[发明专利]控制器旋转的无定子无刷双转子外圈永磁体同步电机

说明书

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体是一种控制器旋转的无定子无刷双转子外圈永磁体同步电机。

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。同时其逆变器在电机外固定，逆变器输出端与电机输入端的连接基本都采用三电刷的连接方式，电刷数的增加会导致磨损故障概率的增加。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种控制器旋转的无定子无刷双转子外圈永磁体同步电机。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种控制器旋转的无定子无刷双转子外圈永磁体同步电机，包括机壳、外转子和内转子，所述外转子包括外转轴，所述外转轴的内端设置在机壳内部，外转轴的内端上沿圆周方向交错设置永磁体，所述外转轴的内端端部设有端盖，所述外转轴的外端伸出机壳的第一端外；所述内转子包括内转轴，所述内转轴的内端设置外转子内部，内转轴的内端上与永磁体相对应处设有内转子铁芯以及嵌入内转子铁芯的内转子绕组，所述内转轴的外端设置在外转子的外部，所述内转轴的外端端部伸出与机壳第一端相对的第二端外；所述机壳内内转轴的外端上靠近外转轴内端端部处设有逆变器，所述机壳内内转轴的外端上靠近机壳第二端处设有感应器结构，所述逆变器与感应器结构之间设有整流器。

所述感应器结构包括设置在机壳第二端内的感应器壳体以及设置在感应器壳体内的感应线圈和鼠笼式铝条结构，还包括蓄电池，其中：

-蓄电池，直接与感应线圈相连；

-感应线圈，固定在感应器壳体上，通过蓄电池通入直流电后，上下两组线圈产生的磁场方向正好相反，且均与内转轴的外端在空间上保持垂直；

-鼠笼式铝条结构，其上下两部分的感应磁力方向一致，固定在内转轴的外端上并随内转轴的外端旋转，不断切割感应线圈产生应磁力。或，

所述感应器结构包括设置在机壳第二端内的感应器壳体以及设置在感应器壳体内的感应永磁体和鼠笼式铝条结构，其中：

-感应永磁体，固定在感应器壳体上，产生的磁场方向正好相反，且均与内转轴的外端在空间上保持垂直；

-鼠笼式铝条结构，其上下两部分的感应磁力方向一致，固定在内转轴的外端上并随内转轴的外端旋转，不断切割感应永磁体产生感应磁力。

所述整流器固定在内转轴的外端上并与内转轴的外端一起旋转，所述感应器结构的感应磁力经整流器变成直流电，所述直流电通过整流器整流后的电压方向始终一致。

所述逆变器将经整流器整流过的感应磁力变换成所需的三相交流电，用于调节电机的电磁转矩以及内转子和外转子的转速差。

所述内转子铁芯为圆环形，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，内转子绕组分别嵌入所述槽内形成三相绕组。

所述内转轴的外端通过内转子-机壳间轴承与机壳转动连接，所述内转轴的内端通过内转子-外转子间轴承与外转轴转动连接，形成内转子独立转动；所述外转子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，用于与外部旋转体连接并接受驱动，相应地，所述外转轴为输出轴。

所述逆变器与内转轴的外端固定连接并一起旋转，逆变器输出端通过三相线缆与内转子绕组连接。

所述内转轴的内端端部与外转轴之间设有微小气隙。

本发明提供的控制器旋转的无定子无刷双转子外圈永磁体同步电机，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，电机本体体积能得到减小。

同时，本发明将逆变器置于电机机壳内，与内转轴固定，随着内转轴一起旋转，蓄电池与感应器中的感应线圈相连，通过鼠笼式铝条结构产生感应电动势，经整流器为逆变器输入直流电，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。