī)具有功率密度高、轉(zhuǎn)矩密度高的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明