[发明专利]一种双盘式轴向磁场永磁电机与开关磁阻电机组合的电机

说明书

技术领域

本发明属于双盘式轴向磁场永磁电机与两个开关磁阻电机组合的高效电机。更具体地说，涉及中间定子和两边转子盘组成轴向磁场永磁电机，两边转子盘同时又作为径向磁场开关磁阻电机的转子，并兼有自通风冷却结构。本发明充分利用内部空间，两种电机进行巧妙组合，集4台电机于一体，具有结构紧凑、功率密度高、效率高的特点。

背景技术

永磁电机广泛应用在各个领域及人们日常生活中，永磁电机按磁场方向可分为径向磁场和轴向磁场两种。轴向磁场电机也叫盘式永磁电机。目前，应用较多的是单盘式轴向磁场永磁电机，工作效率高，但功率范围较小，且速度与转矩输出单一，其冷却方式多为在电机外部加风扇的风冷式或在电机内部加水套的水冷式，其结构都比较复杂。开关磁阻电机转子为凸极铁心结构，其上既没有绕组也没有永磁体，而定子铁心也为凸极结构，其中分布有多相集中绕组，各相绕组间在空间上彼此独立，因此该种电机具有结构简单、运行可靠及容错能力强的优点，随着电力电子技术的发展，得到了越来越普遍的应用。为了更好的运用及发挥以上两种电机的优点，进行巧妙组合，使其体积密度、功率密度更加理想。

发明内容

本发明正是考虑到上述的原由而设计的，其目的在于提供一种具有自通风冷却结构和多工况输出的高效率、高功率密度、大功率范围的电机，由中间定子和两边转子盘组成的永磁轴向磁场盘式电机和两台开关磁阻电机构成，能够充分利用内部空间。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

1、本发明中的双盘式轴向磁场永磁电机实为两个电机，相当于在一台盘式轴向磁场永磁电机的一侧再加装一台盘式轴向磁场永磁电机，由左转子盘、中间定子及右转子盘构成，中间定子为两个电机共用体，与电机外壳体，左、右转子通过机械方式固定在同一输出轴上，该两台电机可同步旋转工作，充分提高电机的转矩与体积密度，也可每一个独立旋转工作，节约能耗，该双盘式轴向磁场电机只有一个机械输出轴，结构简单。

2、左、右转子均相当于普通盘式轴向磁场永磁电机的转子，都是由转子盘及永磁体组成，且左、右转子极数相同。

3、左、右转子盘其外圆周方向开设齿槽，该齿槽一方面作为开关磁阻电机的转子齿槽，另一方面又成为盘式永磁电机的通风槽，起通风冷却电机作用，结构简单。

4、双盘式永磁电机的中间定子由定子铁芯和定子绕组构成。定子铁芯用硅钢片卷绕而成，在定子铁芯左、右两端面上分别加工出相对应且均匀分布、相同数量的齿槽，齿槽中的定子绕组的分布、线规、每槽导体数完全相同，定子左侧槽导体同右侧槽导体串联绕制，组成多层环形缠绕线圈，形成线圈共用结构，该线圈端部很短，可节约铜材，降低成本。

5、本发明中的开关磁阻电动机实为两台径向磁场开关磁阻电机，分别由左、右转子盘与左、右端盖上装有的左、右SRM定子总成构成，内部空间利用率高。

6、两台开关磁阻电动机的左定子、右定子绕组可以串联或并联在一起，采用一套控制器，同时控制左、右定子绕组，相当于只有一个开关磁阻电机运行，也可以单独控制其中一台电机运行，并使电机始终处于最佳效率运行状态，从而提高电机的综合运行效率。

7、组成开关磁阻电机的左定子、右定子绕组都是由集中分布线圈组成的多相绕组。当左、右定子中的某个线圈(即某相绕组)有故障不能工作时，可以切断该相绕组所处左或右定子绕组的电流，而只供电另一侧定子绕组，即可以保持有一个完整的开关磁阻电机工作，此时电机仍具有良好的运行性能，提高了该种电机的容错运行性能。

8、本发明电机是由双盘式永磁轴向磁场电机与两个开关磁阻电机组合而成，其中左右转子盘、中间定子、外壳体、输出轴均为不同电机间的共用结构，零部件及其内部空间得到了充分利用，构成了一种更加高效、多工况输出的电机。

本发明和现有技术相比，具有以下特点：一、本发明设计简化了电机冷却结构，使电机节约材料，又能提高效率；二、本发明利用双盘式轴向磁场永磁电机，结合开关磁阻电机结构特点，在不增加电机体积基础上，增加了两台开关磁阻电机，提高了电机的功率及效率，节约了零部件，并增加了电机的输出工况；三、双盘式轴向磁场永磁电机实质是两台单盘式轴向磁场永磁电机的组合，两者共用一个定子铁芯，因此充分提高了电机的转矩与体积密度。四、双盘式永磁电机的定子左侧槽导体同右侧槽导体串联组成多层环形缠绕线圈，可形成一线圈两用结构。该结构线圈端部很短，可节约铜材，降低成本。五、组成开关磁阻电机的左定子、右定子绕组都是由集中分布线圈组成的多相绕组，具有更好的容错运行性能。

附图说明