專利名稱：一種雙轉(zhuǎn)子電機(jī)和用雙轉(zhuǎn)子電機(jī)作動力的混合動力車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電機(jī)及混合動力技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種雙轉(zhuǎn)子電機(jī)和用雙轉(zhuǎn)子電機(jī)作動力的混合動力車。
背景技術(shù)：
經(jīng)過十幾年的發(fā)展，混合動力系統(tǒng)總成已從原來發(fā)動機(jī)與電機(jī)離散結(jié)構(gòu)向發(fā)動機(jī)電機(jī)和變速箱一體化結(jié)構(gòu)發(fā)展，即集成化混合動力總成系統(tǒng)?；旌蟿恿偝梢詣恿鬏斅肪€分類，可分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式等三種。普通的混聯(lián)系統(tǒng)是通過特制的動力分配裝置將來自發(fā)動機(jī)的動力分為機(jī)械和電力兩條路徑，可發(fā)揮串聯(lián)式和并聯(lián)式的優(yōu)點(diǎn)，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本很高，同時(shí)過多的齒輪轉(zhuǎn)動會降低效率。在本領(lǐng)域中先進(jìn)深度混合動力系統(tǒng)，行星齒輪機(jī)構(gòu)將發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)和電動機(jī)連接在一起構(gòu)成電力無級變速混合動力系統(tǒng)，無論車速如何變化，發(fā)動機(jī)總是工作在高效區(qū)域，提高了混合動力車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性，但是，這種系統(tǒng)也存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積較大的問題。 現(xiàn)有人公開了一種雙轉(zhuǎn)子混合動力復(fù)合永磁電機(jī)，由內(nèi)外兩個(gè)徑向式磁路結(jié)構(gòu)的永磁電機(jī)組成，包括由輸入軸、內(nèi)轉(zhuǎn)子電樞繞組、內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵心、外轉(zhuǎn)子鐵心和外轉(zhuǎn)子永磁磁鋼組成的內(nèi)電機(jī)組件，和由定子繞組、定子鐵心、外轉(zhuǎn)子鐵心和外轉(zhuǎn)子永磁磁鋼組成的外電機(jī)組件， 其中內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵心被固定在輸入軸上并與之一起旋轉(zhuǎn)，定子鐵心被固定在機(jī)殼上，外轉(zhuǎn)子鐵心和外轉(zhuǎn)子永磁磁鋼與輸出軸剛性相連，并與輸出軸一起旋轉(zhuǎn)，其中外轉(zhuǎn)子鐵心和外轉(zhuǎn)子永磁磁鋼被內(nèi)外電機(jī)所共用。另外，此結(jié)構(gòu)還包括使冷卻液由機(jī)殼和輸入軸流經(jīng)內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵心的冷卻系統(tǒng)，但是這種結(jié)構(gòu)的動力性能不夠好，散熱效果不好且該冷卻系統(tǒng)操作不是很方便?，F(xiàn)在普通的混合動力車輛是由ISG電機(jī)、電動機(jī)和蓄電池來實(shí)現(xiàn)，并不能實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種雙轉(zhuǎn)子電機(jī)，該雙轉(zhuǎn)子電機(jī)能夠配合發(fā)動機(jī)傳遞混合動力，具有動力性能好，散熱性好的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的第二個(gè)目的是為了提供一種用雙轉(zhuǎn)子電機(jī)作動力的混合動力車，該混合動力車能夠?qū)崿F(xiàn)無級調(diào)速，具有運(yùn)行平穩(wěn)，性能好等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種雙轉(zhuǎn)子電機(jī)，包括殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)的定子，其特征在于，所述的殼體內(nèi)設(shè)有外轉(zhuǎn)子，所述的外轉(zhuǎn)子兩端連接于殼體內(nèi)并與殼體周向轉(zhuǎn)動連接，外轉(zhuǎn)子的一部分位于定子內(nèi)且在該部分的外周面上設(shè)有永磁體，外轉(zhuǎn)子的另一部分為空心體且伸出所述的定子外，在空心體內(nèi)周面上設(shè)有永磁體，在空心體內(nèi)設(shè)有內(nèi)轉(zhuǎn)子，內(nèi)轉(zhuǎn)子的一端為輸入端，該端伸出殼體并與殼體周向轉(zhuǎn)動連接，內(nèi)轉(zhuǎn)子的另一端與空心體周向轉(zhuǎn)動連接，內(nèi)轉(zhuǎn)子上設(shè)有與上述空心體永磁體相匹配的轉(zhuǎn)子繞組。本雙轉(zhuǎn)子電機(jī)由外轉(zhuǎn)子和定子組成第一個(gè)電機(jī)結(jié)構(gòu)，外轉(zhuǎn)子和內(nèi)轉(zhuǎn)子組成第二個(gè)電機(jī)結(jié)構(gòu)。內(nèi)轉(zhuǎn)子的輸入端為本雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的輸入軸，外轉(zhuǎn)子的輸出端為本雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的輸出軸。在第一個(gè)電機(jī)結(jié)構(gòu)中，外轉(zhuǎn)子上的永磁體磁力線從永磁體N極出發(fā)，徑向穿過外轉(zhuǎn)子和定子之間的氣隙，沿著定子的軛部到達(dá)另一相鄰永磁體S體上方并徑向穿過外轉(zhuǎn)子和定子之間的氣隙達(dá)到該永磁體的S極，再從這一永磁體的N極出發(fā)沿著轉(zhuǎn)子的軛部回到原來的永磁體S極，形成一個(gè)閉合回路。外轉(zhuǎn)子和內(nèi)轉(zhuǎn)子形成的第二個(gè)電機(jī)結(jié)構(gòu)中，外轉(zhuǎn)子的磁力先分布方式與第一個(gè)電機(jī)結(jié)構(gòu)的分布方式相同。并分別通過控制轉(zhuǎn)子繞組和定子的直流勵磁電流矢量來控制勵磁電流的大小，從而控制雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的輸出扭矩。在上述的雙轉(zhuǎn)子電機(jī)中，所述的外轉(zhuǎn)子為一體式結(jié)構(gòu)，包括圓筒狀結(jié)構(gòu)的本體，其本體一端為伸出殼體外的輸出端，本體的另一端通過軸承連接于殼體內(nèi)。在上述的雙轉(zhuǎn)子電機(jī)中，所述的外轉(zhuǎn)子為分體式結(jié)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)子軸和與轉(zhuǎn)子軸連接的圓筒狀空心體，轉(zhuǎn)子軸位于定子內(nèi)，轉(zhuǎn)子軸的一端為伸出殼體外的輸出端。這種分體式結(jié)構(gòu)便于制造，能夠?qū)⑵胀ǖ碾姍C(jī)改造成雙轉(zhuǎn)子電機(jī)，結(jié)構(gòu)簡化，成本降低，且散熱效果好。在上述的雙轉(zhuǎn)子電機(jī)中，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子的外周面上沿著軸向開有齒槽，上述的轉(zhuǎn)子繞組設(shè)置于齒槽內(nèi)，所述空心體內(nèi)的永磁體和內(nèi)轉(zhuǎn)子形成徑向磁通結(jié)構(gòu)。在上述的雙轉(zhuǎn)子電機(jī)中，所述的定子上開設(shè)有齒槽，在齒槽內(nèi)設(shè)有定子繞組，所述外轉(zhuǎn)子上的永磁體和定子形成徑向磁通結(jié)構(gòu)。將外轉(zhuǎn)子和內(nèi)轉(zhuǎn)子的徑向磁通結(jié)構(gòu)分開，不僅能避免磁的相互干擾，同時(shí)能夠降低永磁體的布置難度，便于制造。一種用雙轉(zhuǎn)子電機(jī)作動力的混合動力車，包括發(fā)動機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)和與傳動機(jī)構(gòu)相連接的驅(qū)動輪，其特征在于，在發(fā)動機(jī)和傳動機(jī)構(gòu)之間連接有雙轉(zhuǎn)子電機(jī)，雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的輸入端與發(fā)動機(jī)連接，輸出端與傳動機(jī)構(gòu)連接，在雙轉(zhuǎn)子電機(jī)上還連接有控制雙轉(zhuǎn)子電機(jī)轉(zhuǎn)動以配合發(fā)動機(jī)發(fā)出不同功率的輸出控制模塊。本混合動力車能夠?qū)㈦p轉(zhuǎn)子電機(jī)當(dāng)做無級變速器來使用。啟動時(shí)，輸出控制模塊控制雙轉(zhuǎn)子電機(jī)轉(zhuǎn)動，帶動發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動。發(fā)動機(jī)啟動后，輸出控制模塊控制雙轉(zhuǎn)子電機(jī)，在發(fā)動機(jī)動力小于所需動力時(shí)，由雙轉(zhuǎn)子電機(jī)提供動力；在發(fā)動機(jī)等于所需動力時(shí)，雙轉(zhuǎn)子電機(jī)不輸出；或者由雙轉(zhuǎn)子電機(jī)直接提供動力。在上述的用雙轉(zhuǎn)子電機(jī)作動力的混合動力車中，所述的輸出控制模塊包括檢測輸入端轉(zhuǎn)速的第一傳感器、檢測輸出端轉(zhuǎn)速的第二傳感器，分別與定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組連接的電源電路和控制電源電路的電機(jī)控制單元，上述的第一傳感器、第二傳感器和電源電路均與電機(jī)控制單元連接，電機(jī)控制單元能接收第一傳感器和第二傳感器輸送的電信號并進(jìn)行分析處理，同時(shí)發(fā)送控制信號控制電源電路輸出相應(yīng)的電流控制上述的雙轉(zhuǎn)子電機(jī)工作。第一傳感器和第二傳感器將電信號傳送給電機(jī)控制單元，電機(jī)控制單元得到電信號后輸出控制信號控制電源電路輸出相應(yīng)的電流控制雙轉(zhuǎn)子電機(jī)工作。在上述的用雙轉(zhuǎn)子電機(jī)作動力的混合動力車中，所述的電源電路包括提供直流電源的蓄電池和與蓄電池連接的直流變換器，在直流變換器上分別連有第一逆變器和第二逆變器，所述的第一逆變器與定子繞組連接，所述的第二逆變器與轉(zhuǎn)子繞組連接。當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩等于驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速小于、等于或者大于車速時(shí)，控制第一逆變器不輸出電流，控制第二逆變器輸出的勵磁電流的大小，使所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和發(fā)動機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩平衡。當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩小于驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速等于、小于或者大于車速時(shí)，控制第一逆變器輸出超前的同向旋轉(zhuǎn)的電流矢量，控制第二逆變器輸出勵磁電流矢量使它產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和發(fā)動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平衡。當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩大于驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速小于、等于或者大于車速時(shí)，控制第一逆變器輸出滯后的同向旋轉(zhuǎn)的電流矢量，控制第二逆變器輸出勵磁電流矢量使它所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和發(fā)動機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩之差等于汽車所需的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩?，F(xiàn)有技術(shù)相比，本雙轉(zhuǎn)子電機(jī)和用雙轉(zhuǎn)子電機(jī)作動力的混合動力車具有以下優(yōu)點(diǎn)。1、本雙轉(zhuǎn)子電機(jī)將外轉(zhuǎn)子和內(nèi)轉(zhuǎn)子組成電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)置于定子和外轉(zhuǎn)子組成的電機(jī)結(jié)構(gòu)外，使得本雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的散熱效果改善，同時(shí)簡化了永磁體的布置要求，便于制造， 成本降低。2、本混合動力車能夠?qū)㈦p轉(zhuǎn)子電機(jī)當(dāng)做無級變速器來使用?？刂频谝荒孀兤骱偷诙孀兤飨蚨ㄗ雍娃D(zhuǎn)子繞組輸送的電流矢量，能夠混合發(fā)動機(jī)的動力，具有動力性能好，散熱性好。


圖1是具有一體式結(jié)構(gòu)外轉(zhuǎn)子的雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是具有分體式結(jié)構(gòu)外轉(zhuǎn)子的雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是雙轉(zhuǎn)子電機(jī)混合動力車原理示意圖；圖4是外轉(zhuǎn)子和定子組成電機(jī)結(jié)構(gòu)的示意圖；圖5是外轉(zhuǎn)子和內(nèi)轉(zhuǎn)子組成電機(jī)結(jié)構(gòu)的示意圖；圖6是圖4中磁力線分布示意圖；圖7是圖5中磁力線分布示意圖；圖中，殼體1 ；定子2 ；齒槽021 ；定子繞組022 ；外轉(zhuǎn)子3 ；本體031 ；空心體0312 ； 轉(zhuǎn)子軸032 ；輸出端033 ；軸承4 ；永磁體5 ；內(nèi)轉(zhuǎn)子6 ；轉(zhuǎn)子繞組061 ；齒槽062 ；輸入端063 ； 驅(qū)動輪7 ；第一傳感器8 ；第二傳感器9 ；電源電路10 ；蓄電池101 ；直流變換器102 ；第一逆變器103 ；第二逆變器104 ；電機(jī)控制單元11 ；發(fā)動機(jī)12。
具體實(shí)施例方式以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述， 但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。如圖1所示，本雙轉(zhuǎn)子電機(jī)包括殼體1和設(shè)置在殼體1內(nèi)的定子2，定子2上開設(shè)有齒槽021，在齒槽021內(nèi)設(shè)有定子繞組022，殼體1內(nèi)的外轉(zhuǎn)子3上的永磁體5和定子2 形成徑向磁通結(jié)構(gòu)。外轉(zhuǎn)子3為一體式結(jié)構(gòu)的，兩端連接于殼體1內(nèi)并與殼體1周向轉(zhuǎn)動連接，具體來說，外轉(zhuǎn)子3包括圓筒狀結(jié)構(gòu)的本體031，其本體031 —端為伸出殼體1外的輸出端033，輸出端033通過軸承4連接于殼體1上，本體031的另一端通過軸承4連接于殼體1內(nèi)。外轉(zhuǎn)子3的一部分位于定子2內(nèi)且在該部分的外周面上設(shè)有永磁體5，外轉(zhuǎn)子3 的另一部分為空心體0312且伸出定子2外，在空心體0312內(nèi)周面上設(shè)有永磁體5，在空心體0312內(nèi)設(shè)有內(nèi)轉(zhuǎn)子6，內(nèi)轉(zhuǎn)子6的一端為輸入端063，該端伸出殼體1并與殼體1周向轉(zhuǎn)動連接，內(nèi)轉(zhuǎn)子6的另一端與空心體0312周向轉(zhuǎn)動連接，即通過軸承4連接，內(nèi)轉(zhuǎn)子6上設(shè)有與空心體0312永磁體5相匹配的轉(zhuǎn)子繞組061。具體來說，內(nèi)轉(zhuǎn)子6的外周面上沿著軸向開有齒槽062，轉(zhuǎn)子繞組061設(shè)置于齒槽062內(nèi)，空心體0312內(nèi)的永磁體5和內(nèi)轉(zhuǎn)子6形成徑向磁通結(jié)構(gòu)。如圖2所示，作為另一種雙轉(zhuǎn)子電機(jī)，本雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的外轉(zhuǎn)子3為分體式結(jié)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)子軸032和圓筒狀空心體0312，圓筒狀空心體0312與轉(zhuǎn)子軸032通過聯(lián)軸器034連接，轉(zhuǎn)子軸032位于定子2內(nèi)，轉(zhuǎn)子軸032的一端為伸出殼體1外的輸出端033。外轉(zhuǎn)子3 兩端連接于殼體1內(nèi)并與殼體1周向轉(zhuǎn)動連接，即通過軸承4連接，外轉(zhuǎn)子3的一部分位于定子2內(nèi)且在該部分的外周面上設(shè)有永磁體5，外轉(zhuǎn)子3的另一部分為空心體0312且伸出定子2外，在空心體0312內(nèi)周面上設(shè)有永磁體5，在空心體0312內(nèi)設(shè)有內(nèi)轉(zhuǎn)子6，內(nèi)轉(zhuǎn)子6 的一端為輸入端063，該端伸出殼體1并與殼體1周向轉(zhuǎn)動連接，內(nèi)轉(zhuǎn)子6的另一端與空心體0312周向轉(zhuǎn)動連接，內(nèi)轉(zhuǎn)子6上設(shè)有與空心體0312永磁體5相匹配的轉(zhuǎn)子繞組061。外轉(zhuǎn)子3和定子2組成外電機(jī)，外轉(zhuǎn)子3和內(nèi)轉(zhuǎn)子6組成內(nèi)電機(jī)。如圖6、7所示。 永磁體5的N極和S極布置在外轉(zhuǎn)子3的圓周方向上，相鄰永磁體5的S極和N極相對應(yīng)。 在外電機(jī)中磁力線從永磁體5的N極出發(fā)，徑向穿過外轉(zhuǎn)子3和定子2之間的氣隙，到達(dá)另一永磁體5的S極，再從這一永磁體5的N極出發(fā)，回到永磁體5的S極，形成一個(gè)閉合回路。在內(nèi)電機(jī)中磁力線從永磁體5的N極出發(fā)，徑向穿過外轉(zhuǎn)子3和內(nèi)轉(zhuǎn)子6之間的氣隙， 到達(dá)另一永磁體5的S極，再從這一永磁體5的N極出發(fā)，回到永磁體5的S極，形成一個(gè)閉合回路。磁場在外轉(zhuǎn)子3上只有徑向的分布，沒有圓周方向的分布。如圖3所示本雙轉(zhuǎn)子電機(jī)作動力的混合動力車，包括發(fā)動機(jī)12、傳動機(jī)構(gòu)和與傳動機(jī)構(gòu)相連接的驅(qū)動輪7，在發(fā)動機(jī)12和傳動機(jī)構(gòu)之間連接有雙轉(zhuǎn)子電機(jī)，雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的輸入端063與發(fā)動機(jī)12連接，輸出端033與傳動機(jī)構(gòu)連接，在雙轉(zhuǎn)子電機(jī)上還連接有控制雙轉(zhuǎn)子電機(jī)轉(zhuǎn)動以配合發(fā)動機(jī)12發(fā)出不同功率的輸出控制模塊。輸出控制模塊包括檢測輸入端063轉(zhuǎn)速的第一傳感器8、檢測輸出端033轉(zhuǎn)速的第二傳感器9，分別與定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組061連接的電源電路10和控制電源電路10的電機(jī)控制單元11，第一傳感器8、第二傳感器9和電源電路10均與電機(jī)控制單元11連接，電機(jī)控制單元11能接收第一傳感器 8和第二傳感器9輸送的電信號并進(jìn)行分析處理，同時(shí)發(fā)送控制信號控制電源電路10輸出相應(yīng)的電流控制上述的雙轉(zhuǎn)子電機(jī)工作。電源電路10包括提供直流電源的蓄電池101和與蓄電池101連接的直流變換器102，在直流變換器102上分別連有與定子繞組連接的第一逆變器103和與轉(zhuǎn)子繞組061連接的第二逆變器104。如圖4、5所示，在外轉(zhuǎn)子3和內(nèi)轉(zhuǎn)子6之間形成的氣隙為內(nèi)氣隙，即第二氣隙；在外轉(zhuǎn)子3的外圍是由定子2軛部、軸向形成于定子2內(nèi)圓周上的定子2齒槽021和位于齒槽021內(nèi)的定子繞組022構(gòu)成的定子2，在外轉(zhuǎn)子3和定子2之間形成的氣隙為外氣隙，即第一氣隙。內(nèi)轉(zhuǎn)子6、外轉(zhuǎn)子3、定子2之間軸心重合。定子繞組022可以為三相或多相繞組，構(gòu)成第一電氣端口，與第一逆變器103連接；轉(zhuǎn)子繞組061可以為三相或多相繞組，構(gòu)成第二電氣端口，與第二逆變器104連接。輸入端063將機(jī)械能輸入或者輸出，輸出端033通過軸將機(jī)械能輸入或者輸出。第一、二傳感器和分別測量輸入端063和輸出端033的位置和轉(zhuǎn)速。內(nèi)轉(zhuǎn)子6繞組通過軸2上的滑環(huán)引出。本發(fā)明混合動力車驅(qū)動控制系統(tǒng)的控制方法如下本發(fā)明的雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的運(yùn)行工況一，當(dāng)發(fā)動機(jī)12轉(zhuǎn)矩等于驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，發(fā)動機(jī)12轉(zhuǎn)速等于車速時(shí)，第一逆變器103目標(biāo)電流給定為零，即不進(jìn)行控制；第二逆變器104施加一個(gè)超前于外轉(zhuǎn)子3磁場的直流的勵磁電流矢量，控制此勵磁電流的大小，使它在第二氣隙磁場的作用下所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和發(fā)動機(jī)12輸出的轉(zhuǎn)矩平衡。本發(fā)明的雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的運(yùn)行工況二，當(dāng)發(fā)動機(jī)12轉(zhuǎn)矩等于驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，發(fā)動機(jī)12轉(zhuǎn)速小于車速時(shí)，第一逆變器103目標(biāo)電流給定為零，即不進(jìn)行控制；第二逆變器104施加一個(gè)與輸入端063同方向旋轉(zhuǎn)的勵磁電流矢量，控制此勵磁電流的大小，使它在第二氣隙磁場的作用下所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和發(fā)動機(jī)12輸出轉(zhuǎn)矩平衡，控制它的轉(zhuǎn)速等于輸入端063轉(zhuǎn)速和輸出端033的轉(zhuǎn)速差，即控制勵磁電流矢量的轉(zhuǎn)速和輸出端033轉(zhuǎn)速之和與輸入端063的轉(zhuǎn)速相等，并且相位超前于氣隙中內(nèi)電機(jī)的磁場相位。本發(fā)明的雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的運(yùn)行工況三，當(dāng)發(fā)動機(jī)12轉(zhuǎn)矩等于驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，發(fā)動機(jī)12轉(zhuǎn)速大于車速時(shí)，第一逆變器103目標(biāo)電流給定為零，即不進(jìn)行控制；第二逆變器104施加一個(gè)與輸入端063反方向旋轉(zhuǎn)的勵磁電流矢量，控制此勵磁電流的大小，使它在第二氣隙磁場的作用下所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和發(fā)動機(jī)12輸出轉(zhuǎn)矩平衡，控制它的轉(zhuǎn)速等于輸入端063轉(zhuǎn)速和輸出端033的轉(zhuǎn)速差，即控制勵磁電流矢量的轉(zhuǎn)速和輸入端063轉(zhuǎn)速之和與輸出端033的轉(zhuǎn)速相等，并且相位超前于氣隙中內(nèi)電機(jī)的磁場相位。本發(fā)明的雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的運(yùn)行工況四，當(dāng)發(fā)動機(jī)12轉(zhuǎn)矩小于驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，發(fā)動機(jī)12轉(zhuǎn)速等于車速時(shí)，第一逆變器103施加一個(gè)與輸入端063同向旋轉(zhuǎn)的電流矢量，并且此電流矢量的相位超前于氣隙中外電機(jī)的磁場的相位，控制此電流矢量的大小，使它與第一氣隙電機(jī)磁場的作用下所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和發(fā)動機(jī)12輸出的轉(zhuǎn)矩之和等于汽車所需的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩； 第二逆變器104施加一個(gè)超前于內(nèi)電機(jī)磁場的直流的勵磁電流矢量，控制此勵磁電流的大小，使它在第二氣隙磁場的作用下所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和發(fā)動機(jī)12輸出轉(zhuǎn)矩平衡。本發(fā)明的雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的運(yùn)行工況五，當(dāng)發(fā)動機(jī)12轉(zhuǎn)矩小于驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，發(fā)動機(jī)12轉(zhuǎn)速小于車速時(shí)，第一逆變器103施加一個(gè)與輸入端063同向旋轉(zhuǎn)的電流矢量，并且此電流矢量的相位超前于氣隙中外電機(jī)的磁場的相位，控制此電流矢量的大小，使它與第一氣隙磁場的作用下所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和發(fā)動機(jī)12輸出的轉(zhuǎn)矩之和等于汽車所需的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩；第二逆變器104施加一個(gè)與輸入端063同方向旋轉(zhuǎn)的勵磁電流矢量，控制此勵磁電流的大小，使它在第二氣隙磁場的作用下所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和發(fā)動機(jī)12輸出轉(zhuǎn)矩平衡，控制它的轉(zhuǎn)速等于輸入端063轉(zhuǎn)速和輸出端033的轉(zhuǎn)速差，即控制勵磁電流矢量的轉(zhuǎn)速和輸出端033轉(zhuǎn)速之和與輸入端063的轉(zhuǎn)速相等，并且相位超前于氣隙中內(nèi)電機(jī)的磁場相位。本發(fā)明的雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的運(yùn)行工況六，當(dāng)發(fā)動機(jī)12轉(zhuǎn)矩小于驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，發(fā)動機(jī)12轉(zhuǎn)速大于車速時(shí)，第一逆變器103施加一個(gè)與輸入端063同向旋轉(zhuǎn)的電流矢量，并且此電流矢量的相位超前于氣隙中外電機(jī)的磁場的相位，控制此電流矢量的大小，使它與第一氣隙磁場的作用下所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和發(fā)動機(jī)12輸出的轉(zhuǎn)矩之和等于汽車所需的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩；第二逆變器104施加一個(gè)與輸入端063反方向旋轉(zhuǎn)的勵磁電流矢量，控制此勵磁電流的大小，使它在第二氣隙磁場的作用下所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和發(fā)動機(jī)12輸出轉(zhuǎn)矩平衡，控制它的轉(zhuǎn)速等于輸入端063轉(zhuǎn)速和輸出端033的轉(zhuǎn)速差，即控制勵磁電流矢量的轉(zhuǎn)速和一機(jī)械端口轉(zhuǎn)速之和與輸出端033的轉(zhuǎn)速相等，并且相位超前于氣隙中內(nèi)電機(jī)的磁場相位。本發(fā)明的雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的運(yùn)行工況七，當(dāng)發(fā)動機(jī)12轉(zhuǎn)矩大于驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，發(fā)動機(jī)12轉(zhuǎn)速等于車速時(shí)，第一逆變器103施加一個(gè)與輸入端063同向旋轉(zhuǎn)的電流矢量，并且此電流矢量的相位滯后于氣隙中外電機(jī)的磁場的相位，控制此電流矢量的大小，使它與第一氣隙磁場的作用下所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和發(fā)動機(jī)12輸出的轉(zhuǎn)矩之差等于汽車所需的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩；第二逆變器104施加一個(gè)超前于內(nèi)電機(jī)的磁場的直流的勵磁電流矢量，控制此勵磁電流的大小， 使它在第二氣隙磁場的作用下所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和發(fā)動機(jī)12輸出轉(zhuǎn)矩平衡。本發(fā)明的雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的運(yùn)行工況八，當(dāng)發(fā)動機(jī)12轉(zhuǎn)矩大于驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，發(fā)動機(jī)12轉(zhuǎn)速小于車速時(shí)，第一逆變器103施加一個(gè)與輸入端063同向旋轉(zhuǎn)的電流矢量，并且此電流矢量的相位滯后于氣隙中外電機(jī)的磁場的相位，控制此電流矢量的大小，使它與第一氣隙磁場的作用下所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和發(fā)動機(jī)12輸出的轉(zhuǎn)矩之差等于汽車所需的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩；第二逆變器104施加一個(gè)與輸入端063同方向旋轉(zhuǎn)的勵磁電流矢量，控制此勵磁電流的大小，使它在第二氣隙磁場的作用下所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和發(fā)動機(jī)12輸出轉(zhuǎn)矩平衡，控制它的轉(zhuǎn)速等于輸入端063轉(zhuǎn)速和輸出端033的轉(zhuǎn)速差，即控制勵磁電流矢量的轉(zhuǎn)速和輸出端033轉(zhuǎn)速之和與輸入端063的轉(zhuǎn)速相等，并且相位超前于氣隙中內(nèi)電機(jī)的磁場相位。本發(fā)明的雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的運(yùn)行工況九，當(dāng)發(fā)動機(jī)12轉(zhuǎn)矩大于驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，發(fā)動機(jī)12轉(zhuǎn)速大于車速時(shí)，第一逆變器103施加一個(gè)與輸入端063同向旋轉(zhuǎn)的電流矢量，并且此電流矢量的相位滯后于氣隙中外電機(jī)的磁場的相位，控制此電流矢量的大小，使它與第一氣隙磁場的作用下所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和發(fā)動機(jī)12輸出的轉(zhuǎn)矩之差等于汽車所需的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩；第二逆變器104施加一個(gè)與輸入端063反方向旋轉(zhuǎn)的勵磁電流矢量，控制此勵磁電流的大小，使它在第二氣隙磁場的作用下所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和發(fā)動機(jī)12輸出轉(zhuǎn)矩平衡，控制它的轉(zhuǎn)速等于輸入端063轉(zhuǎn)速和輸出端033的轉(zhuǎn)速差，即控制勵磁電流矢量的轉(zhuǎn)速和一機(jī)械端口轉(zhuǎn)速之和與輸出端033的轉(zhuǎn)速相等，并且相位超前于氣隙中內(nèi)電機(jī)的磁場相位。
權(quán)利要求
1.一種雙轉(zhuǎn)子電機(jī)，包括殼體⑴和設(shè)置在殼體⑴內(nèi)的定子O)，其特征在于，所述的殼體(1)內(nèi)設(shè)有外轉(zhuǎn)子(3)，所述的外轉(zhuǎn)子(3)兩端連接于殼體(1)內(nèi)并與殼體(1)周向轉(zhuǎn)動連接，外轉(zhuǎn)子(3)的一部分位于定子O)內(nèi)且在該部分的外周面上設(shè)有永磁體(5)，外轉(zhuǎn)子⑶的另一部分為空心體(0312)且伸出所述的定子(2)夕卜，在空心體(0312)內(nèi)周面上設(shè)有永磁體(5)，在空心體(031 內(nèi)設(shè)有內(nèi)轉(zhuǎn)子(6)，內(nèi)轉(zhuǎn)子(6)的一端為輸入端(063)， 該端伸出殼體(1)并與殼體(1)周向轉(zhuǎn)動連接，內(nèi)轉(zhuǎn)子(6)的另一端與空心體(0312)周向轉(zhuǎn)動連接，內(nèi)轉(zhuǎn)子(6)上設(shè)有與上述空心體(031 永磁體( 相匹配的轉(zhuǎn)子繞組(061)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙轉(zhuǎn)子電機(jī)，其特征在于，所述的外轉(zhuǎn)子(3)為一體式結(jié)構(gòu)， 包括圓筒狀結(jié)構(gòu)的本體(031)，其本體(031) —端為伸出殼體(1)外的輸出端(033)，本體 (031)的另一端通過軸承(4)連接于殼體(1)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙轉(zhuǎn)子電機(jī)，其特征在于，所述的外轉(zhuǎn)子(3)為分體式結(jié)構(gòu)， 包括轉(zhuǎn)子軸(03 和與轉(zhuǎn)子軸(03 連接的圓筒狀空心體(0312)，轉(zhuǎn)子軸(03 位于定子 (2)內(nèi)，轉(zhuǎn)子軸(032)的一端為伸出殼體(1)外的輸出端(033)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的雙轉(zhuǎn)子電機(jī)，其特征在于，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子(6)的外周面上沿著軸向開有齒槽(062)，上述的轉(zhuǎn)子繞組(061)設(shè)置于齒槽(062)內(nèi)，所述空心體 (0312)內(nèi)的永磁體(5)和內(nèi)轉(zhuǎn)子(6)形成徑向磁通結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙轉(zhuǎn)子電機(jī)，其特征在于，所述的殼體(1)上開設(shè)有齒槽 (021)，在齒槽(021)內(nèi)設(shè)有定子繞組(022)，所述外轉(zhuǎn)子(3)上的永磁體(5)和定子(2)形成徑向磁通結(jié)構(gòu)。
6.一種用雙轉(zhuǎn)子電機(jī)作動力的混合動力車，包括發(fā)動機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)和與傳動機(jī)構(gòu)相連接的驅(qū)動輪(067)，其特征在于，在發(fā)動機(jī)和傳動機(jī)構(gòu)之間連接有雙轉(zhuǎn)子電機(jī)，雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的輸入端(06 與發(fā)動機(jī)連接，輸出端(03 與傳動機(jī)構(gòu)連接，在雙轉(zhuǎn)子電機(jī)上還連接有控制雙轉(zhuǎn)子電機(jī)轉(zhuǎn)動以配合發(fā)動機(jī)發(fā)出不同功率的輸出控制模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用雙轉(zhuǎn)子電機(jī)作動力的混合動力車，其特征在于，所述的輸出控制模塊包括檢測輸入端(06 轉(zhuǎn)速的第一傳感器(8)、檢測輸出端(03 轉(zhuǎn)速的第二傳感器(9)，分別與定子(2)繞組和轉(zhuǎn)子繞組(061)連接的電源電路(10)和控制電源電路 (10)的電機(jī)控制單元(11)，上述的第一傳感器(8)、第二傳感器(9)和電源電路(10)均與電機(jī)控制單元(11)連接，電機(jī)控制單元(11)能接收第一傳感器(8)和第二傳感器(9)輸送的電信號并進(jìn)行分析處理，同時(shí)發(fā)送控制信號控制電源電路(10)輸出相應(yīng)的電流控制上述的雙轉(zhuǎn)子電機(jī)工作。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用雙轉(zhuǎn)子電機(jī)作動力的混合動力車，其特征在于，所述的電源電路(10)包括提供直流電源的蓄電池(101)和與蓄電池(101)連接的直流變換器 (102)，在直流變換器(10 上分別連有第一逆變器(10 和第二逆變器(104)，所述的第一逆變器(10 與定子( 繞組連接，所述的第二逆變器(104)與轉(zhuǎn)子繞組(061)連接。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種雙轉(zhuǎn)子電機(jī)和用雙轉(zhuǎn)子電機(jī)作動力的混合動力車，屬于電機(jī)及混合動力技術(shù)領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有雙轉(zhuǎn)子電機(jī)散熱性差及普通混合動力車輛不能實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速的問題。該雙轉(zhuǎn)子電機(jī)包括殼體和定子，殼體內(nèi)設(shè)有外轉(zhuǎn)子，其一部分位于定子內(nèi)且在該部分的外周面上設(shè)有永磁體，外轉(zhuǎn)子的另一部分為空心體且伸出定子外，在空心體內(nèi)周面上設(shè)有永磁體，在空心體內(nèi)設(shè)有內(nèi)轉(zhuǎn)子，內(nèi)轉(zhuǎn)子上設(shè)有轉(zhuǎn)子繞組。該混合動力車包括發(fā)動機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)和與驅(qū)動輪，在發(fā)動機(jī)和傳動機(jī)構(gòu)之間連接有雙轉(zhuǎn)子電機(jī)，雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的輸入端與發(fā)動機(jī)連接，輸出端與傳動機(jī)構(gòu)連接，在雙轉(zhuǎn)子電機(jī)上還連接輸出控制模塊。本發(fā)明散熱性好，并能夠?qū)崿F(xiàn)無級調(diào)速。
文檔編號H02K1/26GK102158026SQ20111008347
公開日2011年8月17日 申請日期2011年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月2日
發(fā)明者楊燁照, 蔡良正, 趙昆青 申請人:浙江錢江摩托股份有限公司