[发明专利]复合结构永磁电机的Halbach阵列外转子

说明书

技术领域

本发明涉及永磁同步电机转子，具体涉及的是一种复合结构永磁电机的Halbach阵列外转子。

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。为了克服现有车辆中内燃机系统单一驱动车辆造成的效率低、排放严重等问题，各种电机、电池和功率变换器被引入到车辆驱动系统中，与传统内燃机协调工作，实现汽车节能、减排。

专利号为PCT/NL03/00155、公开号为WO03075437、公开日2003年09月12日的国际专利和专利号为200510130739.5、公开号为CN1945939、公开日2007年04月11日的中国专利涉及的电机都是应用于混合动力汽车的具有复合结构电机的特征，即由一个定子和两个转子构成，两个转子作为一个双转子电机工作，与定子相邻的外转子与定子作为另一个普通电机工作，整个结构相当于两个电机高度复合在一起。

公开号为WO03075437国际专利中涉及的复合在一起的两个电机都为异步电机，共用的外转子为双鼠笼型结构，两个电机工作时，引起外转子的饱和，致使两个电机磁耦合极大，很难独立控制。公开号为CN1945939的中国专利涉及的复合在一起的两电机共用的外转子为永磁结构，该专利涉及外转子上有一层永磁体同时为两电机提供主磁通，这使得两电机控制时无法解耦，不能实现独立控制，影响整个混合动力系统的灵活运行。还有一些现有技术中在外转子上有两层永磁体分别为两个电机提供主磁通，两层永磁体数目相同且正对，这对于两个电机功率等级或者基速相差很多的情况来说，是一个不利的结构：若两侧都选择少极数，会导致速度低的电机体积增大，功率密度降低；若两侧都选择多极数，会导致速度高的电机铁损增大，效率降低。而且，如果根据两电机的功率等级或者基速选择两层永磁体极数不同，按照专利涉及的永磁体充磁方式，也会导致两个电机磁耦合严重，影响整个系统的控制和运行。

发明内容

本发明为了解决复合结构电机磁耦合问题和电机极数选择不灵活问题，而提供了复合结构永磁电机的Halbach阵列外转子。

本发明的复合结构永磁电机的Halbach阵列外转子由转子铁心1、外层Halbach永磁体阵列2和内层Halbach永磁体阵列3组成；转子铁心1为圆筒形铁心，外层Halbach永磁体阵列2和内层Halbach永磁体阵列3中的每一个永磁体均为瓦片形永磁体，外层Halbach阵列永磁体2的瓦片形永磁体沿圆周方向均匀排列在转子铁心1的外部，外层Halbach阵列永磁体2的瓦片形永磁体的磁场减弱一侧的内表面与转子铁心1的外表面固定连接，内层Halbach阵列永磁体3的瓦片形永磁体沿圆周方向均匀排列在转子铁心1的内部，内层Halbach阵列永磁体3的瓦片形永磁体的磁场减弱一侧的外表面与转子铁心1的内表面固定连接。

本发明转子内外两侧都采用Halbach永磁体阵列，两层永磁体无论极数是否相同，都会使得转子铁心内磁通极少，转子铁心很不饱和，不会引起两个电机的磁路上的耦合，两个电机便可实现独立控制，整个混合动力系统更协调的运行，复合在一起的每个电机也可根据实际需要的功率等级与基速来灵活选择自身磁极数。另外Halbach永磁体阵列的采用可使转子铁心采用非导磁材料，从而可大大减小转子铁心铁耗，提高电机效率。

附图说明