一種雙定子旋轉電機的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及旋轉電機技術領域，特別是涉及一種雙定子的旋轉電機。
【背景技術】
[0002]隨著電機技術和永磁材料的發(fā)展，旋轉永磁電機以其高效率、高功率密度、高功率因數(shù)等優(yōu)勢在電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。新能源汽車的驅(qū)動電機，一般要變速運行，在低速時，需要低速大扭矩輸出；在高速時需要保持恒功率。低速大扭矩可以滿足整車的啟動，例如加速、爬坡。高速恒功率能夠滿足整車的最高車速要求，以及在高速時的超車。
[0003]然而，傳統(tǒng)永磁電機(表貼式轉子或內(nèi)置式轉子)多為單定子結構，氣隙磁場不易調(diào)節(jié)，靠單一電機難以同時滿足電動汽車低速大轉矩和高速運行能力的要求。實際中都是在設計階段對永磁電機低速大轉矩和高速恒功率性能進行折中平衡，犧牲了部分性能，并通過弱磁控制來進行永磁磁場的調(diào)節(jié)，實現(xiàn)高速恒功率運行性能。但是弱磁一方面仍然不足以支撐電動汽車所需求的大轉速范圍，并且定子電流直軸分量的存在，使得定子繞組的銅損大大增加，降低了永磁電機的效率；另一方面，在弱磁擴速的過程中，不可避免的出現(xiàn)永磁磁鋼或多或少的退磁，降低了永磁電機的可靠性。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術存在的上述缺陷，提供一種既能滿足低速大轉矩要求，又能滿足電機高轉速運行的雙定子永磁電機。
[0005]本實用新型通過以下技術方案實現(xiàn):
[0006]—種雙定子的旋轉電機，包括沿旋轉電機轉動軸線設置的轉軸1，內(nèi)側定子鐵心2，外側定子鐵心6及位于內(nèi)、外側定子鐵心之間的永磁轉子4 ;在永磁轉子4與內(nèi)側定子鐵心2之間有內(nèi)側磁場調(diào)制環(huán)3 ;在永磁轉子4與外側定子鐵心6之間有外側磁場調(diào)制環(huán)5。
[0007]進一步地，永磁轉子4由永磁磁鋼4-1和不導磁部分4-2組成；內(nèi)側磁場調(diào)制環(huán)3由內(nèi)側磁場調(diào)制環(huán)導磁部分3-1和內(nèi)側磁場調(diào)制環(huán)不導磁部分3-2組成；外側磁場調(diào)制環(huán)5由外側磁場調(diào)制環(huán)導磁部分5-1和外側磁場調(diào)制環(huán)不導磁部分5-2組成。
[0008]進一步地，內(nèi)側磁場調(diào)制環(huán)3、永磁轉子4和外側磁場調(diào)制環(huán)5可以相對轉動。
[0009]進一步地，外側定子鐵心6內(nèi)嵌入外側定子鐵心繞組7，內(nèi)側定子鐵心2內(nèi)嵌入內(nèi)側定子鐵心繞組8。
[0010]進一步地，內(nèi)側磁場調(diào)制環(huán)3、永磁轉子4和外側磁場調(diào)制環(huán)5可為四極、六極、八極或其它偶數(shù)對極數(shù)結構，且內(nèi)側磁場調(diào)制環(huán)3、永磁轉子4和外側磁場調(diào)制環(huán)5的極數(shù)始終保持一致。
[0011]內(nèi)、外兩個磁場調(diào)制環(huán)3、5與永磁轉子4的相對位置可以根據(jù)需要進行調(diào)節(jié)，當需要低速大轉矩運行時，調(diào)節(jié)內(nèi)、外磁場調(diào)制環(huán)3、5與永磁轉子4的相對位置，使得內(nèi)側定子鐵心2磁短路，永磁轉子4提供的磁通與外側定子鐵心6交鏈，此時，外側定子鐵心6與永磁轉子4組成的外側電機發(fā)揮作用；當高轉速運行時，調(diào)節(jié)內(nèi)、外磁場調(diào)制環(huán)3、5與永磁轉子4的相對位置，使得永磁磁通與內(nèi)側定子鐵心2交鏈，此時，內(nèi)側定子鐵心2與永磁轉子4組成的內(nèi)側電機發(fā)揮作用。通過調(diào)節(jié)內(nèi)側磁場調(diào)制環(huán)3、外側磁場調(diào)制5與永磁轉子4的相對位置實現(xiàn)內(nèi)外兩個電機的切換，來滿足電動汽車驅(qū)動等要求低速大轉矩和高轉速運行范圍的場合。
[0012]該新型雙定子旋轉電機結構，既滿足了低速大轉矩的要求，又擴充了電機高轉速的運行范圍，提高了全速度范圍的功率輸出特性。在低速時，為滿足爬坡等所需的大轉矩，外側定子鐵心6與永磁轉子4耦合，形成外側永磁電機，其設計以滿足低速大轉矩為主導；在高速的時候，通過旋轉內(nèi)、外磁場調(diào)制環(huán)3和5，短路外側定子鐵心6，使得內(nèi)側定子鐵心2與永磁轉子4耦合，形成內(nèi)側永磁電機，該永磁電機設計以滿足高速運行特性為主導。這樣低速大轉矩和高轉速運行兩種工況分別由外側永磁電機和內(nèi)側永磁電機來執(zhí)行，使得每個電機都得到了設計的最優(yōu)化，整個全速度運行范圍內(nèi)保持有較高的效率，同時，也提高了永磁電機的可靠性。
【附圖說明】
[0013]為了更明顯易懂的說明本實用新型的實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖做一簡單介紹，下面描述的附圖是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
[0014]圖1是本實用新型實施例的旋轉電機橫向剖視圖。
[0015]圖2是本實用新型實施例的旋轉電機縱向剖視圖。
[0016]圖3是本實用新型實施例外側電機發(fā)揮作用時的旋轉電機剖視圖。
[0017]圖4是本實用新型實施例內(nèi)側電機發(fā)揮作用時的旋轉電機剖視圖。
[0018]圖中:
[0019]1、轉軸；2、內(nèi)側定子鐵心；3、內(nèi)側磁場調(diào)制環(huán)；3_1、內(nèi)側磁場調(diào)制環(huán)導磁部分；3-2、內(nèi)側磁場調(diào)制環(huán)不導磁部分；4、永磁轉子；4-1、永磁轉子上永磁磁鋼；4-2、永磁轉子上不導磁部分；5、外側磁場調(diào)制環(huán)；5-1、外側磁場調(diào)制環(huán)導磁部分；5-2、外側磁場調(diào)制環(huán)不導磁部分；6、外側定子鐵心；7、外側定子鐵心繞組；8、內(nèi)側定子鐵心繞組；A1、第一氣隙；A2、第二氣隙；A3、第三氣隙；A4、第四氣隙。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步地詳細說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本實用新型，而非對本實用新型的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本實用新型相關的部分而非全部結構，且附圖僅以說明為目的，并未依照原尺寸作圖。
[0021]如圖1所示，本實施例提供了一種雙定子旋轉電機，包括沿旋轉電機轉動軸線設置的轉軸1，內(nèi)側定子鐵心2，外側定子鐵心6及位于內(nèi)、外側定子鐵心之間的永磁轉子4。其中，永磁轉子4由永磁磁鋼4-1和不導磁部分4-2組成；在永磁轉子4與內(nèi)側定子鐵心2之間有內(nèi)側磁場調(diào)制環(huán)3，在永磁轉子4與外側定子鐵心6之間有外側磁場調(diào)制環(huán)5 ;內(nèi)側磁場調(diào)制環(huán)3由內(nèi)側磁場調(diào)制環(huán)導磁部分3-1和內(nèi)側磁場調(diào)制環(huán)不導磁部分3-2組成，外側磁場調(diào)制環(huán)5由外側磁場調(diào)制環(huán)導磁部分5-1和外側磁場調(diào)制環(huán)不導磁部分5-2組成。
[0022]圖2為本實用新型實施例的旋轉電機縱向剖視圖，外側定子鐵心6內(nèi)嵌入外側定子繞組7，內(nèi)側定子鐵心2內(nèi)嵌入內(nèi)側定子繞組8。內(nèi)側磁場調(diào)制環(huán)3、永磁轉子4和外側磁場調(diào)制環(huán)5可以相對轉動。
[0023]圖3所示為本實用新型實施例外側電機發(fā)揮作用時的旋轉電機剖視圖。此時永磁磁通從永磁磁鋼4-1的N極出發(fā)，經(jīng)第一氣隙A1、外側磁場調(diào)制環(huán)的導磁部分5-1、第二氣隙A2到達外側定子鐵心6，而后經(jīng)第二氣隙Δ 2、相鄰的外側磁場調(diào)制環(huán)的導磁部分5-1、第一氣隙A1到達永磁磁鋼4-1的S極，并經(jīng)第三氣隙Δ 3、內(nèi)側磁場調(diào)制環(huán)的導磁部分3-1、第三氣隙A 3形成閉合回路。
[0024]圖4所示為本實用新型實施內(nèi)側電機發(fā)揮作用時的旋轉電機剖視圖。此時永磁磁通從永磁磁鋼4-1的N極出發(fā)，經(jīng)第三氣隙A3、內(nèi)側磁場調(diào)制環(huán)的導磁部分3-1、第四氣隙A4、到達內(nèi)側定子鐵心2，而后經(jīng)第四氣隙A4、相鄰的內(nèi)側磁場調(diào)制環(huán)的導磁部分3-1、第三氣隙A3、到達永磁磁鋼4-1的S極，并經(jīng)第二氣隙A2、外側磁場調(diào)制環(huán)的導磁部分5-1、第二氣隙、形成閉合回路。
[0025]上述圖1到圖4所示的內(nèi)側磁場調(diào)制環(huán)3、永磁轉子4和外側磁場調(diào)制環(huán)5為八極結構，但在其它一些實施例中，亦可是四極或六極結構，且不以此為限。
[0026]本實用新型通過調(diào)節(jié)內(nèi)、外磁場調(diào)制環(huán)與永磁轉子的相對位置，克服了傳統(tǒng)永磁電機磁場難調(diào)節(jié)的問題，既滿足了低速大轉矩的要求，又擴充了電機高轉速的運行范圍，提高了全速度范圍的功率輸出特性。
[0027]顯然，本實用新型的上述實施例僅僅是為了清楚說明本實用新型所作的舉例，而并非是對本實用新型的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型權利要求的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種雙定子旋轉電機，其特征在于，包括沿旋轉電機轉動軸線設置的轉軸(I)，內(nèi)側定子鐵心⑵，外側定子鐵心(6)及位于所述內(nèi)、外側定子鐵心之間的永磁轉子⑷；在所述永磁轉子(4)與所述內(nèi)側定子鐵心(2)之間有內(nèi)側磁場調(diào)制環(huán)(3);在所述永磁轉子(4)與所述外側定子鐵心(6)之間有外側磁場調(diào)制環(huán)(5)。2.根據(jù)權利要求1所述的雙定子旋轉電機，其特征在于，所述內(nèi)側磁場調(diào)制環(huán)(3)包括內(nèi)側磁場調(diào)制環(huán)導磁部分(3-1)和內(nèi)側磁場調(diào)制環(huán)不導磁部分(3-2)。3.根據(jù)權利要求1所述的雙定子旋轉電機，其特征在于，所述永磁轉子(4)包括永磁轉子上永磁磁鋼(4-1)和永磁轉子上的不導磁部分(4-2)。4.根據(jù)權利要求1所述的雙定子旋轉電機，其特征在于，所述外側磁場調(diào)制環(huán)(5)包括外側磁場調(diào)制環(huán)導磁部分(5-1)和外側磁場調(diào)制環(huán)不導磁部分(5-2)。5.根據(jù)權利要求1所述的雙定子旋轉電機，其特征在于，所述內(nèi)側磁場調(diào)制環(huán)(3)、所述永磁轉子(4)和所述外側磁場調(diào)制環(huán)(5)可以相對轉動。6.根據(jù)權利要求1所述的雙定子旋轉電機，其特征在于，所述外側定子鐵心(6)內(nèi)嵌入外側定子鐵心繞組(7)，所述內(nèi)側定子鐵心(2)內(nèi)嵌入內(nèi)側定子鐵心繞組(8)。7.根據(jù)權利要求1-6任意一項所述的雙定子旋轉電機，其特征在于，所述內(nèi)側磁場調(diào)制環(huán)(3)、所述永磁轉子(4)和所述外側磁場調(diào)制環(huán)(5)可為四極、六極或八極的極數(shù)結構。8.根據(jù)權利要求1所述的雙定子旋轉電機，其特征在于，所述旋轉電機可用于電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)。
【專利摘要】本實用新型公開了一種雙定子旋轉電機，包括沿旋轉電機轉動軸線設置的轉軸，內(nèi)側定子鐵心，外側定子鐵心及位于內(nèi)、外側定子鐵心之間的永磁轉子。其中，永磁轉子由永磁磁鋼和不導磁部分組成；在永磁轉子與內(nèi)側定子鐵心之間有內(nèi)側磁場調(diào)制環(huán)，在永磁轉子與外側定子鐵心之間有外側磁場調(diào)制環(huán)，內(nèi)、外側磁場調(diào)制環(huán)均由導磁部分和不導磁部分組成；內(nèi)側磁場調(diào)制環(huán)、永磁轉子和外側磁場調(diào)制環(huán)可以相對轉動。本實用新型通過調(diào)節(jié)內(nèi)、外磁場調(diào)制環(huán)與永磁轉子的相對位置，克服了傳統(tǒng)永磁電機磁場難調(diào)節(jié)的問題，既滿足了低速大轉矩的要求，又擴充了電機高轉速的運行范圍，提高了全速度范圍的功率輸出特性。
【IPC分類】H02K1/06, H02K16/04
【公開號】CN204810087
【申請?zhí)枴緾N201520593367
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】蘇州威莫磁力傳動技術有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年8月3日