[发明专利]一种定子永磁型双转子磁场调制电机及其设计方法

权利要求书

1.一种定子永磁型双转子磁场调制电机，其特征在于：该电机由内向外依次包括内转子(1)，定子(2)和外转子(4)，内转子(1)与定子(2)之间、定子(2)和外转子(4)均留有气隙；

所述定子(2)的轭部嵌有辐射状永磁体(3)，采用切向励磁，辐射状永磁体(3)的N极和S极沿着圆周交替排列；定子上的定子外侧齿(8)和定子内侧齿(9)为直齿结构，定子(2)的槽内排布内侧绕组(5)和外侧绕组(6)，内转子(1)和外转子(4)都为硅钢片叠压而成的凸极齿结构，内转子(1)上带有外转子齿(7)，外转子(4)上带有内转子齿(10)；

所述内转子(1)和外转子(4)齿数相等，内转子(1)和外转子(4)旋转速度和旋转方向相同，且两者之间的位置错开半个转子极距角；

根据内转子(1)和外转子(4)的的极数P_r和永磁体极对数P_s确定内侧绕组(5)和外侧绕组(6)的极对数P_w，满足P_w＝|P_r-P_s|＝|10-6|＝4，槽数Z_s＝2P_s＝12；

根据上述数量关系确定电机的槽距角根据槽距角来确定定子(2)的槽内内侧绕组(5)和外侧绕组(6)排布方式，假定一个槽的编号为1，其余槽按照逆时针方向依次编号为2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12，由于槽距角为120°，每个槽距离与之相邻槽的电角度为120°，将电机绕组分成三相双层集中绕组，每个定子齿部都绕有线圈。

2.根据权利要求1所述的一种定子永磁型双转子磁场调制电机，其特征在于：永磁体(3)的长度和定子(2)的轭部高度相等。

3.根据权利要求1所述的一种定子永磁型双转子磁场调制电机，其特征在于：永磁体(3)产生的磁力线是经过内转子(1)和外转子(4)，形成串联磁路。

4.根据权利要求1所述的定子永磁型双转子磁场调制电机的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：根据电机双边内转子(1)和外转子(4)的结构，将定子(2)设计成双边齿结构，形成开口槽，双边齿结构通过定子轭部连接，内转子(1)和外转子(4)设计为齿数相等，转速和转向相同；

步骤2：将内转子(1)的内转子齿(10)正对于外转子(4)的槽部，在电角度上相差180°；

步骤3：将永磁体(3)均匀的排布在定子轭部，且永磁体长度与轭部宽度相等；另外永磁体采用切向交替励磁；

步骤4：根据内转子(1)和外转子(4)的的极数P_r和永磁体极对数P_s确定内侧绕组(5)和外侧绕组(6)的极对数P_w，满足P_w＝|P_r-P_s|＝|10-6|＝4，槽数Z_s＝2P_s＝12；

根据上述数量关系确定电机的槽距角根据槽距角来确定定子(2)的槽内内侧绕组(5)和外侧绕组(6)排布方式，假定一个槽的编号为1，其余槽按照逆时针方向依次编号为2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12，由于槽距角为120°，每个槽距离与之相邻槽的电角度为120°，将电机绕组分成三相双层集中绕组，每个定子齿部都绕有线圈；

步骤5：将定子(2)内外侧槽内排布上绕组，同一个轭部对应的两个定子槽内排布的绕组相同；

步骤6：将同相线圈正负串联，定子(2)两侧槽内线圈也正负串联，最终引出3个相线端子。

5.根据权利要求4所述的定子永磁型双转子磁场调制电机的设计方法，其特征在于，永磁体材料为钕铁硼。

6.根据权利要求4所述的定子永磁型双转子磁场调制电机的设计方法，其特征在于，定子(2)的槽内排布集中绕组。

7.根据权利要求4所述的定子永磁型双转子磁场调制电机的设计方法，其特征在于，定子(2)的同一个轭部对应的槽内排放的绕组所属的相序相同。

8.根据权利要求4所述的定子永磁型双转子磁场调制电机的设计方法，其特征在于，内侧绕组(5)和外侧绕组(6)为单套线圈，内侧绕组(5)的线圈a(511)内感应的永磁磁链具有单极性的特征，而在内侧绕组(5)和外侧绕组(6)内产生的是双极性的磁链。