[发明专利]永磁同步电机

说明书

技术领域

本发明涉及电机技术领域，特别涉及一种永磁同步电机。

背景技术

现阶段，混合动力汽车和电动汽车越来越受人们的青睐。混合动力或电动汽车中需要应用电机。最早采用的是电机单独驱动的直流电机系统，但是直流电机系统具有质量大、效率低的缺点，而且需要定期维护，故障率也比较高。于是，随着电子功率技术及数字技术的发展，人们开始应用异步电机、永磁同步电机或开关磁阻电机。其中，永磁同步电机具有较好的可靠性被广泛应用。

在混合动力汽车的动力系统中，包括两个电机，即设置在发动机侧与发动机轴相连接的BSG电机(Belt-driven Starter Generator皮带驱动起动发电机)和设置在后驱动桥侧与驱动桥连接的的驱动电机。由于每台电机都需要配备一台电机控制器、旋转变压器、旋变发送机等传感器等部件，构成一个电机系统。

两套电机就需要配备这样的电机系统，因此，成本较高，从而导致整车的成本较高。同时，两套电机组成的动力系统也占用了较大的内置空间。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种永磁同步电机，以解决现有技术中的混合动力汽车的动力系统中需要配备两台电机导致整车成本高、动力系统占用内置空间大的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种永磁同步电机，所述电机包括圆环状的定子铁芯、中间转子、调整转子、内转子和磁悬浮轴承，所述磁悬浮轴承用于对所述中间转子、调整转子和内转子的轴向定位；

所述定子铁芯沿径向向里方向的圆周上具有多个第一齿和由所述多个第一齿隔开的多个第一齿槽，所述第一齿槽内由外向内依次设有驱动绕组和控制绕组；

所述中间转子的材质为导磁性材料且设置在所述定子铁芯内、与所述第一齿之间具有一定气隙；所述中间转子包括多个第二齿，所述第二齿的顶端与所述第一齿相对，所述第二齿的底端与所述调整转子相对；每相邻的两个中的一个所述第二齿的顶端上设有第一永磁体；所述第一永磁体N极朝外S极朝内；

调整转子位于所述中间转子内侧，所述中间转子与所述调整转子之间具有一定气隙，所述调整转子包括多个第三齿，所述第三齿的顶端与所述中间转子的底端相对，所述第三齿的底端与所述内转子相对；相邻的两个所述第三齿之间设有调整转子绕组；

所述内转子位于所述中间转子内侧，所述中间转子与所述内转子之间具有一定气隙，所述内转子沿径向向外的方向的圆周上具有多个第四齿；所述第四齿上设有第二永磁体。

进一步地，所述调整转子绕组为集中式绕组。

其中，所述第一永磁体为钕铁硼。

优选地，所述控制绕组为集中式绕组。

进一步地，所述驱动绕组极对数等于2，电角频率等于1；

所述控制绕组极对数等于2，电角频率等于2；

所述调整转子绕组包括外侧调整绕组和内侧调整绕组，所述外侧调整绕组的极对数等于1，电角频率等于3，所述内侧调整绕组的极对数等于1，电角频率等于4。

其中，所述磁悬浮轴承包括同轴设置的内转子磁悬浮轴承、调整绕组转子磁悬浮轴承和中间转子磁悬浮轴承；所述内转子磁悬浮轴承用于定位所述内转子；所述调整绕组转子磁悬浮轴承用于定位所述调整转子；所述中间转子磁悬浮轴承用于定位所述中间转子。

优选地，所述定子铁芯是由铁磁性材料冲压而成。

其中，外侧调整绕组为三相对称绕组。

进一步地，所述驱动绕组、控制绕组、调整转子绕组的极对数相等，且同步转角速度相同。

相对于现有技术，本发明所述的永磁同步电机具有以下优势：

本发明实施例提供的永磁同步电机中，由于定子铁芯与中间转子具有一定气隙并相向，产生能够使中间转子旋转和悬浮的磁场；调整转子与内转子具有一定气隙，并与内转子相向，因此，调整转子可以以发电机的形式将内转子旋转产生的磁场能进行利用，并且能调节中间转子的空间悬浮磁场，使中间转子始终达到悬浮状态，同时还可以为内转子提供悬浮磁场，使内转子旋转并悬浮起来。该永磁同步电机同时具备现有技术中BSG电机和驱动电机的功能，具体地，在混合动力汽车或电动汽车中应用该永磁同步电机，所述永磁同步电机的中间转子与发动机的后桥相连，内转子与发动机的转轴相连，内转子实现BSG电机的功能，中间转子实现驱动电机的功能。