[发明专利]径向磁场电磁行星齿轮变速器

说明书

技术领域

本发明涉及一种双转子电机构成的变速器，属于汽车电机领域。

背景技术

双转子电机具有两个转速彼此独立的转子以及转轴，可实现双轴独立驱动，因此在电动汽车、风力发电、鱼雷推进等场合具有广阔的应用前景。

目前已有的双转子电机实现双轴驱动的普遍方法是将传统电机的转子仍作为一个转子，并连接一个转轴，将传统电机的定子旋转起来作为另一个转子，并连接另一个转轴。其中，一个转轴与原动机相连作为能量的输入端，另一个转轴与负载相连作为能量的输出端，通过调节旋转的定子绕组中电流的频率，使输入轴和输出轴运行在不同转速下，从而实现原动机与负载之间的能量流动。但这种电机中旋转的绕组需要通过电刷和滑环引入电流，这样会导致运行效率下降、可靠性降低，以及经常需要对电刷等部件进行维护等问题。

发明内容

本发明目的是为了解决已有双转子电机中旋转的绕组需要通过电刷和滑环引入电流，导致运行效率下降、可靠性降低，以及经常需要对电刷等部件进行维护的问题，提供了一种径向磁场电磁行星齿轮变速器。

本发明所述径向磁场电磁行星齿轮变速器，它包括壳体、定子、永磁转子、调磁转子、调磁转子输出轴和永磁转子输出轴，

定子固定在壳体的内圆表面上，定子内部由外向内依次设置有永磁转子和调磁转子；调磁转子固定在调磁转子输出轴上，调磁转子输出轴的一端通过第二轴承和第四轴承与永磁转子转动连接，调磁转子输出轴的另一端从壳体的一个端盖伸出，且通过第一轴承与壳体转动连接；

永磁转子位于定子与调磁转子之间，永磁转子输出轴的一端固定在永磁转子上，永磁转子输出轴的另一端从壳体的另一个端盖伸出，且通过第三轴承与壳体转动连接；

永磁转子和定子之间存在径向气隙L1；永磁转子与调磁转子之间存在径向气隙L2；调磁转子输出轴和永磁转子输出轴的轴线重合；

定子由定子铁心和m相定子绕组构成，定子绕组通有m相对称交流电流时，形成2p极数的旋转磁场，m、p为正整数；

永磁转子为极对数为n的转子，n为正整数；

调磁转子由调磁转子铁心和q个突起单元构成，q个突起单元沿圆周方向均匀分布排列，q为正整数；

且满足p＝|hn+kq|关系式成立，其中，h是正奇数，k是整数。

本发明的优点：本发明的径向磁场电磁行星齿轮变速器具有两个转轴，这两个转轴的转速彼此独立且转速可调，两个转轴输出的转矩具有一定的转矩比，这样可以使一个转轴实现高速小转矩运行，另一个转轴实现低速大转矩运行。因此，本发明特别适合应用在电动汽车、风力发电、鱼雷推进等场合，而且在这些场合中应用，可以省去齿轮箱，从而使整个系统的体积减小、成本降低、可靠性增加。

本发明属于无刷结构，定子的电枢绕组不需要旋转，克服了采用电刷滑环馈电结构所导致的运行效率下降、可靠性降低以及经常需要对电刷等部件进行维护等问题。

附图说明

图1是实施方式二所述径向磁场电磁行星齿轮变速器的结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是实施方式三所述径向磁场电磁行星齿轮变速器的结构示意图；

图4是图3的B-B剖视图；

图5是实施方式四所述径向磁场电磁行星齿轮变速器的结构示意图；

图6是图3的C-C剖视图；

图7原理说明示意图；

图8是中国专利CN101951090A所述径向磁场调制型无刷双转子电机的磁路示意图；

图9是实施方式二所述径向磁场电磁行星齿轮变速器的磁路示意图；

图10是中国专利CN101951090A所述径向磁场调制型无刷双转子电机的外气隙磁场波形示意图；

图11是中国专利CN101951090A所述径向磁场调制型无刷双转子电机的内气隙磁场波形示意图；

图12是实施方式二所述径向磁场电磁行星齿轮变速器的外气隙磁场波形示意图；

图13是实施方式二所述径向磁场电磁行星齿轮变速器的内气隙磁场波形示意图；

图14是中国专利CN101951090A和实施方式二的反电势波形对比示意图；图中实线波形为实施方式二的反电势波形，虚线波形为中国专利CN101951090A的反电势波形。

图15是中国专利CN101951090A和实施方式二的调磁转子的电磁转矩波形对比示意图；图中实线波形为实施方式二的调磁转子的电磁转矩波形，虚线波形为中国专利CN101951090A的调磁转子的电磁转矩波形。