[发明专利]一种增磁去耦型轴向磁通切换双转子电机

权利要求书

1.一种增磁去耦型轴向磁通切换双转子电机，其特征在于，包括转子，定子；

所述转子采用盘式带凸极结构，包括第一转子(7)、第二转子(6)、转子隔磁环(8)；第一转子(7)和第二转子(6)关于电机轴向中心面对称，每个转子上带有两圈凸极，每圈凸极均匀分布在转子盘上，两圈凸极中间嵌有转子隔磁环(8)，形成内环转子(7.1)和外环转子(7.2)，内环转子(7.1)和外环转子(7.2)凸极数量相等，且内环转子(7.1)和外环转子(7.2)凸极互差半个电周期；

所述定子嵌在第一转子(7)、第二转子(6)之间，包括定子铁芯(1)、切向永磁体(2)、增磁永磁体(3)、径向永磁体(4)、电枢绕组(5)；所述定子铁芯(1)为凸极结构，共包括四个定子铁芯组，分别为内层左侧的定子铁芯组一(1.1)、内层右侧的定子铁芯组二(1.2)、外层左侧的定子铁芯组三(1.3)、外层右侧的定子铁芯组四(1.4)；每个定子铁芯组包含N_s个沿圆周方向均匀排列的U型铁芯单元，U型铁芯单元的U形开口沿轴方向指向两侧转子；

每个所述定子铁芯组相邻的两个U型铁芯单元的齿部侧面之间均嵌有切向永磁体(2)；

所述内层左侧的定子铁芯组一(1.1)和内层右侧的定子铁芯组二(1.2)之间、外层左侧的定子铁芯组三(1.3)和外层右侧的定子铁芯组四(1.4)之间分别嵌有增磁永磁体(3)；

所述内层左侧的定子铁芯组一(1.1)和外层左侧的定子铁芯组三(1.3)之间、内层右侧的定子铁芯组二(1.2)和外层右侧的定子铁芯组四(1.4)之间分别嵌有径向永磁体(4)；

所述电枢绕组(5)采用三相集中式绕组，ABC三相依次相差120度，每相绕组包含4个线圈，每个线圈分别包绕在内层右侧的定子铁芯组二(1.2)、外层右侧的定子铁芯组四(1.4)的定子齿上，或者内层左侧的定子铁芯组一(1.1)、外层左侧的定子铁芯组三(1.3)的定子齿上。

2.根据权利要求1所述的一种增磁去耦型轴向磁通切换双转子电机，其特征在于，

所述切向永磁体(2)为扇形柱状结构，与U型铁芯单元的齿部侧面紧密贴合，沿着电机圆周切向充磁，相邻的两个切向永磁体(2)单元充磁方向相反；所述增磁永磁体(3)为薄片扇形结构，与两个U型铁芯单元底部侧面紧密贴合，充磁方向为电机轴方向，且与切向永磁体(2)相配合，使增磁永磁体(3)在气隙产生的磁场方向与切向永磁体(2)在气隙产生的磁场方向相同，抑制第一转子(7)和第二转子(6)的磁路的耦合；所述径向永磁体(4)为薄片U型结构，每个增磁永磁体单元与两个U型铁芯单元底部侧面紧密贴合，其U形开口沿电机轴方向指向两侧转子，充磁方向为沿电机圆周半径方向，且与切向永磁体(2)充磁方向相配合，使径向永磁体(4)在气隙产生的磁场方向与切向永磁体(2)在气隙产生的磁场方向相同。

3.根据权利要求1所述的一种增磁去耦型轴向磁通切换双转子电机，其特征在于，所述内环转子(7.1)或外环转子(7.2)的相邻凸极间隔弧度γ与转子极数N_r的关系满足γ＝2π/N_r；且内环转子(7.1)和外环转子(7.2)凸极交错排列，相差角度η与转子凸极间隔弧度γ的关系满足η＝γ/2，凸极部分为扇形结构，扇形结构的弧度θ与转子凸极间隔弧度γ的关系满足θ＝γ/4～γ/3，扇形结构的半径m₇与定子半径m的关系满足m₇＝m。

4.根据权利要求1或3所述的一种增磁去耦型轴向磁通切换双转子电机，其特征在于，所述转子隔磁环(8)宽度d₅与径向永磁体(4)径向宽度d₄的关系满足d₅＝d₄，所述第一转子(7)和第二转子(6)能够一体安装并输出相同转速，或者分离安装并输出不同转速。

5.根据权利要求1所述的一种增磁去耦型轴向磁通切换双转子电机，其特征在于，所述U型铁芯单元齿部端面为扇形，扇形弧度α与电机齿数关系满足α＝π/(2*N_s)；U型铁芯单元电枢槽的槽面也为扇形，扇形弧度α₁与齿部端面弧度α的关系满足α₁＝α；U型铁芯单元轭部厚度h与U型铁芯单元齿部宽度w关系满足h＝w；整个定子单元弧度β与齿部端面弧度α的关系满足β＝3α，U型铁芯单元的齿部高度l和定子半径m为非关键参数，根据电机功率大小选取。