[发明专利]用于电磁馈馈能型半主动悬架的多定子永磁同步电机

说明书

技术领域

本发明属于车辆悬架技术领域，尤其涉及馈能型半主动悬架用永磁同步电机技术。

背景技术

悬架的作用是传递作用在车轮（或车轴）和车身（或车架）之间的力和力矩，缓冲和衰减由不平路面引起的车身振动，以保证车辆平顺安全行驶。 

电磁馈能型半主动悬架在结构上较传统悬架的主要不同之处在于使用能量回收装置即电磁馈能阻尼力发生器替代了传统悬架的阻尼器。电磁馈能阻尼力发生器通常由馈能电机结合直线旋转运动转换装置（如滚珠丝杠副）组成，馈能电机通常使用永磁同步电机，通过滚珠丝杠副将悬架直线运动转化为旋转运动，并输给永磁同步电机，永磁同步电机在该旋转运动的作用下发电，供给蓄电池从而实现馈能，同时向悬架簧载质量和非簧载质量提供减振的馈能阻尼力。

目前，馈能电机使用的永磁同步电机通常采用永磁体做转子，采用一组三相星型连接的线圈绕组做定子，该类永磁同步电机在馈能型半主动悬架上使用时具有以下不足：当蓄电池电压一定时，永磁同步电机即使在悬架相对运动速度一定这一理想输入条件下输出的馈能阻尼力也会有较大的波动，而该波动的馈能阻尼力又影响电磁馈能型半主动悬架的工作效果。

发明内容

为克服上述现有馈能型半主动悬架用永磁同步电机馈能阻尼力矩波动大的缺陷，本发明提供一种新型的电磁馈能型半主动悬架用多定子永磁同步电机，以减小馈能型半主动悬架输出的馈能阻尼力矩波动，从而改善馈能型半主动悬架的使用性能。

为实现上述目的，本发明用于电磁馈能型半主动悬架的多定子永磁同步电机采用的技术方案是：包括转子和电机外壳，转子包括转轴和安装其上的转子铁芯、永磁体，电机外壳内壁上固定有2ⁿ个定子，n为大于或等于1的自然数，2ⁿ个定子在轴向依次紧密固接，每个定子均由线圈绕组和定子铁芯构成，线圈绕组采用星形连接且与永磁体同轴，相邻两个定子中的线圈绕组的相同位置间的圆周夹角为60°/2ⁿ；每个线圈绕组均连接三相全波整流桥，所有的三相全波整流桥均通过可控开关连接蓄电池组，实时改变蓄电池充电电压对电磁馈能型半主动悬架的馈能阻尼力分级控制。

本发明采用上述技术方案后，具有的有益效果是：当蓄电池电压一定时，本发明所述多定子永磁同步电机在理想输入条件（悬架相对运动速度一定时）的作用下的输出馈能阻尼力波动减小，从而提高电磁馈能型半主动悬架的减振工作效果。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

图1为本发明所述多定子永磁同步电机的结构示意图；

图2是基于分级变压充电控制方法的馈能型半主动悬架的多定子永磁同步电机充电的电路图；

图3是馈能型半主动悬架馈能电机采用本发明所述多定子永磁同步电机和采用常规永磁同步电机时的馈能阻尼力—时间比较图；

图中：1.转轴；2、6.轴承；3.电机外壳；4.永磁体；5-1.第一定子绕组；5-2.第二定子绕组；7.电机端盖。

具体实施方式

如图1所示，本发明所述多定子永磁同步电机包括一个转子、多个定子和电机外壳3。转子是常规转子，由转轴1和安装在其上的转子铁芯、永磁体4等构成，每个定子均固定在电机外壳3内壁上，与转轴1同轴；每个定子均由线圈绕组和定子铁芯构成，永磁体4与线圈绕组同轴。定子线圈绕组是按正弦绕组设计的三相通用绕组，各个定子线圈绕组均采用星形接法连接。在转轴1的两端分别安装轴承2和轴承6，电机外壳3一端安装电机端盖7。 

本发明定子个数为2ⁿ个，n为大于或等于1的自然数，n=1、2、…，且相邻两个定子中的三相星型连接线圈绕组的相同位置间的圆周夹角为60°/2ⁿ，相邻两个定子在轴向紧密固接在一起。因定子数过多不利于安装和运行，因此本发明限定n=1～3。

图1仅示出采用两个定子的永磁同步电机的结构，这两个定子中的三相星型连接的第一定子绕组5-1和第二定子绕组5-2的相同位置间的夹角为30°圆周角。而本发明所述的多定子永磁同步电机与图1相比，所不同的仅是沿轴向依次地再紧密固接其余的定子，并且相邻两个定子中的三相星型连接线圈绕组的相同位置间的圆周夹角为60°/2ⁿ。