為βη=
2 β s+2 β NdFe+ ^ ferrite0
[0044]參見圖7和圖8，本發(fā)明電機(jī)工作時，在該電機(jī)運(yùn)行過程中，電機(jī)的定子鐵芯模塊7流過的磁通(磁鏈)會根據(jù)雙轉(zhuǎn)子1的不同位置切換方向。如圖7所示為電機(jī)運(yùn)行在第一個位置，雙轉(zhuǎn)子1運(yùn)行到圖7所示的位置時，雙轉(zhuǎn)子1和定子6的相對位置為:由于雙轉(zhuǎn)子1的相對運(yùn)動方向為順時針，因此按從左到右的順序是:雙轉(zhuǎn)子1的連續(xù)的第一個和第二個外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極15分別與第一個和第三個定子鐵芯模塊7相對?’雙轉(zhuǎn)子1的連續(xù)的第一個和第二個內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極16分別與第二個和第四個定子鐵芯模塊7相對。此時，鐵氧永磁體8和兩塊釹鐵硼永磁體9產(chǎn)生的磁鏈相互串聯(lián)，并以正方向(順時針方向)穿過電樞繞組12。鐵氧永磁體8和兩塊釹鐵硼永磁體9產(chǎn)生的磁通的路徑按順時針方向如下:依次經(jīng)過第二塊釹鐵硼永磁體9、第一塊鐵氧永磁體8、第一塊釹鐵硼永磁體9、第一個定子鐵芯模塊7、外氣隙、第一個外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極15、外轉(zhuǎn)子軛部、第二個外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極15、外氣隙、第三個定子鐵芯模塊7、第三塊釹鐵硼永磁體9、第二塊鐵氧永磁體8、第四塊釹鐵硼永磁體9、第四個定子鐵芯模塊7、內(nèi)氣隙、第二個內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極16、內(nèi)轉(zhuǎn)子軛部、第一個內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極16、內(nèi)氣隙、第二個定子鐵芯模塊7。因此，在圖7位置時，本發(fā)明具有較強(qiáng)的聚磁效應(yīng)，可提供較高的氣隙磁通密度。
[0045]當(dāng)雙轉(zhuǎn)子1運(yùn)行到如圖8所示的第二個位置時，其雙轉(zhuǎn)子1和定子6的相對位置為:按從左到右的順序，雙轉(zhuǎn)子1的連續(xù)的第一個和第二個外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極15分別與第二個和第四個定子鐵芯模塊7相對?’雙轉(zhuǎn)子1的連續(xù)的第一個和第二個內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極16分別與第一個和第三個定子鐵芯模塊7相對。此時，鐵氧永磁體8和兩塊釹鐵硼永磁體9產(chǎn)生的磁鏈相互串聯(lián)，并以反方向(逆時針方向)穿過電樞繞組12。鐵氧永磁體8和兩塊釹鐵硼永磁9產(chǎn)生的磁通的路徑按順時針方向如下:依次經(jīng)過第三塊釹鐵硼永磁體9、第二塊鐵氧永磁體8、第四塊釹鐵硼永磁體9、第四個定子鐵芯模塊7、外氣隙、第二個外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極15、外轉(zhuǎn)子軛部、第一個外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極15、外氣隙、第二個定子鐵芯模塊7、第二塊釹鐵硼永磁體9、第一塊鐵氧永磁體8、第一塊釹鐵硼永磁體9、第一個定子鐵芯模塊7、內(nèi)氣隙、第一個內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極16、內(nèi)轉(zhuǎn)子軛部、第二個內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極16、內(nèi)氣隙、第三個定子鐵芯模塊7。因此，在圖8位置時，本發(fā)明具有較強(qiáng)的聚磁效應(yīng)，可提供較高的氣隙磁通密度。此外，由于在圖7所示的第一位置時，鐵氧永磁體8和兩塊釹鐵硼永磁體9產(chǎn)生的磁通以順時針方向穿過電樞繞組12，而在圖8所示的第二位置時，該磁通以逆時針方向穿過電樞繞組12，因而當(dāng)連續(xù)切換定子6和雙轉(zhuǎn)子1的相對位置時，電樞繞組12內(nèi)會感應(yīng)出具有雙極性的交變感應(yīng)電動勢。
[0046]參見圖9、圖10和圖11，采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)設(shè)計相比圖10和圖11中傳統(tǒng)磁通切換電機(jī)的磁場分布，本發(fā)明磁場分布巧妙而有效地避免了定子6外圈嚴(yán)重漏磁的問題，本發(fā)明可以有效地將傳統(tǒng)磁通切換永磁電機(jī)定子齒的過飽和部分的永磁磁能，轉(zhuǎn)化為建立電機(jī)的外磁場。因此，本發(fā)明不僅可以降低傳統(tǒng)磁通切換永磁電機(jī)定子齒的飽和程度，還可以使分別作用在新型雙轉(zhuǎn)子內(nèi)外轉(zhuǎn)子鐵芯上的電磁轉(zhuǎn)矩進(jìn)行疊加，從而有效地提高了電機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出能力和功率密度。
[0047]參見圖12，為本發(fā)明的空載反電動勢波形圖，可以看出，本發(fā)明空載反電勢波形顯示出較高的正弦度，其大部分諧波含量獲得了抵消補(bǔ)償，且適合于無刷交流控制運(yùn)行。因此，本發(fā)明的特殊繞組設(shè)置，具有繞組的互補(bǔ)性特點。
【主權(quán)項】
1.一種車用雙轉(zhuǎn)子磁通切換電機(jī)，雙轉(zhuǎn)子(1)包括外轉(zhuǎn)子鐵芯(2)和內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯(3)，外轉(zhuǎn)子鐵芯(2)內(nèi)同軸空套內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯(3)，在外轉(zhuǎn)子鐵芯(2)和內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯(3)之間同軸裝有定子￠)，內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯(3)同軸固定套在非導(dǎo)磁轉(zhuǎn)軸(5)外，內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯(3)外圈表面與定子(6)內(nèi)圈表面之間存有內(nèi)氣隙，定子(6)外圈表面與外轉(zhuǎn)子鐵芯⑵內(nèi)圈表面存有外氣隙，其特征是:定子(6)是由三相電樞繞組、隊個定子鐵芯模塊(7)和NJ電樞槽(13)組成，Ns= 3Ne，N。為單相繞組的線圈個數(shù)，Nsf定子鐵芯模塊(7)沿圓周方向均勻分布，每兩個定子鐵芯模塊(7)之間是電樞槽(13)，三相電樞繞組放置在電樞槽(13)中；每個定子鐵芯模塊(7)的中間沿徑向固定嵌有一個混合永磁體模塊(10)，每個混合永磁體模塊(10)都由一塊鐵氧永磁體(8)和兩塊相同的釹鐵硼永磁體(9)組成，鐵氧永磁體(8)在兩塊釹鐵硼永磁體(9)中間，鐵氧永磁體(8)與兩側(cè)的釹鐵硼永磁體(9)緊密無縫連接；同一個混合永磁體模塊(10)中的鐵氧永磁體(8)和釹鐵硼永磁體(9)的充磁方向相同且都沿圓周切向充磁，相鄰的兩塊混合永磁體模塊(10)的充磁方向相反。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種車用雙轉(zhuǎn)子磁通切換電機(jī)，其特征是:外轉(zhuǎn)子鐵芯(2)和內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯(3)上具有相同的凸極數(shù)目1，2，3...，Ν。為單相繞組的線圈個數(shù)；相鄰的兩個外轉(zhuǎn)子鐵芯凸極(15)之間的徑向中心線與其間的內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極(16)的中心線重合。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種車用雙轉(zhuǎn)子磁通切換電機(jī)，其特征是:外轉(zhuǎn)子鐵芯(2)和內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯(3)的軸向同一端面固定連接一個環(huán)形圓盤(4)，在環(huán)形圓盤(4)的盤面上沿圓周方向均勻分布有四個圓形通風(fēng)孔。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種車用雙轉(zhuǎn)子磁通切換電機(jī)，其特征是:所有的定子鐵芯模塊(7)和混合永磁體模塊(10)均具有和非導(dǎo)磁轉(zhuǎn)軸(5)、定子(6)相同的圓心0，圓心0到定子(6)內(nèi)圈的距離為半徑RS1、到定子(6)外圈的距離為半徑RSC1，且0.5RSC]〈RS1〈0.6RSC]。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種車用雙轉(zhuǎn)子磁通切換電機(jī)，其特征是:定子鐵芯模塊(7)、鐵氧永磁體(8)和釹鐵硼永磁體(9)均是扇形；釹鐵硼永磁體(9)的弧度為βΝ&，鐵氧永磁體⑶的弧度為，鐵氧永磁體⑶的弧度β fOTltf3為釹鐵硼永磁⑶的弧度β NdFe的三倍。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種車用雙轉(zhuǎn)子磁通切換電機(jī)，其特征是:每個定子鐵芯模塊(7)的側(cè)邊至釹鐵硼永磁體(9)側(cè)邊之間所占的最小弧度為i3s，
【專利摘要】本發(fā)明公開一種車用雙轉(zhuǎn)子磁通切換電機(jī)，定子是由三相電樞繞組、Ns個定子鐵芯模塊和Ns個電樞槽組成，Ns＝3Nc，Nc為單相繞組的線圈個數(shù)，Ns個定子鐵芯模塊沿圓周方向均勻分布，每兩個定子鐵芯模塊之間是電樞槽，三相電樞繞組放置在電樞槽中；每個定子鐵芯模塊的中間沿徑向固定嵌有一個混合永磁體模塊，每個混合永磁體模塊都由一塊鐵氧永磁體和兩塊相同的釹鐵硼永磁體組成，鐵氧永磁體在兩塊釹鐵硼永磁體中間，鐵氧永磁體與兩側(cè)的釹鐵硼永磁體緊密無縫連接在一起；相鄰永磁體在磁通路徑上形成了明顯的串聯(lián)磁路，相比并聯(lián)磁路下的傳統(tǒng)磁通切換永磁電機(jī)，顯著改善了定子齒部易飽和問題，有效提高了永磁體的利用率。
【IPC分類】H02K16/02, H02K1/32, H02K1/24, H02K1/02, H02K1/17
【公開號】CN105356699
【申請?zhí)枴緾N201510755061
【發(fā)明人】朱孝勇, 張超, 全力, 杜懌
【申請人】江蘇大學(xué)
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年11月9日