[發(fā)明專利]車用無刷化轉(zhuǎn)子永磁雙機(jī)械端口電機(jī)結(jié)構(gòu)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010213952.7
• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN111446829A
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 莫麗紅;鄭綱旭;張濤;劉保連;魯慶;張晨
• 申請（專利權(quán)）人: 淮陰工學(xué)院
• 主分類號: H02K16/00
• 分類號: H02K16/00;H02K29/00;H02K1/16;H02K1/27;H02K1/24;H02J7/14
• 代理公司: 淮安市科文知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 32223
• 代理人: 李鋒

本發(fā)明涉及電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種車用無刷化轉(zhuǎn)子永磁雙機(jī)械端口電機(jī)結(jié)構(gòu)，包括由內(nèi)轉(zhuǎn)子、調(diào)制轉(zhuǎn)子、內(nèi)定子、外定子和外轉(zhuǎn)子；調(diào)制轉(zhuǎn)子與輸入轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，內(nèi)、外轉(zhuǎn)子均與輸出轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動連接，內(nèi)、外定子用定子隔磁分隔。內(nèi)轉(zhuǎn)子上設(shè)有內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體，其包括2n個混合永磁磁極沿圓周均勻分布，每個混合永磁磁極采用內(nèi)轉(zhuǎn)子稀土永磁體、內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵氧體永磁體并列間隔布置；外轉(zhuǎn)子由2n₁個底部大槽口小的外轉(zhuǎn)子凹槽鐵心單元和2n₁塊外轉(zhuǎn)子永磁體沿圓周均勻間隔放置。本發(fā)明應(yīng)用于混合動力汽車領(lǐng)域，可實(shí)現(xiàn)雙機(jī)械端口電機(jī)的無刷化和高轉(zhuǎn)矩密度，工作可靠，通過內(nèi)、外電機(jī)的控制，滿足不同工況功率需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電機(jī)設(shè)計(jì)的領(lǐng)域，具體是一種應(yīng)用于混合動力汽車的無刷雙機(jī)械端口電機(jī)。

背景技術(shù)

隨著混合動力汽車（Hybrid Electric Vehicle，HEV）的發(fā)展，采用雙機(jī)械端口驅(qū)動電機(jī)的電磁傳動式混合動力系統(tǒng)被提出并得到關(guān)注，相對于傳統(tǒng)汽車驅(qū)動系統(tǒng)，電磁傳動式混合動力系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)高效率的無級變速動力耦合，具有高燃油經(jīng)濟(jì)性；相對于采用行星齒輪的機(jī)械傳動式混合動力系統(tǒng)，電磁傳動式混合動力系統(tǒng)具有緊湊的結(jié)構(gòu)，且雙機(jī)械端口驅(qū)動電機(jī)能代替起動/發(fā)電機(jī)、電動機(jī)實(shí)現(xiàn)混合動力的耦合與分配，因此該系統(tǒng)已成為混合動力系統(tǒng)的發(fā)展方向之一。

中國發(fā)明專利申請?zhí)?01310412708.3和201510755061.3中提出的雙機(jī)械端口電機(jī)結(jié)構(gòu)，由內(nèi)外兩個電機(jī)按照“外定子-中間轉(zhuǎn)子-內(nèi)轉(zhuǎn)子-轉(zhuǎn)軸”的順序徑向集成在一起，內(nèi)轉(zhuǎn)子和外定子上均設(shè)置有繞組，構(gòu)成雙機(jī)械端口電機(jī)的雙電氣通道；內(nèi)轉(zhuǎn)子與發(fā)動機(jī)相連，中間轉(zhuǎn)子與負(fù)載連接，內(nèi)轉(zhuǎn)子與中間轉(zhuǎn)子構(gòu)成雙機(jī)械端口電機(jī)的雙機(jī)械通道，雙電氣通道和雙機(jī)械通道形成四端口電機(jī)結(jié)構(gòu)。應(yīng)用于混合動力系統(tǒng)中，雙機(jī)械端口電機(jī)通過內(nèi)電機(jī)調(diào)速、外電機(jī)調(diào)矩作用可實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)輸出的機(jī)械能與儲能裝置輸出的電能在不同工況下的能量分配和耦合，從而在提高發(fā)動機(jī)和系統(tǒng)運(yùn)行效率的同時(shí)，降低燃油消耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。然而，由于雙機(jī)械端口電機(jī)的內(nèi)轉(zhuǎn)子常處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，內(nèi)轉(zhuǎn)子上的繞組接入的電流需經(jīng)電刷傳遞，而混合動力系統(tǒng)中內(nèi)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速通常較大，電刷帶來的粉塵及火花給系統(tǒng)運(yùn)行帶來了極大的安全隱患，因此雙機(jī)械端口電機(jī)的無刷化成為目前研究的一大熱點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提出一種車用無刷化轉(zhuǎn)子永磁雙機(jī)械端口電機(jī)結(jié)構(gòu)，克服有刷雙機(jī)械端口電機(jī)運(yùn)行效率不足，可靠性低及電刷維護(hù)工作量大的問題。

技術(shù)方案：本發(fā)明提供了一種車用無刷化轉(zhuǎn)子永磁雙機(jī)械端口電機(jī)結(jié)構(gòu)，包括輸入轉(zhuǎn)軸，同軸設(shè)置的輸出轉(zhuǎn)軸、環(huán)繞輸出轉(zhuǎn)軸的內(nèi)轉(zhuǎn)子、環(huán)繞內(nèi)轉(zhuǎn)子的調(diào)制轉(zhuǎn)子、環(huán)繞調(diào)制轉(zhuǎn)子的內(nèi)定子、環(huán)繞內(nèi)定子的定子隔磁、環(huán)繞定子隔磁的外定子、環(huán)繞外定子的外轉(zhuǎn)子；

所述內(nèi)轉(zhuǎn)子包括內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵心單元以及其上采用輻條式排列有內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體包括2n個混合永磁磁極沿圓周均勻分布，所述每個混合永磁磁極采用內(nèi)轉(zhuǎn)子稀土永磁體、內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵氧體永磁體并列間隔布置，n為正整數(shù)；

所述外轉(zhuǎn)子由2n₁個底部大槽口小的外轉(zhuǎn)子凹槽鐵心單元和2n₁塊外轉(zhuǎn)子永磁體沿圓周均勻間隔放置，外轉(zhuǎn)子凹槽鐵心單元的槽口指向輸出轉(zhuǎn)軸，n₁為正整數(shù)。

進(jìn)一步地，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵心單元與調(diào)制轉(zhuǎn)子之間、調(diào)制轉(zhuǎn)子與內(nèi)定子之間、外定子與外轉(zhuǎn)子之間均設(shè)置有氣隙；內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵心單元內(nèi)壁固定在輸出轉(zhuǎn)軸上，定子隔磁徑向內(nèi)外側(cè)壁分別與內(nèi)定子外側(cè)壁、外定子內(nèi)側(cè)壁固定連接。

進(jìn)一步地，所述調(diào)制轉(zhuǎn)子通過調(diào)制轉(zhuǎn)子支架與輸入轉(zhuǎn)軸固定連接，并與輸出轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動連接；內(nèi)定子、定子隔磁、外定子構(gòu)成定子單元，其通過定子支架與電機(jī)外殼固定連接，并與輸出轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動連接；外轉(zhuǎn)子通過外轉(zhuǎn)子支架與輸出轉(zhuǎn)軸固定連接，并與電機(jī)外殼轉(zhuǎn)動連接；所述電機(jī)外殼分別與輸入轉(zhuǎn)軸和輸出轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動連接。