[发明专利]控制器固定的无定子无刷双转子内圈永磁体同步电机

说明书

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体是一种控制器固定的无定子无刷双转子内圈永磁体同步电机。

背景技术

双转子电机具有两个转速彼此独立的转子及转轴，可实现双轴独立驱动，因此在多种场合具有广阔的应用前景，例如混合动力汽车的电驱动系统、汽车和风力发电机的电无级变速器以及现代机床数控转台等。

目前国内外已经公发的双转子永磁电机是由外转子永磁电机和一台内转子永磁电机套在一起并共用一个定子的新型电机。但因其可以看成两个独立的普通电机，所以必须要有两个控制器，使得控制机构比较复杂，并且对于电机本体，因为结构上还存在定子部分，因此体积较大。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种控制器固定的无定子无刷双转子内圈永磁体同步电机。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种控制器固定的无定子无刷双转子内圈永磁体同步电机，包括机壳、外转子和内转子，所述机壳包括第一腔室和第二腔室，所述外转子包括外转轴，所述外转轴的第一端设置在第一腔室内，外转轴的第一端端部伸出第一腔室的端壁外，所述第一腔室内外转轴的第一端上设有感应器结构，所述第一腔室外设有逆变器，所述逆变器与感应器结构相连接；所述外转轴的第二端设置在第二腔室内，所述外转轴的第二端上设有外转子铁芯以及嵌入外转子铁芯的外转子绕组，所述外转轴的第二端端部设有端盖；所述内转子包括内转轴，所述内转轴的一端端部伸出第二腔室的端壁外，其余部分设置在外转轴的第二端内，所述第二腔室内内转轴上与外转子铁芯相对应处设有内转轴铁芯以及沿圆周方向交错设置在内转轴铁芯外侧壁上的永磁体。

所述感应器结构包括感应器壳体、发送线圈和接收线圈，所述感应器壳体设置在机壳第一腔室的内侧壁上，所述发送线圈固定在感应器壳体上，发送线圈产生的磁场与外转轴的第一端在空间上保持垂直，所述接收线圈固定在外转轴的第一端上并随之旋转，用于不断切割磁感线产生感应电动势，接收线圈与外转子绕组相连接。

所述发送线圈和接收线圈均为三相线圈。

所述控制器固定的无定子无刷双转子内圈永磁体同步电机，还包括蓄电池，所述蓄电池直接与逆变器相连接；所述逆变器的输出端直接与发送线圈相连，所述逆变器将蓄电池提供的直流电变换成交流，送到发送线圈，用于产生磁场。

所述逆变器将蓄电池提供的输出电流和电压，通过发送线圈和接收线圈的比例关系，控制外转子绕组中的电流和电压，从而调节电机的电磁转矩以及内转子和外转子的转速差。

所述控制器固定的无定子无刷双转子内圈永磁体同步电机，包括以下能量双向流动：

-电动状态，能量由蓄电池经逆变器、发送线圈和接收线圈送到电机，电能转化为机械能；

-放电状态，能量由电机经接收线圈、发送线圈和逆变器送到蓄电池，机械能转化为电能。

所述外转子铁芯为圆环形，其外圆周表面沿轴向开有若干个槽，所述若干个槽的开口中心线围绕内转轴均匀分布，外转子绕组分别嵌入所述槽内形成三相绕组。

所述内转轴通过内转子-机壳间轴承与机壳转动连接，所述内转轴通过内转子-外转子间轴承与外转轴转动连接，形成内转子独立转动；所述外转轴通过外转子轴承与机壳转动连接，其端盖通过端盖轴承与内转轴转动连接，形成外转子独立转动。

所述内转轴为输入轴，并与外部旋转体相连接，相应地，所述外转轴为输出轴；或

所述内转轴为输出轴，相应地，所述外转轴为输入轴，并与外部旋转体相连接。

所述内转轴与外转轴的相邻端部之间设有气隙。

本发明提供的控制器固定的无定子无刷双转子内圈永磁体同步电机，只设有外转子和内转子，取消了固定在机壳上的定子，因此电机制作复杂程度得到很大的降低，同时电机本体体积能得到减小。

本发明将逆变器固定在电机外，由蓄电池为逆变器提供直流电，逆变器的输出端直接与三相发送线圈相连，通过接收线圈按一定的比例关系感应出三相交流感应电动势，直接供给外转子绕组。因此本发明的电机不需要电刷和滑环，不存在了一般三电刷的双转子电机在运行稳定性和使用寿命方面存在的问题。

另外，由于本发明只需一个控制器，控制比较方便。控制器将直流蓄电池的电压电流进行变换，产生交流控制电压，经发送线圈和接收线圈按一定的比例关系感应产生所需的三相交流电，送给本发明电机的外转子绕组，以控制磁场的变化来达到控制电机输出转速与输出转矩的目的。

附图说明