[實用新型]一種用于混合動力汽車的雙轉子磁齒輪電機

有效

• 申請號: 201420002078.2
• 申請日: 2014-01-02
• 公開（公告）號: CN203722441U
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 程明;孫樂
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02K16/02
• 分類號: H02K16/02
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本實用新型涉及一種雙轉子電機，特別涉及一種用于混合動力汽車的雙轉子磁齒輪電機。

背景技術

目前常規混合動力汽車采用以行星齒輪組為核心，輔以兩臺電機與一臺發動機共同組成混合動力系統的結構。由于齒輪組在運行中存在齒間的接觸和間隙，容易產生噪聲和磨損。

國內外有學者提出利用同軸磁齒輪結構形成差動裝置，從而取代傳統的機械行星齒輪。但是傳統結構的磁齒輪復合電機中，調磁塊之間的空隙沒有得到利用；同時，定子繞組與發動機曲軸之間無法直接產生電磁轉矩，而必須通過外轉子磁場。

有學者在調磁塊中間插入永磁體，希望在定子上多加一套繞組對其進行利用，這就需要在定子上布置極數較多的繞組，從而造成定子齒槽數的增多，這會造成諸多不良后果，例如：槽面積減小，造成在相同槽滿率情況下下線困難；槽絕緣增多，導致槽滿率下降，電機出力減小；端部增多，導致用銅量增加；極靴增多，從而導致定子鐵損增加，電機效率下降；定子鐵芯的加工難度提高。

發明內容

發明目的：針對上述現有技術，提出一種用于混合動力汽車的雙轉子磁齒輪電機，實現電機的電磁轉矩與汽車發動機轉矩的無接觸耦合，從而讓混合動力汽車無極調速系統實現無摩擦的能量傳輸。

技術方案：一種用于混合動力汽車的雙轉子磁齒輪電機，包括外轉子、定子、調磁環轉子、支架；其中，所述支架設置在電機的最外側，所述支架內側設置外轉子，所述定子設置在電機最內層，并與所述支架固定連接；所述調磁環轉子設置在外轉子和定子之間；所述外轉子上設有外轉子永磁體，外轉子連接所述差速齒輪；所述調磁環轉子中設有調磁塊與永磁體，調磁塊與永磁體間隔設置；所述定子中設有外層繞組與內層繞組；所述內層繞組產生的旋轉磁場極對數與調磁環轉子中永磁體極對數相同；所述外轉子永磁體極對數P_o、外層繞組產生磁場的極對數P_i以及調磁環轉子中調磁塊個數P_s滿足P_o+P_i=P_s。

作為本實用新型的改進，所述定子中設置的外層繞組與內層繞組均采用雙層分數槽集中繞組排布。

作為本實用新型的進一步改進，所述外轉子永磁體采用內嵌式單向充磁結構設置在所述外轉子上。

有益效果：本實用新型與現有技術相比，有如下顯著優點：(1)雙轉子磁齒輪電機通過利用定子側的分數槽繞組的諧波磁場，可以在定子槽數很少的情況下，產生極數足夠多的磁場，從而與調磁環中永磁體產生電磁轉矩；(2)在多繞組定子中采用雙層分數槽集中繞組，減少了繞組間的磁場相互耦合的影響，同時減小了繞線和加工的難度；(3)磁齒輪結構調磁環設計成運動部件，作為雙轉子磁齒輪電機的一個轉子，在調磁塊的空隙中填充永磁體，實現了定子磁場對發動機曲軸的直接驅動，而不會對外轉子產生影響，從而可以直接實現發動機啟動；(4)磁齒輪的調磁環將發動機機械能輸入，外轉子將發動機轉矩與電磁轉矩直接耦合以后，向車輪輸出，使系統結構緊湊，易于裝配；(5)整個電機采用外轉子結構，減小了離心力對外轉子永磁體的影響；(6)在外轉子極對數較多的情況下，采用內嵌式單向充磁結構，即永磁體全部采用同一種充磁方向，減小了漏磁，從而提高永磁體利用率；(7)采用磁齒輪雙轉子電機，系統運行時避免了動力耦合過程中的齒輪磨損和噪聲。

附圖說明

圖1是雙轉子磁齒輪電機用于混合動力汽車無極調速系統的結構示意圖；

圖2是雙轉子磁齒輪電機的結構示意圖；

圖3是雙轉子磁齒輪電機定子的繞組示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型做更進一步的解釋。

如圖1所示，本實用新型的雙轉子磁齒輪電機用于混合動力汽車無極調速系統，該系統包括雙轉子磁齒輪電機1，發動機2，車輪主減速器3，逆變器4，電機控制單元5，發動機控制單元6，動力管理單元7，差速齒輪8。動力管理單元7分別連接電機控制單元5和發動機控制單元6，電機控制單元5控制逆變器4驅動雙轉子磁齒輪電機1，所述發動機控制單元6控制發動機2運行，發動機2連接雙轉子磁齒輪電機1。車輪主減速器3通過差速齒輪8連接雙轉子磁齒輪電機1。