[发明专利]无刷馈电爪极复合电机

说明书

技术领域

本发明涉及的是永磁电机的技术领域。

背景技术

传统内燃机汽车的燃油消耗和尾气排放污染是举世关注的热点问题。使用电动汽车可实现低能耗、低排放，但由于作为电动汽车的关键部件之一的电池其能量密度、寿命、价格等方面的问题，使得电动汽车的性价比无法与传统的内燃机汽车相抗衡，在这种情况下，融合内燃机汽车和电动汽车优点的混合动力电动汽车发展迅速，成为新型汽车开发的热点。

现有串联式驱动装置的特点是：可使发动机不受汽车行驶工况的影响，始终在其最佳的工作区稳定运行，并可选用功率较小的发动机，但需要功率足够大的发电机和电动机，发动机的输出需全部转化为电能再变为驱动汽车的机械能，由于机电能量转换和电池充放电的效率较低，使得燃油能量的利用率比较低；并联式驱动装置能量利用率相对较高，但发动机工况要受汽车行驶工况的影响，因此不适于变化频繁的行驶工况，相比于串联式结构，需要较为复杂的变速装置和动力复合装置以及传动机构。混联式驱动装置采用两台电机来实现发动机转矩和转速的同时控制，可实现发动机的高效率和低排放工作，具有较好的性能，但需要通过行星齿轮实现动力的分配，结构复杂，成本较高。因此在上述驱动装置中，存在发动机和系统其他部件不能简单高效配合的问题，从而使整个系统存在体积笨重、结构复杂、成本偏高、性能受限等问题，而不能有效地将动力输出。

发明内容

为了解决现有串联式、并联式和混联式驱动装置中发动机和系统其他部件不能简单高效配合，从而使整个系统存在体积笨重、结构复杂、成本偏高、性能受限，而不能有效地将动力输出的问题，本发明提供了一种无刷馈电爪极复合电机。

本发明的无刷馈电爪极复合电机由端盖、壳体、第一定子、爪极转子、第一永磁转子、第二永磁转子、第二定子、爪极转子输出轴和永磁转子输出轴组成；以第一定子相对于第二定子侧为左侧，以第二定子相对于第一定子侧为右侧；

第一定子固定在壳体的内侧壁上，第一永磁转子固定在永磁转子输出轴上，爪极转子位于第一定子与第一永磁转子之间，所述爪极转子固定在爪极转子输出轴上，并且所述爪极转子通过轴承与永磁转子输出轴连接；爪极转子和第一定子之间有气隙L1；所述爪极转子与第一永磁转子之间有气隙L2；

第二定子固定在壳体的内侧壁上，并且位于第一定子的右侧，第二永磁转子固定在永磁转子输出轴上，并且与第二定子相对应；第二定子与第二永磁转子之间有气隙L3，第二定子由第二定子绕组和第二定子铁心组成，第二永磁转子包括第二转子永磁体，所述第二定子和第二永磁转子组成现有多相永磁电机结构；

第一定子由m个结构相同的相单元沿轴向紧密排列组成；每个相单元均由铁心和绕组构成；每个铁心的截面为“凹”字形，“凹”字形的开口面向爪极转子，绕组嵌在所述“凹”字形的开口中；

爪极转子由支撑部分和m个爪极单元组成，每个爪极单元由2n个爪极齿沿圆周均匀分布排列组成圆环状，相邻两个爪极齿之间的爪极距离为d，圆周方向上相间分布的爪极齿的顶端凸出部分连接成一体，所述顶端凸出部分的顶面形成一个圆环面，每个爪极单元的2n个爪极齿的顶面共形成两个圆环面，且这两个圆环面分别与对应第一定子铁心的“凹”字形开口的两侧凸出部分对齐；每个爪极齿的底面朝向第一永磁转子，所有爪极齿固定在支撑部分上，在圆周方向上顶端凸出部分连接在一起的两个爪极齿的底面在圆周方向上不相邻，在每个爪极单元内圆周方向上底面相邻的两个爪极齿组成一个爪极对，m个爪极单元沿轴向均匀排列，并且相邻爪极单元沿圆周方向错开2/m倍的爪极距离d所占的空间角度；

第一永磁转子外圆周表面有m个永磁体单元，每个永磁体单元是由2n个永磁体沿圆周均匀分布排列组成，所述永磁体沿径向充磁，并且相邻两块永磁体的充磁方向相反，永磁体嵌入转子铁心的外表面中或固定在转子铁心的外表面上，m个永磁体单元沿轴向均匀分布；

所述m和n均为大于0的整数。

本发明中的爪极齿的底面和纵截面可以是多边形。

本发明中的爪极齿的底面和顶面可以是轴对称多边形。

第一定子上的绕组和第二定子绕组以星形接法或角形接法连接后，分别直接与外部驱动交流电源或者负载相连接。